葉建良， 張 偉， 謝文衛(wèi),3

(1.中國地質調查局廣州海洋地質調查局，廣東 廣州 510075； 2.中國地質調查局，北京 100037；3.中國地質科學院勘探技術研究所，河北 廊坊 065000)

0 引言

鉆探是目前直接獲取地球深部實物資料的唯一方法，但地球面積的71%被海水所覆蓋，在海上實施鉆探成為人類探索地球所面臨的一項巨大挑戰(zhàn)。美國自實施“莫霍面鉆探計劃”之后，于1968年啟動了“深海鉆探計劃(DSDP)”，并逐漸發(fā)展成國際性的計劃。此后相繼實施了“大洋鉆探計劃(ODP)”、“綜合大洋鉆探計劃(IODP)”和“國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃(IODP)”。世界海洋科學鉆探實施50多年來，在全球各大洋鉆井近4000口，獲取了60余萬米巖心和大量數(shù)據(jù)。根據(jù)獲得的信息，驗證了“大陸漂移”和“海底擴張”假說；創(chuàng)建了“板塊構造”學說；揭示了氣候演變的規(guī)律；發(fā)現(xiàn)了海底“深部生物圈”和“可燃冰”；在海洋的歷史、古氣候和古生物的演化、海底火山噴發(fā)、沉積作用、海底礦產(chǎn)分布等研究方面，取得了許多重大成果，推動了地球科學一次又一次的重大突破。

在我國的“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃中，“深海、深地、深空、深藍科學研究”被列為戰(zhàn)略性前瞻性重大科學問題。對于這一類問題，國家將強化以原始創(chuàng)新和系統(tǒng)布局為特點的大科學研究組織模式，部署基礎研究重點專項，實現(xiàn)重大科學突破、搶占世界科學發(fā)展制高點[1]。

規(guī)劃提出的5項國際大科學計劃和大科學工程中，“國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃(IODP)”位居其中。該項計劃的目標是：瞄準國際前沿科學問題，驗證大陸破裂形成海洋的重大理論假說，解決南海北部油氣勘探開發(fā)中的關鍵問題。創(chuàng)新參與模式，提高我國的主導作用[1]。

國務院已批準，由中國地質調查局承擔建造天然氣水合物鉆采船(大洋鉆探船)的任務。該鉆探船的排水量為33000 t，其主要功能是開展海域天然氣水合物試采和深海科學鉆探，同時兼顧海洋油氣勘探。按照計劃，該船將于2021年6月前下水。

對于中國的地球科學家和工程技術人員來說，實施大洋鉆探工程的任務已擺在我們面前。

1 世界大洋鉆探的演進史

世界上最早的科學鉆探活動開始于海洋，第一個科學鉆探計劃是美國的“莫霍面鉆探計劃”。該計劃于20世紀50年代末啟動，目的是要鉆透莫霍面(地殼和地幔的界面)，實現(xiàn)地學研究的重大突破。實施該計劃采用CUSS1號鉆探船。第一口科學鉆孔于1961年3月在地拉霍亞海岸附近施工，在水深948 m的海底向下鉆進了315 m。由于實施該計劃技術難度大且費用高昂，1966年8月美國國會投票否決了對該計劃的撥款預算，計劃宣告終止。

“莫霍面鉆探計劃”雖然中途夭折，但其實施的意義重大，對于地球科學的發(fā)展起了不可估量的作用：一方面它開啟了科學鉆探的先河，宣告科學鉆探作為一種新的地學研究手段開始得到應用；另一方面它證明了通過實施深海鉆探獲取洋底的沉積層和基巖樣品在技術上是可行的。

