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探求地球深部奥秘!“地壳一号”万米钻机圆满完成“首秀”

发布日期:2018-06-03     作者:吉林电视台      点击:

【新华网】“经过4年多的不懈努力,‘地壳一号’万米钻机先后完成大直径全面钻进、取心钻进、通井钻进和扩孔钻进等多项复杂工作,历经5个严冬的低温考验,一次累计工作1163天,无故障时间利用率达97.63%,创造了国产同类设备的记录,达到国际先进水平。使我国成为继前苏联和德国之后世界上第三个拥有实施万米大陆钻探计划专用装备和相关技术的国家。”今天,在“油城”大庆召开的“地壳一号”万米钻机暨松科二井现场交流会上,课题承担单位、吉林大学校长李元元隆重介绍了万米钻机的优秀成绩。

“地壳一号” 你是啥?

“科学钻探是探索地球深部奥秘和开发地下资源唯一最直接的技术手段。为了满足我国地球深部探测工程的重大需求,2009年国家启动了‘深部探测技术与实验研究专项’。其中第九项目——‘深部探测关键仪器装备研制与实验’由我国的著名战略科学家黄大年教授担任负责人。”吉林大学副校长孙友宏介绍,“而这个项目的第五课题——‘深部大陆科学钻探装备研制’由我担任负责人。我们的主要任务就是研制‘地壳一号’万米钻机,满足我们国家地球深部探测任务中对超深钻探用高端装备的需求。”

2013年10月20日清晨,在吉林省的陶家屯服务区,举办了一个特殊的迎送仪式:60余量运输及指挥车辆搭载着1500多吨的万米钻机器件,越秦岭,过中原,北上京津,纵贯松辽,经过5天多的风餐露宿、日夜兼程,于当天早晨途径长春。

经过四年多的技术攻关,吉林大学成功研发了我国首台万米大陆科学钻探专用装备--“地壳一号”万米钻机,解决了我国深部钻探装备转盘回转速度低、设备自动化程度低和深部钻探钻头压力控制精度低的三大技术难题,突破了高转速全液压顶部驱动钻进、高精度自动化摆排管、高速度钻杆柱自动拧卸输送和高精度自动送钻四大深部钻探装备关键技术,形成了具有自主知识产权的高性能深部科学钻探装备和配套装置,填补了我国在深部大陆科学钻探装备领域空白,大大提高了我国超深井科学钻探装备的技术水平。

“地壳一号”干了啥?

为了实施松辽盆地科学钻探二井工程,获取松辽盆地白垩系地层的完整岩心,获得白垩纪时期亚洲东部高分辨率气候环境变化记录。

“地壳一号”万米钻机于2013年10月由四川省广汉市运抵黑龙江省安达市,行程3456公里。在“松辽盆地大陆科学钻探工程”经历了最低温度达零下37度,5个严冬的低温考验,一次累计工作1163天,无故障时间利用率达97.63%,创造了国产同类设备的记录,达到国际先进水平。

“地壳一号”万米钻机应用的松科二井,设计井深6400米,完钻井深7018米,是亚洲国家实施的最深大陆科学钻井,也是国际大陆科学钻探计划成立22年来实施的最深钻井。钻机先后完成大直径全面钻进、取心钻进、通井钻进和扩孔钻进等多项复杂工作,创造了亚洲大陆科学钻井新记录。累计钻进进尺9843.67米,最高日进尺达265米,最快机械钻速达28.8米/小时,分别创造了最高日进尺和最快钻速的国内记录。该钻机的先进性、高可靠性得到充分验证,有力地保障了“松科二井”的顺利完成。

“‘地壳一号’万米钻机的研制及在松科二井的成功应用,为后续国家地壳探测工程的全面实施,探求地球深部奥秘提供了高技术手段,对我国地球深部探测技术的发展起到了重要推动作用,加快了我国进入国际深部探测大国行列步伐,也必将带动我国深部油气资源和地热资源勘探开发行业的科学技术进步。”李元元介绍。

“地壳一号”还有啥?

大陆科学钻探工程涉及地学、力学、基建、仪电、材料、物理、化学、仿生学等多个学科和领域。据了解,目前,“地壳一号”钻机的相关技术成果已经成功应用于我国低温钻机系列。

“极光号”极地钻机已经应用于俄罗斯北极圈亚马尔高寒地区油气勘探。亚马尔液化天然气项目是中俄能源合作重大项目,是中国提出“一带一路”倡议后实施的首个海外特大型项目。“极光”号极地钻机是中俄亚马尔液化天然气项目的重要组成部分,该钻机可在零下50度低温和12级以上强风环境下连续工作。中国制造的第一台“极光”号极地钻机打破了俄、美、加拿大等技术垄断,成功打进了俄罗斯的北极市场。这也是我国首台可以在零下55度环境作业的极地钻机。

该项目成果还被广泛应用于深部油气钻机和海洋钻机钻井包等,并大规模出口到阿联酋、委内瑞拉、俄罗斯、美国等十个国家和地区。

据介绍,“地壳一号”万米钻机的研制及应用,标志着我国地学领域对地球深部探测的“入地”计划取得重大阶段性进展,为后续国家地壳探测工程的全面实施,探求地球深部奥秘提供了高技术手段。推动了我国地球深部探测技术的发展,加快了我国进入国际深部探测大国行列步伐,将带动我国深部油气资源和地热资源勘探开发行业的科学技术进步。

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