(1)金剛石繩索取心鉆進
在世界各地的地質勘探鉆探施工中，應用最廣泛、綜合地質效果最好的鉆探技術主要是金剛石繩索取心鉆探技術。繩索取心鉆井技術(WL)最早誕生於20世紀40年代的石油鉆井行業，後由美國朗伊爾公司改進和發展，並應用於固體礦產的巖心鉆探施工。此後在世界範圍內廣泛使用，至今已有近70年的歷史。WL鉆井技術的誕生和成功應用，實現了無鉆取心，大大提高了鉆井效率，被稱為地質巖心鉆井技術的壹次革命[24，25]。
國外壹直重視並不斷發展和完善金剛石WL鉆井技術。重點研究了鉆桿的選材、加工精度、熱處理和幾何尺寸，進壹步提高了鉆桿的強度和韌性以及連接螺紋的可靠性。同時對金剛石鉆頭進行了深入的研究，提高了鉆頭的壽命和鉆進效率。
自20世紀70年代中期以來，中國開始研究和推廣應用金剛石WL鉆探技術，在地質找礦中發揮了重要作用。截至1990年底，鉆井工作量達到1505 m，鉆井速度和臺月效率大幅提高，取得了顯著的經濟效益和社會效益。這項技術在全國探礦領域幾乎普及，並因此獲得了國家科技進步壹等獎[65438然而，在1992以來的十年間，由於礦產勘探工作量的急劇減少和鉆探施工單位向建築基礎領域的轉型，金剛石WL鉆探技術的應用也明顯減少，導致這項技術的發展非常緩慢，甚至停滯不前，與國外先進國家的差距進壹步拉大。WL鉆井鉆桿的使用壽命、可靠性、鉆井效率、鉆孔深度都有明顯差距，WL鉆井技術完成的巖心鉆探工作量還不及全部。近年來，隨著新壹輪地質找礦浪潮的興起，這項技術又得到了恢復和發展，應用廣度和深度進壹步擴大。以山東、河北為代表的省地勘局進壹步推廣和完善了這項技術，對“挖深找盲”和提高效率起到了突出的作用。鉆孔深度、鉆孔效率等多項指標不斷突破，技術水平大幅提升。
(2)液壓錘沖擊回轉鉆進
國外歷來重視發展液壓沖擊回轉鉆井技術。潛孔液壓沖擊器(又稱液壓潛孔錘，以下簡稱液壓錘)起源於歐洲。1887年，德國人沃爾特·布什曼在英國獲得了壹項新的鉆井方法的專利。該技術的核心是利用泵供給的液體能量驅動液壓沖擊器不斷沖擊旋轉的鉆頭，從而實現沖擊旋轉鉆井。自20世紀50年代以來，美國、加拿大和前蘇聯研制了幾種實用的液壓沖擊器。在地質礦產鉆探方面，研究最有效的是前蘇聯。1900 ~ 1905開展了液壓沖擊回轉鉆進技術研究，1970開始逐步應用於生產實踐。20世紀60年代，匈牙利研制了5種φ 48 ~ 160mm的雙作用液壓沖擊器。液壓沖擊鉆具裝配在專用拖車上，並配有相應的泵、除砂器、取芯工具、鉆頭和事故處理工具，攜帶靈活方便，可為建築礦山或建築工地的多臺鉆機服務。日本對液壓沖擊器的研究始於20世紀70年代，李根公司開發的WH-120N雙作用液壓沖擊器獲得成功。它最大的特點是以氣體和液體為工質[14]。
近年來，國外在液壓錘領域的研究工作相對較少，主要有泛美石油公司開發的雙作用液壓錘，澳大利亞SDS公司開發的FH系列液壓錘，德國Kloster大學制造的復合式液壓錘(帶正壓閥和雙作用沖擊錘)(擬用於德國KTB項目，但未采用)，均為清水驅動(100μm過濾)。由於沖洗液不能有效保護墻體，使用深度有限，最深應用記錄只有590m·m。
我國從1958年底開始研究，到80年代末，我國對液壓錘的研究達到頂峰。地質和冶金部門為小口徑取心鉆探開發了各種類型和規格的液壓錘，包括正作用、雙作用、反作用和復合液壓錘。全部型號達到30余種，累計進尺超過百萬米，實現了良好的技術。粗略統計可提高鉆井效率30% ~ 50%，同時可明顯提高鉆井質量和巖心收獲率，延長進尺，降低材料消耗。現階段，我國液壓錘的研究和應用水平已達到世界先進水平，是繼前蘇聯[14，26]之後在小口徑礦產勘查領域廣泛應用液壓錘鉆探技術的國家。
