维度网讯，传统海上采矿技术在过去40至50年间开发了浅水疏浚和深水海床采矿系统，但这些系统只针对海床表面矿床，无法触及海床以下的矿产资源，且对水生生物不友好。美国地质调查局和海洋能源管理局的研究显示，美国200海里专属经济区内的海床下方蕴藏着大量矿产，包括含钛和锆的重矿物砂、富磷酸盐沉积物、含金属沉积物和海上砂矿。钻孔采矿技术提供了一种可通过现有海上钻井基础设施远程操作的解决方案。

钻孔采矿是一种通过钻孔和下套管的井眼进行水力挖掘的工艺。工具通常由双壁API标准延长管柱构成，高压水经环空输送至井下，含挖掘物料的泥浆则通过内管柱返回地面。该系统基于水循环，兼容标准钻井基础设施，无需地面开挖，不使用化学品，可从陆地、海上或冰盖部署，能在零下30摄氏度的环境下运行。钻孔采矿的关键参数包括：采矿深度40米至1公里，生产层段厚度1米至400米，工具直径140至273毫米，水压70至150巴且流量150至200立方米/小时，泵电机功率700至800千瓦，工具产量每小时35至90立方米，切割直径13至17米，所需人力5至8人。根据地层特性，挖掘的空洞直径可超过14米。

在圣胡安盆地的一个煤层气增产项目中，菲利普斯石油公司运营的钻孔采矿系统成功从近1000米深度挖掘了煤层。声纳测量确认了地下空洞形成，天然气产量较处理前翻了一番，证明该技术可通过常规油田基础设施在深层运行。

海上钻孔采矿的部署方式与陆上作业大致相似。自升式平台提供了较为直接的部署选项，但需考虑海床沉降风险，可应用房柱式或回填采矿技术来减轻影响。从浮式船舶部署在技术上也可行，船舶运动可能需升沉补偿系统或柔性立管，但优点是在海床沉降情况下安全、机动性高且成本低。典型的海洋钻孔采矿作业将使用顶驱钻机、套管和管材、泥浆泵、井控设备等海上钻井操作人员熟悉的设备，核心新增部分是用于水力挖掘的井下工具。

钻孔采矿与海底采矿或疏浚是根本不同的开采方法，不是连续穿越海床，而是在长时间内保持静止，从海床以下开采常规技术无法触及的资源。目前没有可操作的海上钻孔采矿数据库，经济评估需将回收矿物产品的市场价值与开采总成本进行比较。根据陆上数十年经验，开采1立方米矿石的成本在30至80美元之间，取决于矿床特征、采矿深度、能源价格等因素。

根据美国地质调查局和海洋能源管理局的研究，适合钻孔采矿的海床下矿床包括：含锆、钛、金红石、钍、钨和稀土元素的重矿物砂；含战略性矿物副产物的富磷酸盐沉积物；海上砂金、银、钛、铂和稀土元素；含铝、铁和锰的含金属沉积物；以及适合溶液采矿地层中含锂、镁和锶的矿藏。

首次海上钻孔采矿示范的理想候选地应具备浅水（15至20米）、矿体位于海床下60至80米、厚3至5米、靠近港口、软质矿化等特征。佐治亚州南部外的大西洋大陆架被认为是较具吸引力的地点，从布伦瑞克港出发的工作船可在1至1.5小时内到达。一个初步试点可使用自升式平台或船舶、额定流量200立方米/小时的高压水泵、8又5/8英寸外径的钻孔采矿工具以及泥浆收集罐等设备，主要目标是证明该技术在实际作业条件下安全、可靠和高效。

钻孔采矿建立在已有广泛应用的成熟海上钻井、流体循环和远程操作技术之上，被视为现有海洋钻井技术向油气之外资源开发领域的延伸。该技术支持高级监控、实时优化和预测性操作，其应用范围可从油气储层增产扩展到矿物开采，并可能涉及海上甲烷水合物的商业开发。