《鉆探工程》編輯部

1 我國第一口萬米深地科探井開鉆

2023 年5 月30 日，我國第一口萬米科探井——深地塔科1 井在新疆塔里木盆地開鉆。這標(biāo)志著我國向地球深部探測技術(shù)系列取得新的重大突破，鉆探能力開啟“萬米時(shí)代”，將為我國未來的科學(xué)研究和油氣資源開發(fā)提供重要的基礎(chǔ)和支持。

深地塔科1 井地處塔里木盆地中心的塔克拉瑪干沙漠腹地，是中國石油在塔里木油田實(shí)施的重大“深地工程”，設(shè)計(jì)井深11100 m，鉆井完井周期457 天。部署鉆探深地塔科1 井的目的是開展萬米級特深層地質(zhì)、工程科學(xué)探索研究，以技術(shù)突破挑戰(zhàn)深地鉆井極限，深入探索地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和演化規(guī)律，進(jìn)一步為地球科學(xué)研究提供重要的數(shù)據(jù)支持。深地塔科1 井采用我國自主研制的全球首臺(tái)12000 m 特深井自動(dòng)化鉆機(jī)，載重提升能力達(dá)到最大9000 kN。

塔里木油田集合精銳力量，聚焦萬米級特深井鉆探關(guān)鍵高溫、高壓等技術(shù)瓶頸，重點(diǎn)開展鉆完井工具、測、試、錄及固井等全井筒技術(shù)難題論證，首創(chuàng)形成175 MPa 超高壓井口、測試、測量工具的升級配套，首次加工制造國內(nèi)?168 mm 鉆桿、創(chuàng)新研發(fā)220 ℃超高溫工作液體系、七開井眼井身結(jié)構(gòu)等適應(yīng)塔里木盆地地質(zhì)特點(diǎn)的鉆完井系列技術(shù)。

“深地塔科1 井開鉆”入選中央廣播電視總臺(tái)發(fā)布的2023 年度國內(nèi)十大科技新聞。截止2023 年年底，鉆井深度已突破9000 m。

2 我國首艘大洋鉆探船“夢想”號正式命名并首航成功

2023 年12 月18 日，我國自主設(shè)計(jì)建造的首艘大洋鉆探船正式命名為“夢想”號，在廣州南沙下水啟動(dòng)首次試航，22日出海，26 日返回，試航取得圓滿成功。我國深海探測能力建設(shè)和裝備現(xiàn)代化建設(shè)邁出關(guān)鍵一步。

中國地質(zhì)調(diào)查局聚焦自主設(shè)計(jì)建造國際領(lǐng)先大洋鉆探船的目標(biāo)，堅(jiān)持自主創(chuàng)新與集成創(chuàng)新，與150 余家參研參建單位密切協(xié)同，于2021 年11 月30 日開工建造，2022 年12 月18 日實(shí)現(xiàn)船舶主船體貫通，2023 年12 月18 日正式命名“夢想”號并試航，預(yù)計(jì)2024 年全面建成。建成后將為天然氣水合物勘查開采產(chǎn)業(yè)化提供重要裝備保障，進(jìn)一步提高我國能源自主保障能力，有力支撐我國實(shí)施大洋鉆探國際大科學(xué)計(jì)劃，提升“深海進(jìn)入、深海探測、深海開發(fā)”能力。

“夢想”號由中國船舶集團(tuán)承擔(dān)設(shè)計(jì)建造任務(wù)，總噸約33000 t，總長179.8 m、型寬32.8 m，續(xù)航力15000 海里，自持力120 天，穩(wěn)性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度按16 級臺(tái)風(fēng)海況安全要求設(shè)計(jì)，具備全球海域無限航區(qū)作業(yè)能力和海域11000 m 的鉆探能力。具有全球最先進(jìn)的鉆探系統(tǒng)，其中深水無隔水管泥漿循環(huán)系統(tǒng)（RMR）由我國自主研制，目前已實(shí)現(xiàn)400 m 級RMR 研發(fā)從“0”到“1”的突破。建有全球面積最大、功能最全、流程最優(yōu)的船載實(shí)驗(yàn)室以及全球規(guī)模最大、最先進(jìn)的科考船綜合信息化系統(tǒng)。

“夢想”號入選《光明日報(bào)》二〇二三科技創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)新突破之“國之重器再添大國底氣”篇。