20世紀90年代，由於我國地質勘探工作量銳減，小口徑液壓錘的研究投入幾乎中斷，這些成果沒有得到很好的應用和完善。這項技術的研究和應用轉向了水文水井、油田和工程建設用大口徑液壓錘的研究。直到1997年，中國地質調查局勘查技術研究所研制出新型YZX系列液壓錘(圖1-3)，其靜密封可靠性、耐高溫性和對深孔背壓的適應性得到了改善和提高。特別是在中國大陸的科學鉆探項目中，他們研制的YZX 127液壓錘連續鉆進近500次，創造了復雜泥漿環境下單井總進尺3485.71m，最大應用深度5118.2m的世界紀錄。此外，勘探技術研究院還為大陸科學鉆探和勘探工程研制了KS-1 57繩索取心液壓錘、SYZX273液壓錘和螺桿馬達/液壓錘/WL-三合壹鉆具，均獲得成功，為提高鉆井效率、防止巖心堵塞、延長返出進尺、減少井斜發揮了重要作用[14
圖1-3新型YZX系列液壓錘
該項技術在科鉆1井的成功應用，推動了我國鉆井技術的進步。同時，大陸科學鉆探工程也對液壓錘鉆探技術的大發展起到了非常重要的推動作用，使我國的深孔液壓錘鉆探技術達到了國際領先水平，受到了國外許多同行的高度評價。德國、澳大利亞、美國等公司都從中國引進了這項技術進行實驗研究。但迄今為止，國外液壓錘取心鉆井最大孔深為2000m，是前蘇聯創造的(無詳細資料報道)。澳大利亞SDS公司與PDVSA公司合作，在PIC26井4333.03 ~ 4353.15 m井段測試了液壓錘全面鉆進的最大孔深。總的來說，深井用液壓錘還處於研究和試驗階段，還沒有達到大規模應用的水平。國內對深孔條件下液壓錘工作性能的理論分析和研究有待進壹步深化。特別是在固體礦產小直徑鉆井的普通生產條件下，泥漿固相控制系統還停留在傳統的巖石粉末自然沈澱的水平，鉆井過程中泥漿固相含量高，導致液壓錘內部零件頻繁卡死，工作壽命大大降低，從而導致頻繁鉆井。在推廣過程中，雖然液壓錘鉆進的優點被大家認可和接受，但實際應用還是比較少[14，28]。
(3)動力錘反循環鉆進
在許多國家，氣動DTH錘(以下簡稱動力錘)反循環鉆進技術也得到了很大發展。該技術主要有兩種，壹種是通過普通動力錘+跨通道接頭+雙臂鉆桿實現，即RC或中心取樣回收(CSR)鉆井技術；另壹種是通過帶RC取心鉆頭和雙臂鉆桿的穿心式動力錘實現的，即穿心式RC鉆井技術。由於動力錘RC鉆進技術改變了傳統的破巖取心方式，其鉆進施工效率可提高3 ~ 10倍，成本可降低1/2 ~ 2/3。因此，動力錘RC鉆井技術被鉆井界稱為繼WL鉆井技術之後的又壹次革命[16，29]。早在80年代中期，美國、加拿大、澳大利亞等國家就在探索階段研究、開發並廣泛應用了這壹技術。Samplex-500是美國於1989年研制的無閥通孔動力錘，被各大鉆井公司用於CSR鉆機上[30]。目前，僅在美國西部就有超過65，438+050的動力錘RC鉆探設備用於各種地質和礦物勘探，包括砂金和巖金礦床勘探。據悉，動力錘RC鉆探技術完成的地質鉆探工作比例在澳大利亞已超過80%，在美國接近80%，在東南亞接近60%，在非洲接近30%。有些礦區幾乎全部采用電錘RC連續取樣鉆進方法，或按電錘RC連續取樣鉆進與WL鉆進工作量之比為20: 1布置。電錘RC鉆孔最大孔深已超過700 m [16]。
