科鉆一井：將內(nèi)窺鏡深入地下5000米.doc

科鉆一井：將內(nèi)窺鏡深入地下5000米/htmlnews/200811782723404199547.html 2008-1-17科鉆一井工程的成功，是我國鉆探技術(shù)發(fā)展的里程碑。歷時年多、耗資近億元完成的中國大陸科學鉆探工程日前通過國家驗收，留下了一個沒有地面干擾的、直徑157毫米、深5158米的深井，成為亞洲第一個地球物理綜合性長期觀測實驗基地。盡管如何進行更深入的科學研究，充分發(fā)揮其潛在價值，是一個還沒有完結(jié)的科學問題，但從大陸鉆探的技術(shù)角度來說，這個被稱為科鉆一井的工程已經(jīng)圓滿地畫上了句號。對工程所取得的技術(shù)進步，科鉆一井工程總指揮、中國大陸鉆探工程中心主任王達教授總結(jié)說：“盡管這不是世界上最早、最深的井，然而從硬巖取心的角度說，科鉆一井達到了世界先進的技術(shù)水平，取心率之高是世界上極為罕見的?！睘榭茖W目標啃一塊硬骨頭大陸鉆探技術(shù)是目前獲取地球深部實物資料的唯一技術(shù)手段，是研究地殼構(gòu)造和演化最重要的技術(shù)方法，受到各國科學家的廣泛關(guān)注。在這項技術(shù)發(fā)展起來之前，人類對于地球深部不能觀察、觸摸，對地層下面究竟是什么，大多只能推測，因而同樣的材料可以導(dǎo)引出不同的結(jié)論。從1963年世界上第一個大陸鉆探井開鑿以來，人類探視地球內(nèi)部的歷史已有40多年，最深的一口井位于俄羅斯的科拉半島，井深12262米。科學鉆探因科學目標的差異，所要鉆探的地層環(huán)境也千差萬別。地層環(huán)境的差異，對鉆探工程提出了不同的技術(shù)要求，其難度也各不相同?？沏@一井的主要科學目標是重塑超高壓變質(zhì)帶的形成與折返機制，揭示板塊邊部的深部物質(zhì)組成及成礦與流體作用，因此要把鉆探地址選在造山帶。在這種地層打鉆，所要應(yīng)對的是硬度很高的結(jié)晶巖，可鉆性多數(shù)為89級，少數(shù)巖石的可鉆性達到1011級。與一般地質(zhì)鉆探相比，科學鉆探本身就因目標多而難度大，科鉆一號面臨的難題不僅是地層堅硬，還要在這樣的地層環(huán)境上全孔取心。在硬地層對5000多米深井全孔取心，這不僅在我國沒有先例，在世界上也屬于高難度鉆井工程。俄羅斯鉆探的1.2萬多米深井，由于取心難度極大，工程持續(xù)了20多年，成本難以計算。而德國鉆探的9000多米深井，為了減少成本、縮短時間，其取心比率只有3%。巖石堅硬，鉆頭消耗大；全孔取心、取樣，要求高；地層易斜，難以保直；井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大直徑硬巖擴孔鉆進難度高、套管下入難度大；井深，下部地層狀況未知；施工周期長，風險因素大，施工費用高面對這些難題，科鉆一井無論是從國內(nèi)還是國外，都很難找到可以借鑒的成熟先例。地下是一個風險未知領(lǐng)域上天入地是人類的夢想，而天上地下的種種未知因素，卻為人類的追夢之旅平添了許多風險。應(yīng)對未知因素是大陸鉆探工程在確定方案時首先要考慮到的?？沏@一井工程借鑒了德國KTB曾經(jīng)使用的一種雙孔方案。所謂雙孔方案，是指在正式鉆探前，先打出一個先導(dǎo)孔，這個先導(dǎo)孔直徑較大，可以通過它來摸清地層狀況，再進行主孔施工。德國KTB 9000多米的鉆井，僅先導(dǎo)孔就鉆進4000多米深。王達說，這種方法盡管安全，但成本太高。于是，工程指揮部借鑒了這個方案的成功之處，并考慮到它的不足，創(chuàng)造了一個“靈活”的雙孔方案。由于對鉆探所在地江蘇東?？h地下1000米內(nèi)的情況早先就有一定的認識。于是，工程指揮部決定先打一個2000米的先導(dǎo)孔，再根據(jù)鉆孔質(zhì)量、地層情況決定是否另外開孔。