中国深地钻探突破万米，自主创新引领能源勘探新征程 中国深地钻探创奇迹，万米时代闪耀科技光芒

本文围绕我国深地工程中首口超万米科探井——深地塔科1井完成钻井任务展开，详细介绍了支撑该工程的自主研发的十大技术利器，包括全球首台12000米特深井自动化钻机、超高温高压钻探装备集群、国产钻井液等，阐述了这些科技利器在深地钻探中的作用及取得的成果，展现了我国深地钻探从装备跟随到技术引领的跨越。

不久前，在塔里木盆地腹地，我国深地工程迎来了一个具有里程碑意义的时刻。首口超万米科探井——深地塔科1井成功完成钻井任务。这口井以其10910米的垂直深度，创造了亚洲第一、世界第二的钻探佳绩，这不仅仅是一个数字上的突破，更标志着中国深地资源勘探正式迈入了“万米时代”。在这项伟大工程的背后，是由自主研发的十大技术利器所组成的“超级钻地军团”。它们就如同精密运转的工业心脏，为这场与地球深部的对话提供了坚实的支撑。### 深地利器——全球首台12000米特深井自动化钻机这座高达82米的钢铁巨塔，相当于24层楼的高度，它就是全球首台12000米特深井自动化钻机。这台钻机搭载着国内功率最大的6000马力钻井绞车，其900吨提升系统更是拥有强大的能力，能够轻松吊起两列动车组。而且，它的智能控制系统实现了钻井作业全流程的自动化。中国石油宝鸡石油机械高级工程师李亚辉介绍说：“我们自主研发的超大负荷提升系统，能够轻松应对特深井钻探中超深、超重的挑战。同时，我们还自主研发了钻机智能控制系统，并配备了全套自动化井口操作设备等先进装备，真正实现了钻井作业的自动化和智能化。”这台钻机配备的管柱自动化处理系统，通过机械臂与智能算法的完美协同，实现了从钻杆提升到下钻的无缝衔接。其搭载的随钻监测系统，就像是安装在地下万米的“电子眼”，能够实时回传井下温度、压力等48项关键参数，为决策系统提供精准的数据支撑。中国工程院院士孙金声表示：“我们攻克了900吨顶驱、70MPa超高压钻井液循环系统等核心部件的‘卡脖子’难题，推动钻机提升能力和钻井液泵送能力等取得了重大跨越，实现了高端钻机设计与制造全过程的自主可控。”### 入地尖兵——超高温高压钻探装备集群钻探超万米深井，面临着超高温、超高压、超重载荷、频繁起下钻等严苛复杂的作业工况。技术人员除了研发12000米特深井自动化钻机外，在钻头、钻杆、测井仪组成的“入地尖兵”集群方面，也创造了新的技术奇迹。“钻头不到，油气不冒”，入地万米钻头首当其冲。为了在地下万米取出岩芯，我国自主研制了高强度取芯钻头，并顺利取出了连续岩芯。中国石油塔里木油田企业首席专家王春生解释说：“这种钻头是取芯钻头，中间是空的，我们取的芯就是通过这个来取的。中间是空的，周边破岩，中间岩石是个岩柱子，顺着这个孔就进去了。”钻到地下10910米，需要钻穿塔里木盆地12套地层。地层岩石性质变化很快，有的地层像橡皮糖很软，有的地层则像水果糖很硬很脆，这就需要不同类型的钻头去钻探。深地塔科1井钻头厂商负责人贾洹介绍：“我们在钻进万米深井中用到的金刚石钻头，其核心材料金刚石复合片是在1500℃的高温以及80000个大气压的极端条件下制造而成，这种压强相当于8头重达10吨的大象同时站在一个指甲盖大小的面积上所产生的压力。在经历技术引进和研发升级后，目前已经实现了国产化。”除了高温高压，万米深层还有岩石剧烈挤压的情况。为此，我国专门设计制造了两种世界上强度级别最高的高抗挤毁气密封套管。宝钢股份钢管条钢事业部产品设计技术首席工程师卢小庆表示：“我们专门设计开发了目前世界上钢级最高的BG155V套管钢级材料。