技术经济学是研究技术与经济的相互关系、寻求技术与经济最佳结合的科学。技术经济的主要工作是通过技术经济研究与计算反映技术方案的经济效果，以指导技术方案的选择和技术开发的方向。 本研究将技术经济学的方法引入取心钻进的方案设计和钻进施工管理。在钻探技术的研究与应用领域，存在着许多技术方案的比较和选择问题，诸如套管程序和钻进施工程序选择、钻进方法选择、钻头选择、钻进施工中涉及钻头使用、起钻的施工决策问题等。对这些问题，都应该开展技术经济研究。但目前，在钻探领域人们还未充分认识到技术经济学研究的重要性，此方面的研究工作还很少。对于取心钻进来说，目前缺乏能够能有效进行钻进施工经济性分析的方法以及缺乏指导取心钻进设计和施工过程优化的方法。 本研究的目的是，通过对一系列问题的研究，在取心钻进的技术经济学研究方面做一些初步的工作，期望研究结果能在指导取心钻进设计和施工以及为取心钻进技术的研究与开发指明方向起到一些作用。 本研究以科学深孔取心钻进为研究对象，因为科学深钻是高难度的取心钻进工程，比普通钻探项目更多地涉及技术方案选择和施工过程优化的问题，对此类项目进行技术经济学研究获得的结果具有典型性。 研究中采用的最重要的技术经济指标是钻进成本，包括单位进尺成本C。。和钻进总成本C<,T>。单位进尺成本用于对钻进施工的局部或某一深度时的经济性进行评价，而钻进总成本用于对钻进施工的经济性进行总体评价。这两项评价指标在应用方面各具特色，互相补充。钻进施工时间也是常常受到关注的技术经济指标。由于时间因素最后还是要体现在成本之中，故时间只是作为辅助性的经济指标予以考虑。与成本一样，钻进时间也可分为单位进尺时间T<,pm>和钻进总时间T<,T>。 研究中推导了单位进尺成本C<,pm>(或每米进尺成本)、钻进总成本C<,T>、单位进尺时间(或每米进尺时间)T<,pm>和钻进总时间T<,T>的计算公式。推导的钻进成本计算公式有以下特点： 1、单位进尺成本计算公式考虑了目前所有的科学深孔取心钻进方法以及影响取心钻进施工经济性的主要因素，因此该公式具有广泛的适用性和较高的准确性。 2、总成本计算采用叠加回次成本的原理。这种计算方式考虑了单位进尺成本会随着钻孔加深而发生变化这一事实，并且可以方便地处理在不同孔段采用不同钻进方法的情况，因此具有计算准确、灵活和适用性广的特点。 在本研究中尝试采用一种新的研究方法，以实现对单位进尺成本影响因素和影响规律的分析研究。这种方法即所谓的“偏因素分析方法”，它借用了多元函数求偏导数的原理。该方法的基本思路是：每次只留一个影响因素作为自变量，而将其它的影响因素暂时视为常数，只分析单位进尺成本随该影响因素(自变量)变化的规律。由于常数值是统计大量同类施工资料得出来的，取值是合理的，所以分析得出的结果相当准确。采用这种分析方法，对两种典型的取心钻进方法(孔底动力．提钻取心方法和顶驱-绳索取心方法)在硬岩中施工5000m钻孔的情况进行了分析，分别总结出了采用这两种方法施工时不同的因素(回次长度、机械钻速、钻机日费、起下钻速度以及钻进器具、材料的价格和寿命等)对单位进尺成本的影响规律。 直接用单位进尺成本来对比分析不同因素的影响作用时，会显得很麻烦：一方面因为这些影响因素具有不同的量纲，不好直接进行成本对比；另一方面由于需要对多幅图或多组数据同时对比才能得出结论，对比操作比较复杂。本研究中通过引入成本影响系数K<,cpm>，使这个问题得到解决。成本影响系数被定义为：某一影响单位进尺成本的因素在其可能的取值范围内变化(自变量由最小变到最大)时造成的单位进尺成本变化与最小自变量相应的单位进尺成本的比值。成本影响系数的正或负，表示随着某一影响因素(自变量)取值增加，单位进尺成本上升或下降。成本影响系数绝对值的大小，表示某一影响因素(自变量)对单位进尺成本影响作用的大小。通过对两种典型的取心钻进方法在硬岩中施工5000m钻孔时不同影响因素的成本影响系数K<,cpm>。