最終由于有預(yù)先的計劃，這個先導(dǎo)孔的質(zhì)量很好，主孔施工就在它的基礎(chǔ)上繼續(xù)進行，方案的靈活性為工程大幅度地節(jié)約了時間和成本。在硬地層上打深井，不可能打得筆直，因此施工中要根據(jù)情況需要，糾正井身的傾斜度。王達說：“在硬地層中怎么糾斜，是這類深井的另一個關(guān)鍵技術(shù)問題?！彪x設(shè)計的科鉆一井距離僅300米處，有一個中國大陸科學鉆探工程2號預(yù)先導(dǎo)孔，其深度為1028米，直徑為75毫米。從該孔的施工情況看，井身傾斜非常嚴重，80米處井斜為4.4度，在糾斜兩次后，繼續(xù)鉆至700米處井斜達到18度。施工過程中共發(fā)生35次斷鉆桿和脫扣事故。在施工過程中，科鉆一井創(chuàng)造了一套硬巖糾斜的技術(shù)方法。其最為成功、也是最為驚險的一次糾斜實踐，是在工程進行到3665米時。在這一井段，遇上了王達稱之為“大肚子”的地層結(jié)構(gòu)，這里的地層嚴重破碎，井身直徑從157毫米，一下子增至近500毫米。套管扶正器鋼板和擴孔鉆頭導(dǎo)向頭落在井內(nèi)，無法繼續(xù)施工。王達說，這種故障已經(jīng)屬于事故范圍了，由于井段地層嚴重破碎，事故處理變得更加困難。于是，指揮部被迫采用了側(cè)鉆繞障的手段，不僅解決了事故問題，還將井斜角由8.47度降到0.41度。在糾斜工程中，科鉆一井所嘗試的糾斜鉆進和側(cè)鉆繞障技術(shù)方案，都是在我國沒有先例的技術(shù)背景下進行的探索與實踐，為我國今后類似的鉆探工程留下了成功的示范案例。工欲善其事，必先利其器“工欲善其事，必先利其器?！蔽覈谝淮毋@探這么深的井，又是這么硬的地層，“沒有現(xiàn)成的設(shè)備可用”，王達說。從深度上說，以往用于石油鉆探的石油鉆機以牙輪鉆頭全面鉆進為主，可以滿足深度的要求，但它所采用的低速回轉(zhuǎn)、大鉆壓的工藝卻因壓力不穩(wěn)，不利于取心，不能滿足科學鉆探的要求。礦山地質(zhì)鉆探技術(shù)采用高速回轉(zhuǎn)、小鉆壓工藝，卻又不能應(yīng)用于2000米以上深度，此外它的立軸給進行程短、油缸倒桿頻繁，增加了輔助工作時間，還很容易造成孔底巖心堵塞。根據(jù)結(jié)晶巖科學深孔鉆探的特殊要求，科鉆一井將石油轉(zhuǎn)盤鉆機設(shè)備與地質(zhì)勘探取心鉆進工藝結(jié)合在一起，形成一種適用于硬巖深孔大直徑科學鉆探要求的組合式鉆探技術(shù)，從鉆探深度、地層硬度和巖心取心率上都成功地滿足了工程的要求。在科鉆一井中采用的一套20多米長的三合一設(shè)備，更是國際首創(chuàng)。這套三合一設(shè)備包括頂端的螺桿馬達、中間的液動錘、下面的取心筒和鉆頭。因為結(jié)晶巖的質(zhì)地硬而脆，單純用切割的方式鉆進的效果并不理想，把液動錘加在金剛鉆上，可以在切削的同時使用沖擊的力量，在硬而脆的結(jié)晶巖上作業(yè)，不僅提高了效率，也減少了巖心堵塞。在科鉆一井施工中使用的液動錘是我國自行研制成功的，取得了一次下井連續(xù)工作時間17.66小時、累計進尺26.3米的好成績，并在使用井深和單井進尺方面創(chuàng)下了世界紀錄。金剛石鉆頭是硬巖深井鉆進的又一個技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它是鉆進和獲取巖心最基本和首要的條件，鉆進速度和鉆頭壽命與工程成本密切相關(guān)。根據(jù)科鉆一井所遇到的巖石類型，我國研制出了3種金剛石取心鉆頭。在科鉆一井施工進程中，使用了這3類取心鉆頭163個，鉆頭平均使用壽命近25米，最長使用壽命超過75米，平均機械鉆速每小時1米多。