1966年6月，美國科學基金會(NSF)與斯克利浦斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography，SIO)簽定合同，由科學基金會提供1260萬美元，實施一項以揭示洋底上部地殼為目標的長期鉆探計劃，即“深海鉆探計劃”(Deep Sea Drilling Project，簡稱DSDP)，其做法是在世界各大洋施工數(shù)量較多但深度較淺的鉆孔，廣泛地采集沉積層樣品和巖心。該計劃由地球深部取樣海洋研究機構聯(lián)合體(JOIDES)實施，由斯克利浦斯海洋研究所牽頭，采用“格洛瑪·挑戰(zhàn)者號”(Glomar Challenger)科學鉆探船?！吧詈ｃ@探計劃”的實施時間是1968年8月至1983年11月。該計劃起初由美國單獨執(zhí)行，后逐漸發(fā)展成有多國參加的國際性計劃。

在“深海鉆探計劃”進行到最后階段時，學者們認為，有必要將深海和大洋的鉆探繼續(xù)下去，應該制定一項更長期的國際性大洋鉆探計劃，提出了新計劃組織框架和優(yōu)先研究的領域，“大洋鉆探計劃(Ocean Drilling Program，簡稱ODP)”因此誕生。大洋鉆探計劃(ODP)從1985年1月開始實施，于2003年9月結束。

參與該計劃的最初有美國、德國、法國、日本、英國、加拿大、澳大利亞和代表12個國家的歐洲科學基金會，我國于1998年春天作為“參與成員”加入。ODP每年的經(jīng)費預算約為4000萬美元，美國科學基金會是最大的出資機構，其他成員出資不一，但其享有的權益(上船學者的人數(shù)和在各委員會和專題組中占的席位)與出資成比例。

大洋鉆探計劃(ODP)于2003年10月轉入“綜合大洋鉆探計劃(IODP)”的新階段。綜合大洋鉆探以“地球系統(tǒng)科學”思想為指導，計劃打穿大洋殼，揭示地震機理；查明深部生物圈和天然氣水合物；了解極端氣候和快速氣候變化的過程；為國際學術界構筑起新世紀地球系統(tǒng)科學研究的平臺；同時為深海新資源勘探開發(fā)、環(huán)境預測和防震減災等實際目標服務。IODP的鉆探范圍擴大到全球所有海區(qū)(包括陸架淺海和極地海區(qū))，研究領域從地球科學擴大到生命科學，手段從鉆探擴大到海底深部觀測網(wǎng)和井下試驗。美國、日本等國的投入有重大增加。IODP的年度總預算將達到1.6億美元，是ODP的4倍。

與DSDP、ODP僅僅依靠一艘鉆探船的情況不同，綜合大洋鉆探計劃的一個主要特點是同時采用多個鉆探平臺，除了類似于“JOIDES決心號”這樣的無隔水管鉆探船以外，日本斥資5.4億美元建造的五萬噸級的隔水管鉆探船“地球號(Chikyu)”也加盟到IODP計劃中。此外，由15個國家組成的“歐洲海洋科學鉆探聯(lián)合體(ECORD)”采用一些能在海冰區(qū)和淺海區(qū)鉆探的鉆探平臺(特定任務平臺)也加入了IODP。

目前正在實施的“國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃(IODP，2013-2023年)”是“綜合大洋鉆探計劃”的延續(xù)，是地球科學歷史上規(guī)模最大、影響最深的國際合作研究計劃。IODP新十年科學計劃的四大科學目標是：理解海洋和大氣的演變；探索海底下面的生物圈；揭示地球表層與地球內部的連接；研究導致災害的海底過程。目前，IODP共有26個國家參與，包括美國、日本、歐洲18國、中國、巴西、印度、韓國、澳大利亞和新西蘭等。該計劃實施時，依然采用3種鉆探平臺，即美國的“決心號”、日本的“地球號”和歐洲的“特定任務平臺”。

2 大洋鉆探施工數(shù)據(jù)統(tǒng)計

世界大洋鉆探的鉆進和取心數(shù)據(jù)統(tǒng)計(1968年8月-2018年2月)見表1[2-4]。

表1 大洋鉆探鉆進和取心數(shù)據(jù)統(tǒng)計(1968年8月-2018年2月)Table 1 Drilling and coring data of ocean scientific drilling(08/1968-02/2018)

