[科普中国]-钻探

释义

词目

拼音：zuān tàn

基本解释

[drilling] 钻挖勘探,取样分析,寻找矿藏;也形容刻苦钻研。

见:他正向古代典籍钻探，有如向地壳寻求宝藏。

详细解释

叶圣陶《友谊》：“等到钻探出什么矿呀苗的，就立刻变成大有用处。”柯岩《快活的小诗·通条、通条不见啦！》：“看样子不像瞎淘气，可秘密钻探又为什么？”

基本信息zuān tàn

钻探【Drilling】是用钻机设备从地表向地下钻进成孔，从而达到所要任务的工程施工工程。从钻探的目的可分为1：地质钻探，水文水井钻探，工程勘察钻探，石油钻探等等。

1. 地质钻探：从钻孔中不同深度处取得岩心、矿样进行分析研究鉴别查明矿体或划分地层，判定地层地质情况的作业。通常地质找矿中钻探的费用至少都要占到40%以上。钻孔直径小(46～91毫米 )，按矿种的不同 ，深度从几十米到几千米。

2. 水文水井钻探：钻探至含水层（位）时固井成孔，从而满足人畜饮水问题及农田灌溉或为地质部门提供水文观测。文地质钻探，普查孔直径小于150毫米，勘探孔直径150～350毫米，水井直径 150～550 毫米 ，孔深300 米以上。

3.地热钻探：钻探成，对地热资源通过热载体进行开采利用。技术钻井深度一般可以达到3000到5000米，地热资源利用比较好的有羊八井高温地热田，西安地热田，北方集中在北京和天津两地。

4. 工程勘察钻探：从钻孔中取得岩芯、土样进行物理性质分析从而判断其地基基础是否满足工程建设的承载重力和稳定性。工程地质钻探 为勘察坝基 、水库、渠道、港口工程、高层建筑以及铁路、公路沿线的工程地质情况。

5. 石油钻探：钻探成孔直接进行资源开发利用，国内有名的三家：中石油，中石化，海石油。钻孔一般开孔915毫米，终孔216毫米 ，孔深1000～7000米 及以上，通常井口要安装防喷器具。

6. 文物勘察钻探 （钻探） ：直观准确地取得一定地点的文化堆积资料，它比发掘省工，破坏性小，能在短时间内了解较大面积的地下情况。适用于具体了解遗址堆积分布范围、厚度、大型建筑基址、大型墓葬和古城的形状和布局等。

钻探起源所用钻机主要分为回转式与冲击式，以及复合式钻机。

在历史上，钻井技术由中国发明，蜀郡太守李冰开挖了中国第一口盐井2，宋代实现了没有动力设备的情况下的冲击式钻井技术。

在没有任何动力设备的情况下，我们的祖先能向地下深处钻进多少米呢？钻井技术是中国发明的吗？ 是谁开挖了中国历史上第一口盐井？

在四川省遂宁市大英县有一个叫大顺灶的偏僻小村庄，村里的山坡上，有一个不起眼的草棚，它看上去就如同它周边的麦田一样，是那么的普通，以至于生活在这里的人们对它熟视无睹。但是谁也没有想到，这个极其普通的草棚里面隐藏着一个大秘密。

四川省自贡市盐业历史博物馆副研究馆员宋良曦说：“李冰做蜀郡太守的时候，自古蜀国多水患，在治水的过程中，开了都江堰，发现河道的中央出现了泉水，结果一尝是咸的。实际上是盐泉露头了，所以他就研究这个盐泉的走向，按照《华阳国志》的记载，叫做试其水脉，开广都盐井。”

