南极冰下基岩钻探现状及展望

来源：极地研究杂志2025年第2期北京时间：

作者：朱顺杰,张凯,杨甘生,李亚洲,王晋,王如生,王海柱,刘敬平

单位：1中国地质大学(北京)工程技术学院, 北京 100083;2吉林大学极地科学与工程研究院, 吉林 长春 130021;3中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室, 北京 102200;4中国石油大学(华东)石油工程学院, 山东 青岛 266580

摘要：南极冰下基岩钻探工程技术是研究极地地质科学的重要方向之一。通过解决南极冰下基岩岩心获取工程的技术问题, 可为深入探究南极冰下地质体的物质成分、岩石组成及性质等基础地质学问题提供样本。由于南极大陆被平均几千米厚的冰盖覆盖, 因此, 对冰下地质体的物质成分和岩石组成等了解十分困难, 详细资料更加缺乏。为此, 本文介绍了南极冰下基岩钻探概况, 分别从南极冰下基岩钻探装备及相关工艺方法进行综述分析, 从中探寻能够实现在南极内陆快速钻穿冰层, 获取更长的冰下基岩岩心的南极冰下基岩钻探装备。结果表明: (1)空气/钻井液反循环技术、连续管技术和热水钻技术是冰层快速钻进的重要发展方向之一; (2)提钻取心技术、绳索取心技术和钻井液反循环连续取心技术将是未来南极冰下基岩取心钻探的重要方向之一。本文还基于电缆悬吊式电动机械钻及岩心回转钻机, 提出了多工艺融合的冰下基岩快速钻探技术, 并对未来南极冰下基岩多工艺钻探装备及配套工艺技术具体研究方向进行探讨, 指出南极冰下多工艺钻探技术在未来冰下基岩钻探有着极大的发展潜力, 是未来获取更长冰下基岩岩心的必经之途。

关键词：极地冰下基岩钻探,钻探装备与工艺,冰层钻进,基岩取心,南极,现状与展望

基金资助：国家重点研发计划