由表1可知，3806口海洋科學鉆孔的平均孔深只有261 m，主要的鉆探施工是在沉積層中進行的。另外，巖心采取率較低，633858 m取心鉆進總進尺的平均巖心采取率只有62.2%，明顯低于陸地取心鉆進的巖心采取率。實際上，海洋科學鉆探基巖鉆進的巖心采取率更低。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，89個基巖鉆孔總進尺28470 m，平均巖心采取率僅為40.8%[5]。

世界大洋科學鉆探的一些施工紀錄見表2，這些紀錄反映了目前人類勘探海洋地殼鉆進施工的能力。

表2 大洋科學鉆探的一些鉆進施工紀錄[6-10]Table 2 Some drilling records in ocean scientific drilling

統(tǒng)計資料還表明，世界大洋科學鉆探在絕大多數(shù)情況下采用無隔水管方法施工。隔水管鉆進的進尺，不到大洋鉆探施工總進尺的2%?！暗厍蛱枴彪m然具有隔水管鉆井的功能，但在多數(shù)情況下，還是采用無隔水管方法施工。

3 我國參加大洋鉆探的情況

我國于1998年加入ODP，年付會費50萬美元。2004年加入IODP，年付會費100萬美元。2013年10月，經(jīng)習近平、李克強等國家領導人批示，我國加入國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃，并大幅度提高資助強度，除了每年支付300萬美元會費，還以匹配經(jīng)費的形式資助IODP的航次，在新IODP運行的前4年(2014-2017年)，中國為IODP提供了3000萬美元的資助，成為僅次于美、日和歐洲的第四大資助方。我國參加IODP的相關工作由科技部牽頭，協(xié)調財政部、自然科學基金委、國土資源部(現(xiàn)自然資源部)、教育部、海洋局(現(xiàn)隸屬于自然資源部)和中科院等相關部門共同領導，同時成立了中國IODP專家咨詢委員會和中國IODP辦公室負責具體組織實施，辦公室設在同濟大學[11]。

中國參與國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃突出的貢獻在于組織領導國際科學家團隊在南海成功實施的4個IODP航次，即2014年1-3月執(zhí)行的IODP 349航次、2017年2-6月執(zhí)行的IODP 367、368航次和2018年11-12月執(zhí)行的IODP 368X航次。4個航次在南海北部海域鉆探12個站位，總進尺12000多米，獲取巖心4100余米，獲得大量珍貴的沉積物和玄武巖巖心樣品。其中在南海3800 m水深最深站位，成功向海底以下鉆進1710 m(進入基底玄武巖超過110 m)，是大洋鉆探歷史上第五深站位。上述4個大洋鉆探航次均由同濟大學汪品先院士領銜的團隊設計領導，推動實施。同濟大學作為中國IODP辦公室所在地，也是中國IODP的研究基地[12-13]。

我國參與國際大洋科學鉆探的主要方式是，按一定的配額派科學家參加“決心號”的海洋科學鉆探航次和相關的研究活動。至今，實施了4個以中國科學家為首席科學家的南海大洋科學鉆探航次?？偟膩碚f，我國在世界海洋科學鉆探活動中居次要地位，作用和影響力較弱，其主要原因是我國沒有深海科學鉆探船，不具備在深水或超深水條件下直接獲取洋底地層樣品和數(shù)據(jù)的能力。建造我國自己的鉆探船，研發(fā)自己的深海鉆探技術，實施由中國主導的海洋科學深鉆，是改變目前不利局面的最佳方案。據(jù)介紹，中國IODP“三步走”戰(zhàn)略目標已經(jīng)確定：第一步，實現(xiàn)2～3個以我國科學家為主導的大洋鉆探航次；第二步，仿效歐洲，爭取成為IODP又一個平臺提供者；第三步，建造中國自己的大洋鉆探船。目前，中國IODP“三步走”戰(zhàn)略目標中的第一步已圓滿完成，建造大洋鉆探船已經(jīng)提上議事日程，中國科學家和工程技術人員的大洋鉆探夢即將實現(xiàn)[14-15]。