进行分析，得出以下结论： 1、采用孔底动力．提钻取心方法施工时，机械钻速和回次进尺长度(或提钻间隔)对单位进尺成本有显著的影响作用；钻机日费和起下钻速度对单位进尺成本有比较明显的影响作用，由于钻机日费在钻进施工过程中不会变化，因此该参数对钻进施工的经济性没有动态的影响；此外的所有其它因素对单位进尺成本影响很小。 2、采用项驱．绳索取心方法施工时，不同因素对单位进尺成本的影响情况可以分成四类：(1)机械钻速对单位进尺成本有显著的影响；(2)钻机日费和钻头寿命对单位进尺成本有比较明显的影响；(3)起下钻速度、回次长度(打捞岩心间隔)和钻杆费用对单位进尺成本的有一定影响但不算太明显；(4)此外的所有其它因素对单位进尺成本影响很小。 本研究推出了一种通用的取心钻进设计方法，可用于任何钻探项目的取心钻进工艺方法选择。采用该方法进行取心钻探技术设计的程序是： 1、取心钻进工艺方法初选：通过调研，列出可能用于某项目的取心钻进工艺方法的清单； 2、经济性评价：对候选的取心钻进工艺方法，进行经济性评价，即进行钻进施工时间和成本分析； 3、技术风险评价：评价每一种取心钻进工艺方法在应用时可能带来的技术方面的不利后果，主要考虑的因素有钻柱安全系数、对孔壁稳定的不利影响、钻具折断和卡钻的可能性、压漏地层的可能性、钻具工作可靠性和取心效果等； 4、综合评价：综合考虑经济性和技术风险性评价的结果，对不同的方法进行比较。根据比较结果，最终确定用于该钻探项目的取心钻进工艺方法。 以一个5000m取心钻进项目的设计为例，对CCSD科钻一井取心钻探技术进行了评价。通过对6种取心钻进方法进行技术经济分析，得出结论：由中国大陆科学钻探工程中心发明和研制成功的螺杆马达／液动锤／提钻取心钻进方法是一种高效、优质、低成本和安全的取心钻进方法；该方法用于5000m硬岩取心钻进施工，要优于世界上现有的其它取心钻进方法；该方法的研发成功，是中国在钻探技术方面对世界作出的重要贡献。 本研究还对取心钻进施工过程中的一些技术经济问题进行了探讨，涉及： 1、提出了回次时间损失和回次经济损失的概念并推导了相应的计算公式。回次时间损失和回次经济损失是钻进施工中由于未充分利用岩心管的长度而导致的起下钻时间和成本的增加值。这个概念对于钻探施工管理具有重要意义，可促使钻进施工的操作者和施工监督管理者加强其责任感，更好地履行其本职工作，使钻进施工获得更好的经济效果。 2、提出了低速钻进经济损失的概念并推导了相应的计算公式。低速钻进经济损失是钻进施工中由于机械钻速低于正常值而导致的钻机作业费用和钻具使用费的增加值。这个概念对于钻探施工管理的意义与回次经济损失类似。 3、提出了起钻临界机械钻速的概念并推导了相应的计算公式。起钻临界机械钻速是低速钻进产生的经济损失与由于提前起钻产生的回次经济损失相等时的机械钻速。利用起钻临界机械钻速的计算公式，可实现机械钻速下降的情况下起钻与否的判断。 4、推导了钻头残余进尺的计算公式，用以钻头使用管理决策，为合理使用钻头提供依据。 5、在对单位进尺成本影响因素和影响规律进行分析的基础上，提出了实施5000m硬岩取心钻进项目时降低钻进成本的技术措施(提高回次长度、机械钻速和起下钻速度)，并通过技术经济分析，对采取每一种措施可能带来的经济效益进行了评价。 6、对一个5000m取心钻进项目不同取心钻进比率时钻进施工的经济性进行了分析，其结果可供制定项目计划时参考。 通过总结研究结果可得出结论：对于任何一个钻探项目的设计、施工以及围绕该项目开展的技术研究与开发工作来说，取心钻进的技术经济学研究是非常必要的，甚至是必不可少的。在设计中任何一种技术方案的采用，在施工中任何一种技术措施的采取，都会体现出一定的经济效果，不同的方案和措施，会表现出不同的经济效果，有时候差距可能是巨大的。开展技术经济学研究，可实现技术方案和技术措施的优选，为研究与开发工作指明方向，使钻探项目的实施获得最佳的经济效果。