與美國卡洪山口和德國KTB兩個國外最具代表性的科學鉆探孔所使用的鉆頭相比，我國這套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的金剛石鉆頭的制造與應(yīng)用技術(shù)達到了國際先進水平，在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位?？沏@一井的鉆井液技術(shù)也是一大創(chuàng)新技術(shù)手段。科鉆一井采用的鉆進方法主要有取心鉆進、擴孔鉆進和全面鉆進，不同的鉆進方法需要采用不同性能的鉆井液，以保證鉆進工藝的實施。全面鉆進和擴孔鉆進要求泥漿的攜帶性能好，能及時排除鉆進形成的較大顆粒巖屑，以提高鉆進效率；取心鉆進要求鉆井液性能不僅有利于攜帶巖屑，停止循環(huán)時要能夠懸浮巖屑，同時還要滿足作為井底動力系統(tǒng)驅(qū)動介質(zhì)的要求。從現(xiàn)場鉆井液制備和管理的角度考慮，要求制備簡單、性能調(diào)整容易和管理方便；從節(jié)約成本、減少排放的角度出發(fā)，現(xiàn)場最好采用單一的鉆井液體系，鉆進工藝變化時，不需要更換鉆井液體系，僅通過簡單的性能調(diào)整就能夠滿足鉆進工藝變化的要求?？沏@一井采用了專門研究和設(shè)計的LBM-SD鉆井液體系，較好地實現(xiàn)了多方面的要求，保證了各種鉆進方法的順利實施。在堅硬的結(jié)晶巖中鉆進5000余米，進行全孔連續(xù)取心，不僅在我國沒有先例，在世界上也屬于高難度鉆井工程。我國的鉆探技術(shù)人員在重重困難面前解決了大量技術(shù)難題，實現(xiàn)了全孔平均巖心取心率85.7，最長巖心達4.25米?？沏@一井工程的成功，是我國鉆探技術(shù)發(fā)展的里程碑，提升了我國鉆探技術(shù)在國際上的地位?！巴h鏡”下看地球/readnews.asp?newsid=3063 2005年5月11日2001年6月，中國地學工作者在江蘇東海縣超高壓變質(zhì)巖帶上架設(shè)了一只伸到地球深處的“望遠鏡”直徑20厘米的鉆孔。經(jīng)過近4年的鉆探，中國大陸科學鉆探工程終于實現(xiàn)了預(yù)期目標，鉆井深度被鎖定在地下5158米處。4月18日，封井儀式在東?？h隆重舉行。 “針尖”中的秘密待解在中國東部的江蘇連云港東?？h，有一個直徑20厘米的鉆孔，像一只望遠鏡一樣伸到地球深處，把地下5000米深處的奧秘一點點地呈現(xiàn)在人們眼前。這就是著名的地學高科技系統(tǒng)工程中國大陸科學鉆探工程。從這個5000米的鉆孔里到底能看到什么？這是人們最關(guān)心的一個問題。在大陸科學鉆探工程總地質(zhì)師楊經(jīng)綏的計算機里，一個由六面體拼合而成的、酷似足球的東西呈現(xiàn)在我們的眼前。這個只有100微米，也就是針尖好么大的“足球”，來自地下600680米深的新鮮碎屑巖中。經(jīng)過初步的工作，他們發(fā)現(xiàn)這個“足球”是由一種地球上不曾有過的物質(zhì)形成的，類似的物質(zhì)萬分以前只在一些隕石中發(fā)現(xiàn)過，但比例差異太大。它到底是什么？成分、結(jié)構(gòu)如何？怎樣形成？何時形成？從哪兒來？如何保存的？都還是個謎。這些，是科學家們在封井后的后續(xù)研究中要解決的問題。生命的形成可能源于地下鉆探到地下3910米處的時候，科學家發(fā)現(xiàn)了微生物。并成功培植活體。新發(fā)現(xiàn)微生物體內(nèi)的特殊生物組合，對生物化學的研究和發(fā)展具有實用意義。課題組目前已在鉆探現(xiàn)場初步建成能夠?qū)悠愤M行微生物培養(yǎng)分離及DNA提取前期工作的微生物實驗室 ，裝備了價值100萬元的各種巖石無菌處理設(shè)備等大型儀器。