中國地質調查局下屬的與海洋及鉆探技術有關的研究單位，如廣州海洋地質調查局、探礦工程研究所、勘探技術研究所等，多年來一直在開展大洋鉆探工程技術研究工作：一方面長期跟蹤世界大洋鉆探的進展，分析研究大洋鉆探實施中采用的各種技術，包括取心技術、重入鉆孔技術、跟管鉆進下套管技術等；另一方面開展了海洋取心技術的研發(fā)，相繼研發(fā)成功可適應不同地層條件的多種常規(guī)取心鉆具和保壓取心鉆具。利用國產(chǎn)的鉆探船(如海洋地質十號鉆探船)進行了多輪取心鉆具試驗，常規(guī)取心鉆具的最大作業(yè)水深達到了1720 m，保壓取心鉆具的最大作業(yè)水深達到了1309 m[16-18]。廣州海洋地質調查局目前正組織開展天然氣水合物試采/大洋鉆探船的建造和大洋鉆探技術研發(fā)。

4 大洋鉆探的主要工程技術問題

4.1 海上鉆井施工的特點

(1)海上鉆井日費用非常高，萬米鉆井船日費用達幾十萬美元。因此，減少輔助時間，提高施工效率，是海上鉆進技術設計的首要考慮因素，鉆井技術方案圍繞著這一點進行制定，強調高效率和可靠性。

(2)漂浮在海上的鉆井船在海浪和洋流的作用下是動蕩的，既有垂直方向的起伏，又有水平方向的移動和搖擺。必須采取與常規(guī)陸地鉆井完全不同的特殊技術措施手段，保障鉆進施工的平穩(wěn)性和避免鉆具異常損壞。

(3)鉆井船上的工作平臺與洋底的井口有長段的水體相隔，給鉆進施工操作帶來很大困難。必須采取一些特殊的技術手段，才能保證鉆井施工正常進行和任務目標的實現(xiàn)。

4.2 海洋科學鉆探的地層條件

海洋科學鉆探的地層條件在不同地點變化較大。一般來說，最上層是沉積層，下部的巖性依次為玄武巖、輝長巖和橄欖巖(地幔巖)。沉積層的厚度很不一樣，在大洋中脊部位，基本上沒有沉積層；有的地方沉積層厚幾十到幾百米；有的地方沉積層厚達數(shù)千米。而沉積層也有軟泥層、硬土層和較硬的砂巖地層之分。在較軟的沉積層中，往往含有較硬的夾層，如碳酸巖結殼、燧石等?？傊@進的條件是復雜多變的，在取心鉆進技術方面，需要采取不同的對策。

4.3 海洋科學鉆探取心技術

以美國為首的一些發(fā)達國家實施大洋科學鉆探已經(jīng)50多年了，在深海取心鉆進技術方面開展了大量研發(fā)，在施工方面積累了豐富的經(jīng)驗，摸索出了一套適合于不同地層條件的取心鉆具(參見表3，圖1～4)和施工工藝[19]。實踐表明，有些鉆具和工藝應用效果較好，但在某些地層，鉆具和工藝應用效果依然較差。

表3 大洋鉆探取心鉆具Table 3 Core drilling tools for ocean scientific drilling

圖1 高級活塞取心鉆具(APC)Fig.1 Advanced piston core drilling tool

海洋鉆探一般深度較大，有時僅水深就有幾千米。為了減少起下鉆和鉆頭重入鉆孔次數(shù)，DSDP、ODP和IODP都采用了繩索取心方法，可顯著節(jié)省施工時間。此外，繩索取心鉆桿還作為測井儀器的通道，為測井提供高效施工和安全的保障。繩索取心鉆桿柱為內平、外加厚結構；不管是多大的鉆桿外徑，都保證鉆桿柱內徑為105 mm，以適應于各種ODP取心、取樣和測量器具。鉆桿單根的長度為9.65 m。