3 第二十二屆全國探礦工程（巖土鉆掘工程）學(xué)術(shù)交流年會(huì)召開，推動(dòng)地質(zhì)鉆探工作現(xiàn)代化

由中國地質(zhì)學(xué)會(huì)主辦、中國地質(zhì)學(xué)會(huì)探礦工程專業(yè)委員會(huì)等單位承辦的第二十二屆全國探礦工程（巖土鉆掘工程）學(xué)術(shù)交流年會(huì)于2023 年10 月在山東威海召開，會(huì)議主題為“推動(dòng)地質(zhì)鉆探工作現(xiàn)代化，支撐新一輪找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)”。中國石油大學(xué)（北京）教授高德利院士，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）校長孫友宏院士，大國工匠、安徽理工大學(xué)朱恒銀教授等出席會(huì)議。

高德利院士在大會(huì)致辭時(shí)表示，我們要深刻認(rèn)識(shí)開展新一輪找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)的重要性和緊迫性，強(qiáng)化科技引領(lǐng)，創(chuàng)新找礦理論和勘查技術(shù)。促進(jìn)地質(zhì)鉆探高質(zhì)量發(fā)展是加快實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘查高水平科技自立自強(qiáng)，支撐國家能源資源安全保障的重要抓手。

本屆大會(huì)聚焦新一輪找礦突破行動(dòng)對鉆探技術(shù)裝備的需求，緊緊圍繞綠色勘查鉆探新技術(shù)新方法、深部巖心鉆探技術(shù)與裝備、非常規(guī)油氣鉆探技術(shù)與裝備、科學(xué)超深井鉆探技術(shù)與裝備、環(huán)境鉆探新技術(shù)新裝備、自動(dòng)化智能化鉆探技術(shù)與裝備、大型鉆探工程管理與安全生產(chǎn)等主題，設(shè)置了主會(huì)場7 場特邀報(bào)告、38 場學(xué)術(shù)報(bào)告，青年分會(huì)場23 場學(xué)術(shù)報(bào)告。會(huì)前以《鉆探工程》增刊出版的學(xué)術(shù)交流年會(huì)論文集共收錄高質(zhì)量論文93 篇，大會(huì)上評選出優(yōu)秀論文20 篇。

會(huì)后，200 余名代表參觀考察了“萊州招賢—大官莊地區(qū)金礦普查鉆探工程”現(xiàn)場。來自全國31 個(gè)省份、218 家單位的500 余名代表參加了本次會(huì)議。

4 我國井底動(dòng)力硬巖取心鉆具海試成功

2023 年8 月1 日，由中國地質(zhì)調(diào)查局勘探技術(shù)研究所研發(fā)的井底動(dòng)力硬巖取心鉆具在汕尾海域成功完成海試，標(biāo)志著采用中空式螺桿作為井底動(dòng)力鉆具取心方案原理可行，同時(shí)也代表我國在大洋鉆探硬巖取心關(guān)鍵器具攻關(guān)方面取得了突破性進(jìn)展。

勘探技術(shù)研究所海洋鉆探技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)依托地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目，對大洋鉆探井底動(dòng)力硬巖取心鉆具進(jìn)行原理性攻關(guān)，歷經(jīng)3 年，進(jìn)行了4 輪持續(xù)性優(yōu)化改進(jìn)，先后攻克了一體式中空柔性萬向節(jié)技術(shù)、多頭小偏移量短節(jié)距中空轉(zhuǎn)子和窄型串軸承技術(shù)、不提鉆切換全斷面鉆進(jìn)和取心鉆進(jìn)模式等關(guān)鍵性技術(shù)，研制出?197 mm 規(guī)格的中空螺桿馬達(dá)取心器具，回次取心長度7.3 m，取心直徑55 mm。本次海試采用自主研發(fā)的中空螺桿作為井底動(dòng)力取心鉆具，搭載廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局海洋地質(zhì)十號鉆探船，采用全斷面和取心鉆進(jìn)相結(jié)合的施工工藝，在汕尾海域鉆至洋底80 余米，其中花崗巖巖層中鉆進(jìn)10.1 m，取心8.69 m，取心率達(dá)86.04%，海試過程中充分發(fā)揮了井底動(dòng)力鉆具鉆進(jìn)效率高、穩(wěn)定性強(qiáng)和巖心質(zhì)量好等特點(diǎn)，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)均達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)指標(biāo)。

