2.3.2.1地質巖心鉆探設備發展方向
在地質巖心鉆探領域，全液壓動力頭鉆機引領了地質巖心鉆探設備的發展方向，自動化鉆機已達到實用化水平。
(1)全液壓動力頭鉆機
阿特拉斯·科普柯·克裏斯滕森全液壓巖心鉆機已形成完整系列。CS系列全液壓鉆機的鉆進能力從610m到2000m，具有長沖程進給、鉆具無塔提升、無級調速、機械化程度高、配套儀器齊全、生產效率高的優點。其中，淺孔鉆機分解性強，分解部位輕，適用於難以進入的地區。Boart Longyear公司LF70鉆機(59mm鉆孔深度760m)。CT-171便攜式鉆機可由直升機吊裝。設計特點是拆卸下來的零件不到25kg，部分零件采用輕合金，所以整體RFM比較輕。其設計模塊化、全液壓、便攜、多功能，代表了最新的發展趨勢。新型“飛行”鉆機是真正的小模塊組裝式，適合在難以進入的地區進行人工或飛行搬遷。比如加拿大的HYDRACORE 4000鉆機也是設計了動力機和液壓站進行組裝。鉆機功率200馬力，以繩索取心鉆井技術為主。NQ系列鉆井深度達到1067米
(2)多功能鉆機
隨著復合鉆探技術(即金剛石取心鉆探、空氣反循環連續取樣鉆探和空氣潛孔錘壹孔取樣鉆探)的廣泛應用，適用於這種復合鉆探技術的多功能鉆機發展迅速。加拿大國際鉆探設備公司的CSR系列鉆機主要用於孔深300 ~ 1000 m的反循環中心取樣(CSR)，廣泛應用於美國和加拿大的金、鈾、鐵等地質礦產勘探。美國山姆T系列鉆機用於水井和煤層氣井；英格索蘭公司的RD系列鉆機用於鉆水文井；美國常年公司的HD-600鉆機用於油氣、地熱、礦產勘探。鉆孔深度從1000米到3000米不等，例如，HD-600鉆機使用CHD-76繩索鉆孔時，鉆孔深度為3000米。澳大利亞U.D.R公司的Universal 5000深孔全液壓動力頭鉆機，用89mm鉆桿鉆φ165mm無芯時，鉆井能力為1900 m。用CHD101繩索取心時為3100m·m，配備柴油機功率410Hp，提升能力達到450kN。這種鉆機體積大，重量大，是深孔重型鉆機。
(3)自動化和智能化鉆機
加拿大JKS·博伊爾斯公司成功開發了B系列隧道自動鉆機。該系列鉆機采用全液壓動力頭結構，機、電、液壹體化，電腦控制鉆井方式。施工現場只需要壹名操作人員。鉆井參數完全由計算機監控；鉆具提升等操作也自動完成。鉆井過程也可在地面通信操作室(CCR)中連續監控和自動記錄數據。B-10、B-15和B-20自動鉆機的最大鉆井深度分別為340、600(AQ)和1550m。瑞典HAGBY公司成功開發了ONRAM系列1000/4 CCD和2000 CCD全自動巖心鉆機。1000/4 CCD鉆機的鉆井能力為750米(BQ鉆桿)。鉆機可以采集和記錄鉆井過程中的13參數，並根據這些參數實時控制鉆井過程。
阿特拉斯·科普柯公司成功開發了Diamec系列自動鉆機，這是壹種典型的適用於金剛石鉆探的高速低扭矩鉆機。Diamec系列鉆機適用於地面或道路施工。它們都是液壓動力頭，配有機、電、液壹體化的操作系統。在礦井中的實際應用具有鉆進效率高、鉆進成本低、操作簡單等明顯優點。Diamec264APC鉆機配有三種不同的進給長度(0.8、1.8、3.3m)，以滿足不同的需求。近年來，阿特拉斯·科普柯先後開發了DiamecU4APC、DiamecU6APC、DiamecU8APC自動鉆機。其中DiamecU4APC屬於第二代自動鉆機，真正實現了機器的單人操作。DiamecU6APC鉆機在DiamecU4APC的基礎上進壹步簡化了結構，提高了電子系統在惡劣環境下的工作能力。其鉆孔深度為1000米。作為第三代自動鉆機的代表，DiamecU8APC鉆機在設計上更多考慮了人機工程學，加強了人文關懷和安全性，其鉆井深度為1500m。
