① 深孔鑽探設備機具的優化配置
為有效地提高深孔鑽探效率和減少工人的勞動強度，應通過設備與機具的優化選擇與配套，提高設備的先進性和配套的科學性。鑽探設備的優化配置，就是在保證鑽探質量和安全的基礎上，分析主要鑽探技術指標對鑽進效率的影響（表12.5），優化設計或選擇鑽探裝備（鑽機、泥漿泵、鑽桿、取心鑽具、鑽頭以及輔助性的鑽探設備和器具等），形成最佳的鑽探裝備組合，最終獲得最高的鑽探效率和最低的鑽探成本。鑽探設備優化配置的目標是獲得最佳的鑽探技術指標和最佳的鑽探施工經濟性。
表12.5 主要鑽探技術經濟指標對鑽進效率的影響
（據張偉等，2007）
12.3.1 鑽探工藝對鑽探設備的配置要求
深孔取心鑽探設備優化選擇應考慮不同鑽探工藝對設備、機具的特殊要求，見表12.6。
表12.6 鑽探工藝對鑽探設備的配置要求表
12.3.2 主要鑽探設備的選擇與配置
（1）鑽機選擇
1）鑽機選擇應滿足以下基本原則：
（a）按照鑽探的目的，應滿足工程的各項要求，如設計的孔深、穿礦和終孔的口徑等。
（b）滿足選定的鑽探工藝所需的施工能力，並適應可能出現的鑽探方法的變換。一般來說，新礦區和地層情況較復雜時，鑽機的施工能力應備有餘量；機型、能力、斜孔可按85%折算，使用3年後按每年5%遞減。
（c）依據施工區的地形地貌、地層情況、道路、水源、電力供應、氣候等條件選擇適用設備。
（d）優先選用技術性能先進、易於維修及經濟性好的鑽機。
2）鑽機選擇應考慮的主要因素：
（a）足夠的提升能力——滿足提升最大重量鑽桿柱與套管柱的要求；
（b）足夠大的扭矩——滿足回轉鑽桿柱、套取岩心的要求；
（c）足夠高的轉速——滿足鑽進工藝的要求；
（d）可靠度高；
（e）尺寸適當。
（2）鑽塔選擇
在鑽孔過程中，鑽塔用於安放和懸掛提升系統、承受起下鑽具重力、存放鑽桿或鑽鋌等。鑽塔應根據設計的孔深，使用的鑽機以及施工的性質，同時考慮鑽孔的位置及氣候條件等進行選擇，必須具有足夠的承載能力、強度、剛度、整體穩定和必要的操作使用空間。
（3）泥漿泵的選擇
1）應根據鑽探方法、鑽機類型、鑽孔結構及鑽探工藝要求選擇泥漿泵。
2）必須使用柱塞往復式高壓變數泵。
3）泥漿泵必須性能完好，安全閥靈敏可靠。
4）沖洗液高壓循環系統必須配套帶壓力表的穩壓罐，各管線連接牢固且安全可靠。
12.3.3 深孔鑽進機具的選擇與配置
鑽探機場機具應根據設計孔深、穿礦和終孔口徑、地層情況、預定的鑽孔結構、擬採用的鑽進方法和工藝、處理可能發生的孔內事故等因素綜合選擇與配備。
（1）選擇與配置的一般要求
1）必須按鑽孔設計孔深配備鑽桿，並留有餘量；
2）一般機場應配齊Φ130 mm～Φ56 mm的各類鑽具；
3）主要施工口徑鑽具每一規格應不少於2套；
4）採用繩索取心鑽進的機台，機場應配備不少於50m的Φ50mm鑽桿及相應的鑽具；
5）配備的機具還必須滿足特殊鑽進方法與工藝的需要。
（2）鑽桿選擇
鑽桿是鑽進傳遞扭矩的工具，它從孔口把鑽機的扭矩和動力傳遞給孔底的鑽頭，用於破碎岩石。鑽桿柱方案選擇的一般原則如下（表12.7）：
1）取心鑽進方法決定了鑽桿類型；
2）鑽桿柱的材質、結構等應滿足鑽進工藝需要；
3）鑽具、鑽桿柱組合重量不能超過鑽機承載能力——大鉤負荷；
4）深孔鑽探應選擇繩索取心鑽桿和取心工具。
表12.7 鑽桿類型的選擇分析表
（3）繩索取心鑽桿必須滿足的性能要求
1）強度應滿足深孔鑽進的要求；
2）合理的鑽桿壁厚，以減輕鑽頭唇面碎岩面積，提高鑽進技術經濟指標；
3）鑽桿柱內平或基本內平，內管總成能在鑽桿內順利通過；
4）鑽桿柱與孔壁、內岩心管間隙要合理，減少沖洗液循環阻力和提鑽及打撈岩心時抽吸作用，保持孔壁穩定；
5）鑽桿柱螺紋外表面及公母螺紋耐磨性、密封性好。
（4）深孔鑽探選擇鑽桿應注意的主要事項
1）高強度繩索鑽桿管材要求：規格符合標准和尺寸公差要求；材料屈服強度高，彈塑性好；管材金相組織均勻，殘留應力低；筆直度和同一性好；熱處理、表面處理和機械加工特性優良；有一定的耐腐蝕特性。
2）深孔鑽探施工不確定因素較多，鑽桿受力復雜，承受扭力較大，要從鑽桿管體與接頭的材質（強度、韌性、延伸率、熱處理）、管體壁厚、螺紋設計形式、連接強度和密封性能等方面精選鑽桿。
3）繩索取心鑽桿：鑽孔較深，選用Ф71mm鐓粗鑽桿；超過1500m的孔深，必須檢驗繩索取心鑽桿的強度。
4）鑽桿易折斷的部位大多數在絲扣根部。選擇深孔鑽桿時，首先要考慮提高鑽桿絲扣強度。
12.3.4 相關輔助設備的選擇
1）每台鑽機應配泥漿攪拌機和一個0.2～0.3m3處理劑容器，且應安裝擺放穩固，便於操作，方便使用。
2）配備必要的泥漿固控設備，如旋流除砂器、除泥器等。
3）採用金剛石繩索取心鑽進工藝的鑽機，應配備與鑽機孔深相匹配的絞車、且絞車應安裝牢固，性能可靠，操作靈活。
4）根據選擇的鑽機和鑽具，選配擰管機。繩索取心鑽進宜使用液壓吊鉗，使擰卸鑽桿時既減輕工人勞動強度，又保證必須的預緊扭矩。
12.3.5 測量與檢測儀器
1）測量儀器：測斜儀，造斜糾偏定位儀等。
2）檢測儀器：使用泥漿的現場應備有粘度計、比重計、含砂量計、失水量儀以及pH值試紙等。
3）應配有孔底壓力指示表、泵壓表，盡可能配備扭矩表、轉速表、沖洗液流量表或鑽孔多參數儀，電力驅動應有電壓表、電流表和功率表。
4）應配備檢查鑽具磨損的量具，如必要的鑽桿損傷探測儀。