圖2 伸縮式超前取心鉆具(XCB)Fig.2 Telescopic advanced core drilling tool

圖3 回轉取心鉆具(RCB)Fig.3 Rotary core drilling tool

圖4 保壓取心鉆具(PCB)Fig.4 Pressure core drilling tool

目前大洋鉆探取心鉆進的主要問題是：

(1)巖心采取率低。

巖心采取率低的情況在3類地層中存在，即砂層、軟硬交變地層和破碎的硬巖層。造成巖心采取率低的原因除了地層條件之外，還與鉆頭種類和取心鉆具結構有關。大洋鉆探的幾種取心鉆具都是由帶牙輪鉆頭的外鉆具和具有不同作用的內鉆具組成。牙輪鉆頭能適應各種地層條件，并且在鉆探壽命和機械鉆速方面都可獲得較好的效果。不過，牙輪鉆頭取心鉆進的巖心采取率較低。采用牙輪鉆頭是權衡各方面因素后的決策結果。牙輪鉆頭直徑為250.8 mm。要滿足這么大直徑的鉆孔的巖屑排出，需要的泵量比較高，因此牙輪取心鉆進對巖心的沖蝕作用較強。砂層、軟硬交變地層和破碎的硬巖層都是怕沖蝕的地層，高泵量會使巖心采取率顯著下降。南海大洋鉆探第367航次鉆孔U1499A取心鉆進時，在松散的砂層中巖心采取率極低：第37～43回次，孔深337.0～404.9 m，進尺67.9 m，巖心長度僅為1.37 m，巖心采取率2%；第51～57回次，孔深472.8～540.7 m，進尺67.9 m，巖心長度僅為1.82 m，巖心采取率2.7%[20]。

(2)硬巖鉆具容易損壞導致事故。

硬巖取心鉆進主要采用牙輪鉆頭。由于鉆探船隨波起伏以及在海水段鉆柱無約束等方面原因，孔內鉆具受力惡劣，經(jīng)常發(fā)生鉆具斷裂、牙輪落井等孔內事故。

4.4 超深水條件的重入鉆孔技術

大洋鉆探進行取心鉆進施工時，常常是在一個牙輪鉆頭壽命的范圍內便完成了取心或取樣，不存在鉆頭重入鉆孔的問題。但有時需要鉆進的孔深較大，采用一個鉆頭不能完成鉆進任務，這時候就出現(xiàn)了提鉆換鉆頭的問題。換完鉆頭后再下鉆，要使新鉆頭進入鉆孔是一個難題。除了換鉆頭之外，有時候處理孔內事故和測井等，也需要重入鉆孔。著名的504B鉆孔施工時重入鉆孔的次數(shù)達到了98次。為了解決重入鉆孔問題，研發(fā)了一種鉆頭重入鉆孔系統(tǒng)。該系統(tǒng)中設有一個稱之為“重入錐”的大直徑喇叭體，用以將鉆頭導入鉆孔。重入錐附近安放有聲納發(fā)射器，其信號經(jīng)船上的接收器接收并處理后，可以確定重入錐的位置。根據(jù)測量結果移動鉆探船，可實現(xiàn)鉆柱的初步定位。等到下鉆至接近重入錐時，沿鉆桿柱下入水下電視，觀察洋底重入錐的位置，根據(jù)觀察結果移動鉆探船，實現(xiàn)鉆頭位置精調。只要鉆頭落在重入錐的內錐面上，鉆頭便可沿著錐面滑向鉆孔，最終進入鉆孔(參見圖5)。采用該技術，目前已實現(xiàn)的重入鉆孔最大水深是6928.5 m。

