钻孔重入系统

海底地层中蕴藏着丰富的矿产资源，这些资源具有重要的社会经济价值。海洋钻探是开采海底自然资源、勘查地层剖面实况、撷取实体样本的重要手段。大洋钻探船在实施大洋科学钻探中一般采用无隔水管开式钻井，钻探过程中钻头磨损严重，单次钻进深度非常有限，一般仅几百米就需要更换钻头，如果要增加钻进深度，需要频繁的更换钻头，钻孔重入系统就是要在更换钻头后使钻头可以顺利的重返原钻孔，实现多次重复钻进。由于钻探船会随洋流漂移，加之钻杆有几千米长，更换钻头后钻杆要重返原来的钻孔是大洋钻探的一项关键的技术难点。

钻孔重入系统包括高分辨率的声呐扫描系统、钻杆运动控制装置、水下摄像系统和重入锥组成。

图1.钻孔重返系统

声呐扫描系统：声呐系统由安装在重入锥上的声源和重入系统水下装置上的声呐接收定位装置组成，通过声呐扫描，能在甲板控制室的显示屏上生成声呐扫描图像，用于重入锥的定位。

钻杆运动控制系统：在深海钻探时，几千米的钻杆要顺利进入重返钻孔，靠移动船只来移动钻杆重返钻孔几乎是不可能完成的，必须要靠移动钻杆来实现钻孔重入。钻杆控制系统就是在船体不动的情况下，通过控制重入系统水下装置上安装的万向推进器实现钻杆可控的运动，使得钻杆对正重入锥，下放钻杆进入重入锥。

水下摄像系统：水下摄像系统的作用是当钻杆靠近重入锥时，通过脐带缆向甲板控制室提供视频图像，为钻孔重入提供视频导引，使得钻杆在钻杆控制系统驱动下，进入重入锥。

重入锥：安装在井口的漏斗状的装置，安装有声呐信源装置，是钻杆控制系统的“靶子”，特殊的涂装图案可为视频导引提供距离和方位信息。

勘探技术研究所根据中国地质调查局“深海”技术攻关的重点工作要求，在国内率先立项研究“深海钻探钻孔重入系统”，主要研究内容包括钻孔重返位工艺适用性分析，钻柱偏移控制技术研究，钻孔重返位技术方案研究和钻孔重返位作业规程研究。最终将完成8000米水深级钻孔重返位驱动装置工程样机试制。