他們采用克隆技術(shù)和微生物培養(yǎng)技術(shù)，對地下5002000米的巖石和5003500米的泥漿進行了系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)了硝酸鹽還原菌、三價鐵還原菌和產(chǎn)甲烷菌。而且?guī)r石中的微生物含量低于泥漿，每克巖石中僅含103104個微生物個體，泥漿中含108109個微生物個體。研究表明，生命可以在地下深處缺氧、缺水太陽能的極端環(huán)境中生存，并且積極參加新陳代謝，即生命的形成可能起源于地下。這項研究對生命起源和早期演化提供了直接證據(jù)。“地心使者”帶給我們什么在鉆井場區(qū)，從地面至地下5000米處的連續(xù)巖心排放得整整齊齊。它們像來自地心的使者一樣，向人們傾吐著地下的奧秘，帶來了以往不為人知的、豐富的地學信息。在這些巖心里，科學家發(fā)現(xiàn)了新鮮的、連續(xù)的、定向的、罕見的、超高壓變質(zhì)巖心；在600680米處，發(fā)現(xiàn)了來自地幔巖中的、迄今在地球上還屬于未知的新物質(zhì)；在1068米榴輝巖中，發(fā)現(xiàn)了極端條件下形成的地下微生物；在東海毛北榴輝巖中，發(fā)現(xiàn)了微粒金剛石；在蘇魯?shù)貐^(qū)占有90%的榴輝巖圍巖中，發(fā)現(xiàn)了大量柯石英包體。另外，科學家們進行了液態(tài)、氣態(tài)樣品及其原方位測量數(shù)據(jù)的多學科綜合研究，完成了巖性剖面、地球化學剖面、構(gòu)造變形剖面、流變學剖面、巖心伽馬異常剖面、礦化剖面、巖石物性系列剖面、地下流體化學剖面、地下微生物剖面等14種測井參數(shù)剖面； 現(xiàn)了地下特殊的氦、二氧化碳等流體異常；首次利用深孔進行三維地震探測及數(shù)據(jù)處理，地震層析資料揭示，揚子板塊與蘇魯高壓超高壓變質(zhì)帶之間的響水斷裂為超巖石圈斷裂。2004年12月26日，印度洋發(fā)生海嘯前，與錢度洋相隔數(shù)千公里的大陸鉆探鉆井檢測儀器，兩次檢測到地下5000米液態(tài)、氣態(tài)等有強烈異常。目前，科學家正在對這引起寶貴的數(shù)據(jù)進行分析，以期以對地震、海嘯等災(zāi)害的預(yù)測研究有所幫助。如同在地下100公里處開鉆中國版圖這么大，為什么選擇在江蘇東?？h開鉆呢？總地質(zhì)師楊經(jīng)綏介紹說：“這里的地面巖石，是在地質(zhì)事件中從地下10公里的地方被抬升上來的，從這兒開始打鉆，起點就可以看作是地下100公里。所以，從5000米的鉆井中得到的信息其實已經(jīng)代表很深的東西了?！钡厍虮韺拥膸r石，如何在板塊作用過程中被帶到地下100多公里深處，形成超高壓變質(zhì)巖后又返回地面？這個問題如今已成為現(xiàn)代地學界研究的前沿課題和熱點。以往，人類對地球內(nèi)部的勘查因堅硬巖石的阻隔而困難重重。人們對地球內(nèi)部的認識，大多是通過地球物理等方法間接獲得的，地表地球物理遙測只能獲得近地表的構(gòu)造影像及深部的推測，這種推測存在“多解性”。而大陸科學鉆探是獲得地球大陸內(nèi)部信息的唯一直接途徑。數(shù)千米的深部鉆探提供了通過保留在垂向?qū)有蛑械牡刭|(zhì)記錄研究“系統(tǒng)瞬態(tài)動力學”的手段，使“多解性”真相大白。由深部鉆探技術(shù)和地球物理遙測技術(shù)構(gòu)成的科學鉆探工程被譽為“伸入地球內(nèi)部的望遠鏡”。通過大陸科學鉆探對巖石圈進行直接觀測，可以揭示大陸地殼的物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)構(gòu)造，校正地球物理對地球深部的遙測結(jié)果，探索地球深部流體系統(tǒng)、地熱結(jié)構(gòu)，監(jiān)測地震活動，揭示地震發(fā)生規(guī)律，研究全球氣候變化及環(huán)境變遷，探索地下微生物的分布及潛育條件，預(yù)防環(huán)境及地下水污染，處理核廢料。