圖5 海洋鉆進重入鉆孔原理Fig.5 Re-entry drilling principle of ocean scientific drilling

4.5 跟管鉆進下套管技術

按照常規(guī)的鉆進施工程序，下套管至少分成兩步來實施，即先鉆成大于套管直徑的鉆孔，然后將套管下入。在下套管的過程中有可能發(fā)生由于鉆孔縮徑，導致下套管遇阻、套管不能下到位等情況。在大洋鉆探實施過程中，開發(fā)了一種先進的跟管鉆進下套管工藝，即套管在鉆進的同時跟進。這樣既簡化了下套管的工序，顯著節(jié)省了下套管施工時間，還可大大減輕下套管過程中套管遇阻和下套管失敗的風險。在我國南海實施的IODP第367航次鉆探施工中，曾采用該技術，一次下入直徑273 mm的套管723.7 m。同時，還實現(xiàn)了重入錐的安放。跟管鉆進下套管鉆具由鉆桿、套管送入工具、螺桿馬達、套管下擴孔器和牙輪鉆頭等組成。

4.6 超深水條件的泥漿循環(huán)問題

迄今為止，世界大洋鉆探98%的進尺都是采用無隔水管鉆探船施工的。采用這種方式施工，設備器具簡單，施工成本低。但是，由于不能實現(xiàn)泥漿循環(huán)，對維持孔壁穩(wěn)定不利。在松散破碎地層，該因素的影響作用十分明顯。由于沒有泥漿護壁和沖蝕作用較強，在松散破碎地層經(jīng)常發(fā)生鉆具遇阻和遇卡等孔內復雜問題甚至孔內事故。此外，無法采取井控措施，不能在含油氣的高壓地層施工。目前的隔水管技術，可以在3000 m水深條件下使用。隔水管鉆進施工的成本高，并且風險也較高。新出現(xiàn)的一種無隔水管泥漿循環(huán)鉆井技術(RMR)，雖然免除了隔水管鉆井的高成本和高風險，但該技術目前才用到1500 m左右的水深，要實現(xiàn)3000～4000 m甚至更大水深條件的泥漿泵舉，難度非常大，必須考慮新方法。

5 我國實施大洋鉆探工程的初步設想

迄今為止，我國還沒有大洋鉆探的工程技術手段，即深海鉆探船和配套的鉆進工藝器具，只能搭載“決心號”或“地球號”鉆探船，開展一些與大洋鉆探相關的地學研究工作。雖然實施了少數(shù)幾個以我國科學家主導的大洋鉆探航次，但總的來說，我國在大洋鉆探和相關的地學研究領域還不能起主導作用。我國擁有自己的鉆探船和鉆探技術，能成為世界大洋鉆探的主要力量之一，是我國地學領域的科學家夢寐以求的事。如今好夢即將成真，我國已決定要建造自己的大洋鉆探船，并研發(fā)與之配套的鉆進工藝和器具。我國自主建造的大洋鉆探船計劃于2021年下水。經(jīng)過棲裝，大概在2023年能夠具備實施大洋鉆探的條件。我們應該在此時間之前完成大洋科學鉆探施工裝備以及取心鉆進工藝與器具的配套。對于鉆探船的建造以及大洋鉆探工藝與器具的研發(fā)，我們有以下一些粗淺的考慮。

5.1 鉆探船建造

我們對鉆探船的初步考慮是：該鉆探船開展天然氣水合物試采和深水油氣勘探時，采用隔水管；而開展大洋鉆探時，原則上不用隔水管。鉆探船的鉆深能力(水深+孔深)為11000 m，以保證可鉆穿莫霍面。鉆探船配備高精度的動力定位系統(tǒng)和升沉補償系統(tǒng)，以保證在一定風浪級別條件下鉆進施工能正常進行。

鉆井系統(tǒng)是鉆探船的核心。海洋科學鉆探船的鉆井系統(tǒng)主要包括：鉆機及其配套裝置、鉆桿柱、隔水管柱、防噴器、鉆進器具(包括取心和全面鉆進)、重入鉆孔裝置等。