本次井底動(dòng)力硬巖取心鉆具海試成功，是世界首例中空螺桿硬巖取心的成功案例，一舉解決了“中空螺桿+繩索取心”這一原創(chuàng)性技術(shù)世界難題，為大洋科學(xué)鉆探以及超深孔硬巖取心提供了一套全新理念的工藝器具方案。

5 中宣部授予萬步炎同志“時(shí)代楷模”榮譽(yù)稱號

“時(shí)代楷?！笔怯芍行考薪M織宣傳的全國重大先進(jìn)典型。2023 年5 月22 日，中宣部授予萬步炎同志“時(shí)代楷?！睒s譽(yù)稱號。萬步炎是我國“海牛”項(xiàng)目首席科學(xué)家，湖南科技大學(xué)海洋實(shí)驗(yàn)室主任。

萬步炎1985 年畢業(yè)于中南礦冶學(xué)院探礦工程專業(yè)，1999 年帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)海底鉆機(jī)關(guān)鍵技術(shù)自主研究，2003 年造出了屬于中國人自己的深海淺地層巖心取樣鉆機(jī)，在海底下鉆0.7 m，打下第一個(gè)“中國孔”；2005 年，團(tuán)隊(duì)成功研制世界首臺(tái)“一次下水多次取心”的富鈷結(jié)殼專用鉆機(jī)，大大提高了采樣效率；2010 年，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的深海深孔巖心取樣鉆機(jī)，又把海底鉆探深度推進(jìn)到20 m；2015年，“海牛號”在3000 m 海水下下鉆了60 m，跨越了國際公認(rèn)的50 m 難關(guān)，我國由此成為世界上第四個(gè)擁有該項(xiàng)技術(shù)的國家；2021 年，“海牛Ⅱ號”海底大孔深保壓取心鉆機(jī)系統(tǒng)在海底成功下鉆231 m，刷新世界紀(jì)錄。

關(guān)鍵技術(shù)完全自主研發(fā)、150 余項(xiàng)國家專利、16 項(xiàng)國際發(fā)明專利，“海牛Ⅱ號”的成功意味著我國海底礦產(chǎn)資源探采裝備技術(shù)已基本滿足了海洋資源的勘探需求。萬步炎帶著“海牛家族”，用了30 多年時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了我國海底鉆機(jī)裝備與配套地質(zhì)鉆探技術(shù)的突破、從跟跑到并跑再到領(lǐng)跑的跨越。

6 全球首臺(tái)！15000 m 頂驅(qū)在我國成功下線

2023 年9 月26 日，中國石油工程技術(shù)研究院北京石油機(jī)械有限公司自主研發(fā)的DQ150BSD 頂驅(qū)裝置在經(jīng)過多輪整機(jī)功能調(diào)試后成功下線。這是全球首臺(tái)15000 m 鉆機(jī)配套頂驅(qū)，填補(bǔ)了油氣鉆井裝備領(lǐng)域又一項(xiàng)重要空白，為我國超深層油氣勘探開發(fā)再添國之利器。

15000 m 頂驅(qū)承載能力達(dá)到11250 kN，整機(jī)功率2200 kW，本體重達(dá)50 t，均達(dá)12000 m 頂驅(qū)2 倍以上。該頂驅(qū)多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，首次采用了雙提環(huán)對稱設(shè)計(jì)，整機(jī)布局為全新結(jié)構(gòu)，從設(shè)計(jì)源頭解決了頂驅(qū)偏重平衡問題；首次采用了雙負(fù)荷通道設(shè)計(jì)，保障承載安全，提升了抗沖擊性能；采用了雙電機(jī)冗余設(shè)計(jì)，有效避免長周期作業(yè)過程中頂驅(qū)電機(jī)失效導(dǎo)致的停機(jī)概率；頂驅(qū)減速箱齒輪傳動(dòng)和潤滑系統(tǒng)也采用了全新設(shè)計(jì)。同時(shí)該頂驅(qū)在自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化等方面都有顯著提升，并集成了扭擺減阻系統(tǒng)、軟扭矩控制系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)。多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)的運(yùn)用以及超大型號的突破，讓該頂驅(qū)設(shè)計(jì)研發(fā)工作量呈指數(shù)級上升。為了保障各主承載件性能可靠，技術(shù)團(tuán)隊(duì)先后進(jìn)行30 多次設(shè)計(jì)修訂，最終形成最佳方案。為獲得最佳性能，采用了大量高性能鑄造材料，經(jīng)反復(fù)摸索獲得理想力學(xué)性能。為了確保頂驅(qū)各項(xiàng)自動(dòng)化功能能夠正確執(zhí)行，設(shè)置百余個(gè)傳感器，對溫度、壓力、行程等實(shí)時(shí)監(jiān)測。整機(jī)裝配完成后，先后進(jìn)行了近1 個(gè)月的整機(jī)功能調(diào)試，最終確保了各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)參數(shù)均能完美實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。