中國自20世紀80年代以來壹直在研究這項技術。勘探技術研究院等單位研究了常見的短孔錘RC或CSR鉆井技術。1987引進加拿大鉆機進行CSR鉆探試驗，相繼研制出專用設備、不同規格的雙壁鉆桿和輔助裝置，並在個別礦區得到應用。原長春地質研究所研究了穿心DTH錘RC鉆井技術，先後研制出GQ系列穿心DTH錘及相應的RC取心鉆頭等。特別是對RC取心鉆頭的RC機理、噴射器原理和內部流場做了大量的研究工作，取得了許多研究成果。但由於國內地質界尚未認可用巖屑代替傳統柱狀巖心進行礦產資源評價，目前沒有相應的標準可循，地質鉆探設計也無法采用該技術，因此該技術未得到推廣應用。只有當礦區地層特別復雜，無法鉆孔取芯時，才進行試驗性應用。如在河南欒川縣三道莊鉬礦、河南嵩縣金礦、新疆白幹湖鎢錫礦等復雜地層的地質勘探中，就采用了穿心電錘RC鉆進技術。此外，國外礦業公司出資的壹些礦區，如澳大利亞瑞祥公司，在黑龍江嫩江的正光巖金礦勘探中，要求采用RC鉆探技術。采用後取得了顯著的技術經濟效益，鉆井施工效率提高了3 ~ 10倍，成本降低了1/2 ~ 2/3 [29]。
(4)泡沫鉆井
鉆井工程中使用的泡沫始於20世紀50年代中期。當時，為了在幹旱缺水、穩定性差的地層中鉆井，內華達州首先使用了泡沫鉆井液。由於泡沫鉆進的向上速度僅為空氣鉆進的1/10 ~ 1/20，有效保證了孔壁的穩定性。此後，美國進壹步開展了適用於鹽水、油層和永凍層鉆井的泡沫流體研究，擴大了泡沫鉆井的應用範圍，取得了良好的經濟效益，成為低壓油田開發的有效手段。
前蘇聯於20世紀60年代初開始泡沫鉆井的實驗研究。20世紀70年代，小直徑金剛石取心鉆井從泡沫開始，對泡沫鉆井過程中的泡沫流變性、溫度和壓力進行了深入的理論研究。經過十多年的前期研究，證明與常規沖洗液相比，鉆機機械鉆速提高30%，鉆井次數進尺提高22.5%，鉆井效率提高25%，金剛石消耗降低28%，電耗降低23%，綜合經濟效益提高34%。到1984，前蘇聯泡沫鉆井技術鉆井工作量近10×104m，各種起泡劑供應量也有60 ~ 70t [31，32]。
在美國、加拿大、德國、英國等國家，泡沫鉆井技術也得到迅速發展，並被列為未來新技術發展的方向。80年代初，美國基本完成了泡沫鉆井的各項研究工作。1980年，桑迪亞國家公司開發了100多種陽離子、陰離子、復合、非離子起泡劑，以滿足各種復雜地層條件下泡沫鉆井的需要。泡沫鉆井設備已達到系列化；鉆井技術已經達到了計算機控制的水平。
我國對該技術的研究起步較晚。20世紀80年代中期，泡沫首次用於石油系統的洗井和鉆井，並開發出F873和TAS等起泡劑。此後，地質、煤炭系統也開展了這方面的研究工作，先後研制出KZF123、CD-1、CDT-812、CDT-813、DF-1、ADF-1。但由於地質鉆井工作量的急劇減少，該技術的初期投資、能耗和泡沫回收成本均高於普通鉆井技術，導致其推廣應用處於停滯狀態。直到90年代中後期，長春理工大學在原地礦部立項，研究水泵泡沫增壓裝置，取得了泡沫增壓泵容積效率達到90%的效果。2000年，為配合西部大開發，在上述研究的基礎上，專門研制了大型水泵加壓泡沫灌註系統。經過寧夏西海固地區的實際施工測試，水泵的抽水能力達到了5MPa，可喜可賀[31，32]。另外，吉林省科委已經啟動了泡沫DTH錘的專項研究，並取得了突破性進展，但目前還需要進壹步的實驗研究和改進才能用於生產。