考慮到該鉆探船的每日運行費大約40～50萬美元，一些影響鉆探船施工時間或效率的因素將作為鉆探船鉆井系統(tǒng)設計時優(yōu)先考慮的因素。

影響因素按重要性排序如下：

(1)可靠性。如果船上的鉆井系統(tǒng)可靠性差，常出故障，會造成全船停待或者施工不正常，將直接影響鉆探船的運行成本。

(2)施工效率。主要體現(xiàn)在起下鉆速度方面。大洋鉆探以取心鉆進為主，起下鉆次數(shù)多、時間長。如果起下鉆效率高，可節(jié)省鉆探船的施工時間。

(3)鉆進系統(tǒng)的升沉補償效果。該因素對鉆桿和鉆頭壽命、起鉆間隔和巖心采取率等有直接影響作用。

(4)系統(tǒng)購置成本。

(5)對海洋環(huán)境污染的潛在風險。該因素會影響鉆探船的運行成本。

(6)對運營團隊技術素質要求。系統(tǒng)的使用操作要求較低和運行維護更加容易和便利。

5.2 鉆進工藝器具研發(fā)

我國迄今為止尚未自主實施海洋科學鉆探工程，目前缺乏實施海洋科學鉆探所需的工藝和器具，開展此方面的研發(fā)工作已是迫在眉睫。世界大洋鉆探已經(jīng)實施50多年了，實施過程中，在大洋鉆探工藝和器具的研發(fā)和應用方面，積累了豐富的經(jīng)驗。首先，我們應該學習和吸收現(xiàn)有的先進大洋鉆探技術，包括特深井繩索取心鉆進工藝、適用于不同地層條件的取心鉆具、重入鉆孔技術、跟管鉆進下套管技術等。此外，應該針對目前大洋鉆探技術存在的弱點和不足，開展技術創(chuàng)新研發(fā)，內容包括井底動力驅動的繩索取心鉆具、氣舉反循環(huán)取心(樣)技術、無隔水管泥漿循環(huán)技術、膨脹套管護壁技術等。

技術研發(fā)工作從現(xiàn)在就開始，研發(fā)出的樣機和樣具等，先進行實驗室試驗、陸地現(xiàn)場試驗和在海洋地質十號鉆探船上進行淺水和淺孔條件的試驗。通過不斷的試驗和改進，待研發(fā)的器具比較完善和鉆探船建造完成后，再進行深水或超深水條件的試驗。

開展大洋鉆探技術的研發(fā)時，要充分調動國內相關鉆探技術研發(fā)單位的積極性和創(chuàng)造性，吸收各單位的先進技術和經(jīng)驗，以便高效率地完成技術研發(fā)任務。

5.3 大洋鉆探工程的組織實施

廣州海洋地質調查局計劃組建中國地質調查局莫霍鉆工程技術中心，該中心的主要任務是：組織開展我國大洋科學鉆探項目的工程實施，包括運行大洋鉆探船，開展項目實施過程中的鉆進、測井、取心、取樣和現(xiàn)場樣品測試等工作，為我國大洋鉆探項目地學研究目標的實現(xiàn)提供技術支撐。

6 結語

大洋科學鉆探是世界科學技術史上濃墨重彩的一筆，催生了地球科學領域的許多重大理論和重大發(fā)現(xiàn)，對人類認識地球系統(tǒng)及其運動規(guī)律作用巨大。盡管大洋鉆探實施已經(jīng)50多年，但由于世界海洋面積廣闊和大洋鉆探實施難度巨大，此方面的工作方興未艾，還有許許多多的地球奧秘需要通過大洋鉆探予以揭示。隨著我國經(jīng)濟能力和科學技術實力的增強，我國的科學家和工程技術人員將作為主要力量之一，參與到大洋鉆探這一世界性的巨大科學工程之中，為地球科學和人類自身的發(fā)展，貢獻中國的力量。鉆井工程作為大洋鉆探的核心技術支撐，對大洋鉆探項目成功實施具有重要作用。鑒于我國大洋鉆探船即將面世，開展大洋鉆探的工程技術準備和技術研發(fā)工作已是迫在眉睫。