钻探

机械工程技术

钻探或勘探是利用深部钻探的机械工程技术，以开采地底或者海底自然资源，或者采取地层的剖面实况，撷取实体样本，用于提供实验以取得相关数据资料等。

历史

不晚于汉朝（公元前202至后220年），汉人就知道利用深部钻探来作为开采和其他项目──例如，利用井架将卤水透过竹制管线抽起上升到蒸馏炉（学者迈克·洛伊说它是用天然气来加热），在此卤水含的盐可以被处理；这整个钻探卤水过程的场面皆被绘画于四川省一处汉代陵墓砖制浮雕作品上。而且洛伊指出，钻孔遗址可能达到600米（2,000尺）深。学者K.S.汤姆介绍了钻井过程：“中国先民深钻的方法是由一组壮丁在横梁上跳上跳下，以冲击钻头，同时钻孔工具是由水牛与家牛带动旋转。”这种过程与1860年代在美国加利福尼亚州用来提取石油的方法完全相同（即“踩下它”（Kick Her Down））。在河北省兴隆的一处西汉时期青铜铸造厂附近有着采矿竖井（内置提取铜设施，这个可以与锡一同冶炼成青铜），该竖井深入地底达到100米（328英尺），并且附带宽敞的采矿区；竖井与采矿间皆以木料框、梯子与铁工具所完成建造。

1978年，美国钻探船于马里亚纳海沟创下了最深海底钻探世界纪录。

2012年4月26日，日本海洋研究开发机构宣布，地球号海底钻探船的钻头已经抵达海平面以下7,740米处，刷新了海底科技研究钻探的世界纪录。该探测船当前正在日本宫城县牡鹿半岛近海海域，为探明东日本大地震的发生机制进行钻探作业。

简介

钻探或勘探是利用深部钻探的机械工程技术，以开采地底或者海底自然资源，或者采取地层的剖面实况，撷取实体样本，以提供实验以取得相关数据资料等。钻探方法基本上是螺钻法、冲洗法、冲击法（英文：Percussion drill）、旋转法（英文：Rotary drill）、取岩心法（英文：Core drill）、不取岩心法（英文：Non-core drill）、旋转冲击法（英文：Rotary-Percussion drill）、手钻（英文：Hand Auger）、旋叶钻（英文：Flight Auger）、水冲钻（英文：Wash Boring）及黏土切土管（英文：Clay Cutter）等等。根据不同的地形、环境及实际情况，通过观察及评估等等详细规划，再加上判断于限制（包括人力资源及设备等），而决定采用何种钻探方法。

深海钻探计划

深海钻探计划（DeepSeaDrillingProgram，DSDP）是1968年至1983年期间实施的一项海洋钻探计划，其目的是在世界大洋打大量不太深的钻井，采集沉积岩心，取得洋底地壳上层的资料。

历史

1964年5月，迈阿密大学海洋科学研究所、哥伦比亚大学拉蒙特－多尔蒂地球观测所、加利福尼亚大学斯克里普斯海洋研究所及伍兹霍尔海洋研究所联合组成了地球深部取样海洋研究机构联合体（Joint Oceangraphic Institutions Deep Earth Sampling，JOIDES)，不久华盛顿大学加入联合体。1965年，JOIDES 在美国佛罗里达半岛东海岸钻了14口井，取得了一些很有价值的成果。1966年6月24日，美国国家科学基金会指定加利福尼亚大学斯克里普斯海洋研究所为 JOIDES 的操作单位，与之签订协议，由基金会提供1260万美元实施深海钻探计划，以取代耗资不菲的莫霍计划。1968年，深海钻探计划的专用钻探船，由环球海洋钻探公司建造的“格罗玛·挑战者号”建成下水并交付使用。

实施过程

在1968年至1983年的15年里，“格罗玛·挑战者号”完成了96个钻探航次，总里程超过60×10公里，在624个钻位上钻探了1092个深海钻孔，采集深海岩心总长超过97公里，采集范围覆盖了除北冰洋之外的全球各大洋。随着第一阶段（1-9航次）、第二阶段（10-25航次）和第三阶段（26-44航次）的顺利展开，1975年，苏联、联邦德国、英国、日本等国也加入了该项计划，深海钻探计划进入了大洋钻探的国际协作阶段（International Phase of Ocean Drilling，IPOD）。1983年11月，“格罗玛·挑战者号”退役，接替它的是更加先进的“乔迪斯·决心号”，深海钻探计划也随之改称为大洋钻探计划。

一个主要的技术进步是在钻孔后扩大使用孔。钻探期间和之后进行了地球物理和地球化学测量，偶尔在孔中安装了长期的地震监测装置。这扩大了对板块构造涉及的动态过程的理解。另一项技术进步涉及1979年引进液压活塞芯（HPC），允许恢复几乎未受干扰的沉积物核心。这大大增强了科学家研究古代海洋环境的能力。

成果

深海钻探计划最重要的成果就是验证了海底扩张学说和板块构造学说。此外还还根据海底钻探所取得岩心，重建了大西洋的海底扩张历史，提出距今约9000万年前，南极洲与澳洲、南美洲先后脱离，逐步形成了大西洋。还证明了印度板块曾以超过10cm/a的速度向北漂移，在近6500万年移动了4500km。

参见

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