長期觀察地球變化等，可以解決一系列重大基礎(chǔ)科學問題。5000米的深井有何用途“中國大陸科學鉆探工程雖然在5158米的深度封井了，但實際上我們的科研工作才剛剛開始。”楊經(jīng)綏說，“在鉆井過程中我們做了很全面的常規(guī)工作，每深入地下一米都做一個切片，每兩米做一次化學萬分分析。接下來，就要對這些切片做系統(tǒng)的分析、研究?！狈饩?，科學家們將利用儀器長期觀測，包括測量地應(yīng)力、記錄地球深部流體系統(tǒng)和溫度的變化以及與地震有關(guān)的參數(shù)、地下微生物的分布等。此外，項目組還與江蘇省政府聯(lián)合組織科普工作，組織學生到井上參觀。此次大陸科學鉆探工程是使用“老手段”發(fā)現(xiàn)了“新東西”，例如在測井、錄井和地球物理上的新發(fā)現(xiàn)。它的完成，為我國的大陸科學鉆探事業(yè)打響了第一炮。中國大陸科學鉆探工程科鉆一井的主要技術(shù)成就與鉆探施工的主要經(jīng)驗/results_zw.asp?newsId=L712141602534645 2005-12-17中國大陸科學鉆探工程，簡稱CCSD（Chinese Continental Sientific Drilling），是國家“九五”重大科學工程和國際大陸科學鉆探重點項目之一，也是當前實施的全球大陸科學鉆探項目中最大和最深的科學鉆井，故被稱為中國第一井。本項目利用現(xiàn)代深部鉆探高新技術(shù)，在具有全球地學意義的大別蘇魯超高壓變質(zhì)帶東部的江蘇省東?？h施工一口5000m深的科學鉆井。舉世瞻目的中國大陸科學鉆探工程科鉆一井于2001年6月25日正式開鉆，經(jīng)過1353天的日夜奮戰(zhàn)，于2005年1月23日，終孔深度達到5118.2m，之后經(jīng)過物探測井和地球物理施工，于2005年3月8日，完成了全部施工任務(wù)。取得了許多創(chuàng)新性成果。科鉆一井是采用國產(chǎn)鉆探設(shè)備，依靠我國自己的力量進行設(shè)計和施工的?？沏@一井的完工是我國地質(zhì)工作者發(fā)揚自力更生精神，向地球科學進軍的一次壯舉。利用從鉆孔中取得的固體和流體樣品，進行觀察和測試分析，結(jié)合物探測井資料及相關(guān)的井中物探方法觀察地層，進行了多學科的綜合研究，取得了一批重大科學成果，包括建立了中國第一井（從0-5118m）的巖性剖面、地球化學剖面、構(gòu)造剖面、巖石伽瑪異常剖面、礦化剖面、巖石物性剖面及流體剖面；發(fā)現(xiàn)了大量超高壓礦物；首次發(fā)現(xiàn)了下地慢新礦物；發(fā)現(xiàn)了地下特殊流體異常；發(fā)現(xiàn)了極端條件下地下微生物；建立了主孔5000m的基本構(gòu)造單元；確立了7-8億年前的蘇魯古大地構(gòu)造背景；提出了新的超高壓變質(zhì)帶深俯沖與折返的模式；提出了中國近4000公里巨型中央超高壓變質(zhì)帶；利用科鉆一井建立了長期的地下觀測與實驗基地等。一、中國大陸科學鉆探工程的主要技術(shù)成就在堅硬的結(jié)晶巖中施工5000m深的連續(xù)取心鉆孔，不僅在我國沒有先例，在世界上也屬于高難度鉆井工程。目前世界上只有極少數(shù)國家完成了這樣的鉆井工程。我國的鉆探技術(shù)人員在施工科鉆一井過程中，克服了重重困難，解決了大量技術(shù)難題，完全采用我國自己研制、開發(fā)的鉆探技術(shù)與裝備，實現(xiàn)了高難度的鉆井目標，鉆井工程取得了高效、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟的良好效果。全孔平均巖心采取率達到85.7%。