7 國家標(biāo)準(zhǔn)《鉆探工程術(shù)語》獲批發(fā)布，2024 年1 月1 日起實(shí)施

由中國地質(zhì)調(diào)查局勘探技術(shù)研究所牽頭編制的國家標(biāo)準(zhǔn)《鉆探工程術(shù)語》2023 年9 月7 日獲批發(fā)布，于2024 年1 月1 日起正式實(shí)施。

《鉆探工程術(shù)語》在編制過程中，全面收集30 年來鉆探工程工作發(fā)展進(jìn)程中的相關(guān)詞條，在匯總、整合、分類、規(guī)范的基礎(chǔ)上，經(jīng)廣泛征求行業(yè)意見，歷經(jīng)近10 年編制而成。標(biāo)準(zhǔn)涉及基本術(shù)語、巖石鉆進(jìn)特性、鉆進(jìn)方法、鉆頭、鉆具、鉆探設(shè)備、鉆進(jìn)工藝、定向鉆進(jìn)、鉆孔沖洗、護(hù)壁與堵漏、孔內(nèi)事故、水工環(huán)地質(zhì)鉆探、鉆探工程管理、中國古代鉆探等14 個(gè)方面的術(shù)語內(nèi)容，適用于地質(zhì)鉆探工程和自然資源勘查其他領(lǐng)域有關(guān)的科研、教學(xué)、管理。

該標(biāo)準(zhǔn)除陳納新，進(jìn)一步規(guī)范已有保留術(shù)語，對新增術(shù)語進(jìn)行科學(xué)定義并依據(jù)概念體系進(jìn)行合理歸類，確保定義的準(zhǔn)確性、適度性、簡明性，保證標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范性、適用性和先進(jìn)性，為地質(zhì)鉆探技術(shù)規(guī)范化和相關(guān)學(xué)科發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

8 302 m！我國陸架海域第四系全取巖心深度創(chuàng)新紀(jì)錄

2023 年8 月，中國地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局“海洋地質(zhì)十號”船成功實(shí)施了科學(xué)航次，首次在南海北部陸架完成了302.07 m 進(jìn)尺全取巖心科學(xué)鉆探，刷新了我國陸架海域第四系全取心的深度紀(jì)錄。

此次科考利用了自主研發(fā)的液壓活塞取心器和沉積物繩索錘擊取心器，創(chuàng)新了海洋深孔鉆井工藝，在松散—半固結(jié)砂層上實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)鉆探技術(shù)方法新突破，實(shí)現(xiàn)了粘土質(zhì)地層鉆孔取心率約91%，砂質(zhì)地層鉆孔取心率約79%，為科研獲取高質(zhì)量樣品提供了堅(jiān)實(shí)保障，為我國自主開展深海鉆探提供了重要技術(shù)支撐和經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)備。

本航次鉆探工作海域離珠江口約175 km，鉆探水深92 m，鉆至海底以下302.07 m，獲取了我國陸架海域第四系最連續(xù)的地學(xué)鉆探巖心。獲取的地質(zhì)樣品將有助于研究陸架古珠江三角洲第四紀(jì)以來的碳埋藏歷史，分析全球氣候變化與粵港澳大灣區(qū)海平面變化之間的聯(lián)系，探究古珠江三角洲地質(zhì)演化規(guī)律，進(jìn)一步為粵港澳大灣區(qū)涉海工程與生態(tài)文明建設(shè)提供地質(zhì)科學(xué)支撐。