(4)中國XY系列液壓立軸巖心鉆機
“九五”期間，研制成功液壓立軸雙卡盤不停倒桿鉆機和交流變頻雙卡盤地質巖心鉆機。“十五”期間，YDX-3新壹代全液壓動力頭地質巖心鉆機研制成功。該鉆機適用於金剛石繩索取心、沖擊旋轉、定向鉆進、反循環連續取心(取樣)等多種高效鉆井技術。
2.3.2.2地質巖心鉆探技術的新進展
隨著地質工作的全面恢復，巖心鉆探工作量逐年增加。以繩索取心、液壓沖擊旋轉、定向鉆進等先進鉆探技術為主要特征的小直徑金剛石地質巖心鉆探技術再次顯示出勃勃生機。同時，自專項地質調查成功實施以來，鉆探技術取得了新的發展。特別是國家重大科學工程——中國大陸科學鉆探工程“科學打井壹井”的順利完成，極大地促進了我國巖心鉆探技術的提高。
1)液壓DTH錘的結構和性能有了很大的改進，“三合壹”鉆具研制成功。十五期間研制成功的YZX127液壓DTH錘采用了全新的結構，大大提高了液壓錘的能量利用率和穩定性，其技術成果獲得了兩項國家發明專利。在“科學打井”施工中，創造了單井連續使用液壓錘進尺3485.69米、使用深度5118.2米兩項世界紀錄。自主研發的液壓DTH錘+螺桿馬達+繩索取心“三位壹體”鉆具，在“科鉆1井”主孔5000多米的孔深中壹次成功鉆進，取出壹個長度為3.5m的完整巖心。實踐證明，該套鉆具的研究已初見成效。
2)探索了VDS垂直鉆井系統和保真取樣鉆具。多功能微機自動定向鉆井系統及技術的研究是以自動控制和糾偏為基礎的。利用傳感器、液壓、機械等成熟技術，探索出機電壹體化的閉環垂直鉆井系統，基本解決了空間狹小、工作環境惡劣帶來的各種技術難題，為閉環控制系統的主要硬件設計探索出壹套工作思路，為今後高技術自動垂直鉆井或自動定向鉆井系統的研究積累了經驗，為系列化研究奠定了基礎。
3)定向鉆井技術和對接井鉆井技術取得新進展。設計了適用於定向鉆井的組合鉆具，並對中低轉速螺桿鉆具進行了改進，以適應牙輪鉆頭、金剛石鉆頭和復合片鉆頭。編制了定向鉆和水平鉆設計控制軟件。改變了水溶性礦物的開采方式，大大提高了開采效率和礦產資源的利用率。完成兩對近3000米深井對接井，開創了我國對接井技術的新時代，實現了鹵水對接井的重大技術突破。
4)在中國大陸成功完成科學鉆探項目“科學打井”。2005年6月5438+2月65438+7月，“中國大陸科學鉆探工程鉆探新技術體系研究與應用”科技成果通過國土資源部鑒定。該項目創造性地將“組合鉆井技術”、“靈活的雙孔方案”、“先進的小孔徑取心鉆井方法”相結合，形成了具有中國獨有特色的科學鉆井技術體系。該鉆井新技術體系主要由井底動力驅動沖擊旋轉取心鉆井技術、硬巖大直徑長井段擴孔鉆井技術、大斜度地層井斜控制技術、優質LBM-SD泥漿體系、小間隙固井及活動套管應用技術、井內事故預防與處理技術、鉆井數據采集與處理技術等組成。“科技打井”的成功實施及其科技成果極大地促進了我國地質巖心鉆探技術的提高。
5)鉆探巖石破碎的新方法仍在探索中。中國地質大學(武漢)建立了“熱熔鉆井實驗系統”，並對松散和礫石地層進行了初步實驗。中國地質大學(北京)音頻振動鉆機和鉆井技術的研究正在進行中，定向鉆的鉆井軌跡實時監測和中靶系統的研究也已啟動。吉林大學生物非光滑理論和仿生金剛石鉆頭的研究取得了實驗數據。