鉆探技術(shù)的難點是：1.鉆遇的巖石堅硬、研磨性強，導(dǎo)致鉆進速度低、鉆頭壽命短；2.要求全孔連續(xù)采取巖心，導(dǎo)致提鉆次數(shù)多，加大了輔助工序時間；3.鉆遇的片麻巖各向異性顯著，加之巖層陡斜、造斜性強，極易產(chǎn)生井斜；4.某些層段井壁坍塌、破碎嚴重，擴徑顯著，導(dǎo)致發(fā)生孔內(nèi)事故；5.在堅硬的巖石施工5000m終孔直徑157mm的連續(xù)取心鉆孔，在我國沒有先例，沒有現(xiàn)成可用的鉆探技術(shù)，沒有深部資料可供參照，施工風險大?？沏@一井的施工采用了“組合式鉆探技術(shù)”，即石油鉆井技術(shù)和地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)的組合，采用石油鉆井設(shè)備，同時采用地質(zhì)巖心鉆探常用的高轉(zhuǎn)速金剛石取心鉆進工藝方法，以這一套特殊的鉆探技術(shù)體系解決大直徑、深孔、硬巖連續(xù)取心鉆進的技術(shù)難題。施工科鉆一井的主要鉆探技術(shù)成就是：1.研制開發(fā)出適合于大直徑、硬巖、深井取心鉆進的金剛石鉆進系統(tǒng)，包括鉆頭、擴孔器、取心管、螺桿馬達、液動潛孔錘以及硬巖擴孔鉆進系統(tǒng)和硬巖定向系統(tǒng)。鉆進系統(tǒng)在惡劣的鉆井條件下使用，經(jīng)受了考驗，得到了改進和完善。研究和開發(fā)的鉆探技術(shù)，極大地提升了我國鉆探技術(shù)水平。2.試驗成功的螺桿馬達一液動錘金剛石取心鉆進系統(tǒng)屬世界首創(chuàng)。該系統(tǒng)研制成功，是深井硬巖取心鉆探技術(shù)的重大突破。螺桿馬達和液動潛孔錘都是由鉆井液驅(qū)動的井底動力鉆具。采用井底螺桿馬達鉆進的特點是鉆桿柱不回轉(zhuǎn)，具有減少功耗、降低鉆桿柱磨損的優(yōu)點，防止由于鉆桿柱回轉(zhuǎn)對井壁的干擾產(chǎn)生的事故。液動潛孔錘是一種具有沖擊功能的鉆具，可以大幅度提高鉆進效率和回次取心長度，并可減少孔斜。這兩種先進的井底鉆具與金剛石取心鉆具結(jié)合一起，形成了一種新型的、集多種鉆進方法優(yōu)點于一體的組合式鉆進系統(tǒng)。試驗結(jié)果表明，與普通的鉆進系統(tǒng)相比，提高機械鉆進速度50%-100%，提高回次取心進尺長度一倍以上，防斜和降斜效果明顯。3.通過反復(fù)試驗和改進，使液動潛孔錘鉆進技術(shù)得到明顯的改進和完善。國產(chǎn)液動潛孔錘結(jié)構(gòu)新穎，性能優(yōu)異，其鉆進深度已達5118m。確立了我國液動潛孔錘鉆進技術(shù)在世界的領(lǐng)先地位。4.研制成功了適用于深井硬巖高轉(zhuǎn)速條件下的大直徑簿壁金剛石取心鉆頭。這種鉆頭在惡劣的地層條件和液動潛孔錘的沖擊作用下仍可獲得較好的機械鉆進速度和鉆頭壽命指標。5.在國內(nèi)首次實現(xiàn)在深井堅硬巖石中進行長井段擴孔鉆進，摸索出一整套適用的擴孔鉆進技術(shù)，包括鉆頭、井底鉆具組合、減振措施和鉆進工藝參數(shù)。6.摸索出一套硬巖深井防斜、糾斜和造斜技術(shù)，在國內(nèi)首次實現(xiàn)了在深井、大直徑、硬巖條件下側(cè)鉆和糾斜。7.通過試驗，將LBM鉆井泥漿體系成功地用于深井、硬巖、大直徑取心鉆進，鉆井液性能優(yōu)異，保障了井壁穩(wěn)定，在鉆井液中添加潤滑劑，并采用了嚴格的鉆井液固控措施，使含砂量保持在0.03%左右，改善了井底動力鉆具的工作條件，提高了其使用壽命和回次進尺長度。二、鉆探施工的主要經(jīng)驗1.