李冰在开挖直径约两米、井深在15米的广都盐井时，不会想到，他从此拉开了中国盐井的序幕。

据宋良曦介绍，从战国末期一直到北宋时期，盐井和水井的形式差不多，都是靠人用锄、用擂、用锸、用凿把地面横土挖成坑，叫大口盐井，因为它口径很大。

到北宋初期，四川地区盐井的深度达到了180米左右，盐井也增加到600多口，年产食盐1600多万斤，每天有大量的卤水被送到熬制食盐的作坊里进行加工。

但是180米的盐井深度并不能满足社会对食盐的需求，盐业带来的巨大商业利润，促使人们不断地向地下深处挖掘，以便打出更多的卤水。然而，这时的人们却发现，这盐井怎么打也打不下去了，是什么阻挡了它前进的方向呢？

北宋人的挖井行动成为九百多年后世界钻井技术研讨会争论的焦点。

从地质的角度来讲，四川地区卤水含量比较低的水，位于比较浅的地方，大概20米到300米。如果浓度比较高，埋藏较深，一般在700米以下。那么，当表层的这种含盐量比较低的卤水快被开采完的时候，大口盐井地区就急需要去开采深层含盐量高的卤水。可是当时的技术条件又不允许这么做。没有很好的办法支撑固定井壁。挖得越深，盐井可能会出现坍塌的现象。因此迫切需要一种新的技术来改变这个落后的局面。

公元1041年，也就是北宋庆历年间，在四川大英县一个叫大顺灶的偏僻小村庄里，几个村民聚集在一起，准备私自开挖一口盐井，为了逃避朝廷法律的制裁，他们打算挖一口小盐井，这样就不容易被发现。

村民设想能不能利用舂米的方法，用足踏来带动一个钻头上下运动，从而达到打井的目的呢？想法很快就变成了行动，而他们的行动则成为九百多年后，中国专家在世界钻井技术研讨会上据理力争的最好材料。

上个世纪的80年代的时候，在加拿大的温哥华举行了一次世界钻探技术会议。俄罗斯的专家说钻井技术是俄国人发明的，有200多年的历史了；美国专家说，他们国家钻井技术有300年了，应该是美国人发明的。这时候，有一个中国专家站起来说，在我们国家，钻井技术有1000多年的历史了。

巧妙利用扇泥筒打捞碎石和泥土，把钻井技术进一步向前推进。

当时村民采用了人类历史上最早的钻头，历史上记载叫做圜刃，用圜刃钻击地下，破碎岩石，把盐井向地下深处打进。人类历史上最早的钻头圜刃有两米多长，八十多斤重。它开出的井口只有碗口大小，非常符合村民们要隐蔽盐井的要求。但是，井口太小，人不能下去，那开采出来的碎石和泥土怎么样才能打捞出来？

村民巧妙利用了扇泥筒，扇泥筒就是把一根竹子中间的节全部打掉，在底部留一个小孔，小孔上面固定一块熟的牛皮。放到井底的时候，液体要产生一个向上的压力，把皮线顶开，泥浆和地下水就进入到筒里面。把竹筒提起来的时候，液体自然重力产生一个向下的压力，这个向下的压力就把牛皮关闭。所以水在筒里面滴水不漏，实际上出现了世界历史上最早的单向阀门。拉到地面以后，又用一个铁钩，把这块牛皮顶开，筒里的水就放出来了。

应对事故如何处理孔内事故3：

第一步处理方法及应注意的问题如何采用孔内事故第一步处理方法1及应注意的问题

（1）提：

在设备能力允许的条件下，可用升降机配合滑轮组，强力提拉孔内受阻钻具。当钻具被卡埋时，一般均用此方法，但必须注意钢丝绳、天车、钻塔、钻机及地基等各方面的情况，最好配备“拉力计”，以防造成人身事故。

（2）打：

借助吊锤打击的震动力，向上或向下打击事故钻具。这种方法适用于浅孔或掉块及钢粒挤夹事故。这种方法简单，故常被采用。在用吊锤冲打处理孔内事故时，可用滑轮打吊锤及其它安全打吊锤装置。