9 607 m！煤礦井下碎軟煤層氣動(dòng)定向鉆進(jìn)孔深再創(chuàng)新紀(jì)錄

2023 年7 月，中煤科工西安研究院（集團(tuán)）有限公司采用自主研發(fā)的煤礦井下氣動(dòng)定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備在山西陽泉華陽二礦碎軟煤層中鉆成了深度607 m 的水平定向鉆孔，創(chuàng)造了煤礦井下碎軟煤層定向鉆孔深度新紀(jì)錄！

針對碎軟煤層定向成孔困難、瓦斯抽采治理效率低、礦井需抽掘采矛盾突出的問題，西安研究院首創(chuàng)了煤礦井下氣動(dòng)定向鉆進(jìn)工藝和礦用氣動(dòng)螺桿鉆具，發(fā)明了系列化氣動(dòng)定向鉆機(jī)，研制了隨鉆測溫測斜裝置、壓風(fēng)監(jiān)控裝置和鉆渣分離裝置等輔助裝備系統(tǒng)，形成了適用于碎軟煤層的成套鉆進(jìn)技術(shù)裝備。2023 年7 月，在華陽集團(tuán)二礦開展工程示范，成功鉆成了深度607 m 的碎軟煤層順層定向鉆孔，單班最大進(jìn)尺76 m，煤層鉆遇率100%，并取得了顯著瓦斯抽采效果。

煤礦井下氣動(dòng)定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備為西安研究院首創(chuàng)成果，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，成套技術(shù)裝備入選了2022 年“科創(chuàng)中國”先導(dǎo)技術(shù)榜單，獲得了2023 年中國煤炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)。

碎軟煤層607 m 定向鉆孔的成功實(shí)施，既是氣體鉆進(jìn)技術(shù)的重要發(fā)展和突破，也見證了煤礦井下氣動(dòng)定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備逐漸走向成熟完善。目前氣動(dòng)定向鉆進(jìn)技術(shù)已成為煤礦井下瓦斯治理的重要技術(shù)手段，在安徽、貴州、山西、河南、河北等地區(qū)廣泛推廣應(yīng)用，對革新碎軟煤層瓦斯治理模式，提升碎軟煤層礦井瓦斯抽采治理水平具有重要意義。

10 36.74 m！白鶴灘“中國心”再創(chuàng)世界新紀(jì)錄

2023 年4 月，三峽集團(tuán)采用中國地質(zhì)裝備集團(tuán)有限公司研制的GQ-60 型鉆機(jī)在白鶴灘水電站大壩成功取出一根長度為36.74 m 的混凝土巖心，再創(chuàng)大壩巖心的世界新紀(jì)錄。這是繼白鶴灘大壩2019 年取出25.7 m 長心，2022 年取出34.86 m 長心之后，再次打破世界最長常態(tài)混凝土心樣紀(jì)錄。

白鶴灘水電站位于金沙江下游干流河段上，是三峽集團(tuán)在金沙江下游投資建設(shè)的4 座梯級電站中的第二個(gè)梯級。是當(dāng)今世界在建規(guī)模最大、綜合技術(shù)難度最高的水電工程。白鶴灘水電站大壩壩高289 m，澆筑混凝土達(dá)803 萬m3，作為整個(gè)水電工程的擋水建筑物，大壩混凝土澆筑質(zhì)量是關(guān)乎“無縫大壩”建設(shè)的重中之重?；炷寥⌒氖菣z查大壩澆筑質(zhì)量的重要方式，心樣長度是全面體現(xiàn)壩體混凝土精益管理成果的關(guān)鍵指標(biāo)。

GQ-60 型工程鉆機(jī)采用龍門形結(jié)構(gòu)，動(dòng)力頭上下滑動(dòng)形式，強(qiáng)度大、剛性好，體積輕巧新穎，便于靈活操作和搬遷，適用于房屋、高層建筑、堤壩、港口碼頭、橋梁工程的基礎(chǔ)灌注樁孔施工及大口徑水井孔鉆進(jìn)。該鉆機(jī)負(fù)責(zé)本次白鶴灘水電站左岸11 號壩段的取心工作，從壩頂高程833.5 m 取至高程796.75 m，長36.74 m，直徑245 mm，穿越13 個(gè)澆筑單元，12 層水平施工縫面，73 個(gè)澆筑坯層，25 層冷卻水管，心樣整體表面光滑，結(jié)構(gòu)密實(shí)，骨料分布均勻，膠結(jié)清晰完整。