發(fā)揚自力更生精神，早在科鉆一井開鉆的十年前，已有組織、有計劃地開展了中國大陸科學鉆探工程先行性研究，開展了相關(guān)鉆探技術(shù)的研究，在鉆探施工期間，研究工作從未中斷，取得的一批創(chuàng)新性的高新技術(shù)成果，為鉆探施工的順利進行，奠定了物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。2.早在1988年1993年，在劉廣志院士的主持下，搜集、編譯、出版了250萬字的國外超深井鉆進技術(shù)文獻資料，開闊了視野；通過出國考察、參加國際會議、參加國際大陸科學鉆探工程計劃、派遣進修生出國學習、邀請國外專家來華講學、開展中外合作、交流等多種形式，學習國外先進經(jīng)驗，使之洋為中用。3.在研發(fā)鉆探關(guān)鍵技術(shù)方面，實行科研機構(gòu)、地質(zhì)院校、鉆探施工單位、跨部門之間的攻關(guān)協(xié)作，充分發(fā)揮國內(nèi)鉆探工程技術(shù)人員的積極性和創(chuàng)造性，作到集思廣益、優(yōu)勢互補。4.科鉆一井鉆孔施工設(shè)計思想先進，積極、穩(wěn)妥；在施工過程中，根據(jù)情況的變化，及時調(diào)整設(shè)計施工方案，有效地指導(dǎo)了鉆探施工。5.在國土資源部的領(lǐng)導(dǎo)下，建立了施工領(lǐng)導(dǎo)決策、參謀咨詢和實施管理體系。在大陸科學鉆探工程中心主任兼科鉆一井現(xiàn)場總指揮王達教授的領(lǐng)導(dǎo)組織下，實行了科學決策，實現(xiàn)了科學管理，建立了井場施工基本運行制度，實施了計劃管理，建立了嚴格的工程施工控制、生產(chǎn)技術(shù)管理和人力資源管理制度，實現(xiàn)了現(xiàn)場鉆探施工工作高效運轉(zhuǎn)。6.在現(xiàn)場有一批有理想、能掌握高難鉆井工程的科技人員和一批在施工中技術(shù)過硬、吃苦耐勞能打硬仗的鉆探施工隊伍。在科鉆一井施工過程中，國務(wù)院溫家寶總理在百忙中發(fā)來了賀電、全國政協(xié)副主席萬國權(quán)、國務(wù)院副總理曾培炎、國土資源部、原地礦部、江蘇省、連云港市主要領(lǐng)導(dǎo)都曾親臨現(xiàn)場慰問施工人員、指導(dǎo)工作。領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷極大地鼓舞了井場施工人員的斗志，激勵了員工克服困難的勇氣。我國大陸科學鉆探工程的倡導(dǎo)者，中國工程院劉廣志院士在他八十壽辰的聚會上，心情激動地講道：“中國大陸科學鉆探工程的勝利完工，大長了中國人民的志氣。沒有中國共產(chǎn)黨的領(lǐng)導(dǎo)、沒有新中國的社會主義制度，我們不可能完成這樣高難度的五千米深的科學鉆探工程。日本是經(jīng)濟強國，一些日本學者早就提出了在日本國土上打一口萬米科學深鉆的倡議，但至今未能實施”。三、建議當科鉆一井正在順利施工的時候，中國大陸科學鉆探工程首席科學家，中國科學院許志琴院士及時提出了更加宏偉的，向地球科學進軍的項目“入地工程計劃”。通過對不同地區(qū)進行地質(zhì)調(diào)查、鉆進不同深度的科學鉆孔，結(jié)合深部礦產(chǎn)資源勘查，研究解決一些重大基礎(chǔ)地質(zhì)問題，探索地球奧秘。在國土資源部制訂“十一五”科技發(fā)展規(guī)劃時，一些專家、學者提出了在“十一五”期間，鉆進兩口萬米科學超深鉆孔。施工萬米科學深鉆是向地球科學進軍的一項更加宏偉的工程，也是一項高難度的、高新技術(shù)工程，其主要難點是：1.在萬米深井中，在高溫、高壓條件下，不僅巖石堅硬、難鉆，且?guī)r石具有一定塑性，易產(chǎn)生孔底縮徑事故，甚至在下鉆時，找不到井眼，國外超深井鉆進時出現(xiàn)過類似事件。2.由于科學鉆井往往需要全孔連續(xù)取樣，勢必占用大量升降作業(yè)時間，導(dǎo)致施工周期明顯增大。3.對鉆桿柱的性能有更高的要求，在起下鉆具時，鉆桿柱上部承受