在使用吊锤处理孔内事故应注意：最好不要利用升降机直接拴绑打吊锤；孔壁不稳定而易发生坍塌时，不宜采用此方法，否则，会使事故恶化。

（3）震：

将机械震动器接于事故钻具的上端，并用升降机拉紧，使事故钻具收到强烈震动而排除。但必须注意防止孔内钻具受震而脱扣。

（4）捞：

用公母锤、卡管器等捞取脱落或折断的事故钻具。这是一种常用的处理事故的方法。

（5）冲：

用小径钻具（或钻杆）或套管下入孔内，通过泥浆泵的高压液流冲出事故钻具周围的埋、卡物。但必须在孔壁稳定的情况下，用此方法。

（6）抓：

用下部带齿的抓筒，处理掉入孔内的小物件或测斜仪。

（7）吸：

用磁铁打捞吸取掉入孔内的小物件或吸正靠孔壁的事故钻杆断头，配合丝锤打捞。

（8）粘：

用粘泥、黄蜡、沥青等粘取掉入孔内的小物件或金刚石钻头胎体或金刚石。

（9）窜：

用升降机提拉、吊锤上下打击、或开车上下扫，用以处理还有一定活动余地的被阻事故钻具。

（10）顶：

用千斤顶（丝杠式和油压式）或油压钻机加减油压，顶拔事故钻具，这也是常用的方法。但应注意的：用千斤顶顶拔时，应考虑钻杆能承受的能力，以防顶断；还应特别注意卡瓦飞出伤人。

第二步处理方法及应注意的问题如何采用孔内事故第二步处理方法及应注意的问题

（1）反：

用反丝钻杆和丝锤，找好中和点，尽可能地多反回一些事故钻杆，再配合其它方法处理。因为“反”不是一个单独的处理孔内事故的方法。

反钻杆应采用钢丝绳反钻具、棘轮反管器等安全方法。另外，防止在反钻具时因弹力反转而发生人身事故。

（2）套：

用比钻进大一级的钻具扩孔套取，因而只适用于较软的岩层及浅孔的岩层中，当孔内留有事故钻杆时，必须先“反”后“套”。扩孔时，为了防止钻口弯曲，应带导向。

（3）切：

用割管器分段切割取出事故钻具。这种方法用于处理钻具卡、埋过紧而又较长的情况下。采用“切”常用于处理岩心管或套管事故。

（4）钩：

用特制的钩子、捞矛等，以导正靠边的事故钻杆头，或钩住加大接头处，将事故钻具提出，或是捞取掉入孔内的钢丝绳及电缆等。

第三步处理方法及应注意的问题如何采用孔内事故第三步处理方法及应注意的问题

（1）穿：

用比原钻进用的事故钻具小1-2级（最好小2级）钻具，先从事故钻具中心穿过去，借其震动、回转、碰撞，以减轻或消除事故钻具外侧被挤夹的阻力，然后用“捞”的方法处理。当岩心管接头、岩心管及取粉管留在孔底时，在采用“穿”的方法之前，先用“剥”等方法处理。

（2）剥：

用与原事故钻具用径的磨铁钻钻头，将岩心管或取粉管接头、取粉管的外围直至丝扣处剥掉一层，然后再取出接头。

（3）扫：

用特制平面钻头将残留孔内粗径钻具或钻头劈开或扫掉，然后取出。在“扫”或“劈”时，注意夹钻及多头劈开。

（4）泡：

把柴油、碱水或盐酸注入孔内，浸泡被埋住或泥皮吸附卡钻，使事故钻具与孔壁松弛，利于处理。

如何采用孔内事故第四步处理方法及应注意的问题

（1）绕：

用偏心楔子偏斜钻进，绕过事故钻具。采用此方法时，必须按地址设计进行。

（2）炸4：

将炸药装在特制的爆破筒内，从钻具内送入预定孔深进行爆炸，炸断钻杆后而取出，或用于处理套管被卡，以震松或将套管冲出。