它的强度级别大于1068MPa、冲击韧性大于100J，而且在220℃高温环境下可保持钢级级别不降低。抗挤毁能力分别达到159MPa和169MPa，均高于ISO国际标准规定的最高钢级套管24%以上。”此外，全球首套万米超高温测井仪在240℃环境中连续工作72小时，获取了完整的地层数据。移动式岩样成像系统则为岩芯进行现场CT扫描，实现了油气显示“零时差”发现。### “血液”支撑——国产钻井液助力超万米钻井钻井液被喻为钻井的“血液”。在超万米科探井钻进过程中，遭遇了严重井漏和严重坍塌等极其复杂的工况。依托我国自主研发的超高温水基钻井液体系，最终成功完成了钻井任务。大家看到的流动的液体就是钻井液，它具有携带岩屑、平衡地层压力、冷却钻头等多种功能。这口井钻探到万米之下，钻井液体系也经受了前所未有的考验。中国石油塔里木油田钻井液企业高级专家尹达回忆说：“打到10289米时，瞬间1800米的泥浆没了，漏速非常大，当时起钻非常困难。因为岩屑往下掉，我们临时组织调配了500多方泥浆，到了凌晨3点多，终于起到安全井段了，把漏给整住了，这才可以继续钻进。”在这次复杂情况成功处理后，仅仅向下安全钻进了99米，又再次遭遇严重井漏的情况，钻井液向地层快速流失。技术人员通过紧急改良钻井液配方，成功堵住了导致钻井液流失的缝隙和洞穴。尹达表示：“我们的泥浆做了上千套试验，优化了上百种材料。可以说这套聚合物体系在全世界范围打得最深的一口井，有利于全国的泥浆技术进步。”经过技术人员反复创新改良，钻井液成功经受了井底220℃超高温和150MPa超高压的严峻考验，最终克服了恶性井漏、严重坍塌、高温腐蚀等一系列技术难题，保障了超万米科探井的安全完钻。此前，塔里木油田依托自主研发的深井钻井液技术体系，已经支撑了190多口超8000米的超深井完成钻井作业任务。### 科技利器助推我国深地钻探迭代升级依靠这些科技利器，工程技术人员成功克服了钻具断裂、井漏、地层坍塌等重大工程风险，形成了7大类21项成果，培育了自主可控的万米关键核心技术体系，助推我国深地钻探系列关键装备、工具、材料实现了迭代升级。中国石油塔里木油田企业首席专家王春生说：“我们国家从基础材料研究，基础理论研究，装备制造，加工工艺等方面，都具备了进一步探索未知领域的能力，为保障国家能源安全又打下了一个非常好的基础。”通过工程技术创新，我国首次在万米以下获取到完整的岩石样本，首次在全球陆上发现了油气资源，推动了地球深部科学研究迈入了全新阶段。中国工程院院士孙金声指出：“该井顺利完钻，代表着我国深地‘井工程’全链条基础理论和关键核心技术取得了跨越式提升，初步打造了具有自主知识产权的高端钻完井装备以及创新制造产业链。”挺进万米深地，中国深地工程实现了从装备跟随到技术引领的跨越。这些自主创新的“金刚钻”，正以毫米级的精度叩击地球深部，为人类探索未知疆域书写着新的篇章。

我国深地工程中深地塔科1井完成超万米钻探任务，这标志着中国深地资源勘探进入“万米时代”。详细介绍了支撑该工程的自主研发的十大技术利器，包括全球首台12000米特深井自动化钻机、超高温高压钻探装备集群、国产钻井液等，展现了这些科技利器在克服复杂工况和技术难题中的重要作用。依靠这些利器，我国形成了相关成果和技术体系，推动了深地钻探装备等的迭代升级，首次获取万米以下岩石样本和发现陆上油气资源，实现了从装备跟随到技术引领的跨越，为保障国家能源安全和地球深部科学研究做出了重要贡献。