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为“入地”提供技术支撑

——对话中国地调局勘探技术研究所所长张金昌

发布时间:2018年02月11日
来源:中国矿业报(2018-02-11) 作者:吴启华

俗话说,上天不易入地更难。没有先进的技术及装备支撑,对地球深部的探索则无从谈起。前不久,在2018年全国地质调查工作会议上,中国矿业报记者采访了中国地调局勘探技术研究所所长张金昌,请他介绍了我国乃至世界勘探技术的有关情况。

中国矿业报:随着科学技术和工业的迅猛发展,人类对矿产资源的需求猛增,从而促进了地质工作的技术进步。目前,我国探矿工程应用技术的发展现状如何?在国际上处于怎样的位置?未来的发展方向是什么?

张金昌:目前,我国地质钻探工程技术水平与世界先进国家相比总体上还有差距,部分技术处于并跑和领跑的水平。具体来讲,以勘探技术所为例,近十多年来,我们在地质钻探技术方面共取得数十项重大科技创新成果,多项技术达到国际领先水平。4000米以内地质钻探装备及技术体系初步形成,我国海域天然气水合物(可燃冰)首次试采成功,具有独立知识产权的“慧磁”高精度中靶系统、液动冲击回转钻进技术和小口径膨胀波纹管护壁技术等引领了国际钻探技术及装备的发展。

下一步,我们将在国家重大研发专项的支持下,加大钻探装备自动化、智能化研发力度,研发大深度(5000米)智能地质钻探技术与装备,继续加强基础理论研究与前沿地质钻探技术研发,推进新技术应用,不断提升我国深部能源资源调查、地球深部探测能力和水平,引领我国地质钻探技术发展。

中国矿业报:2016年,国土资源部提出“三深一土”科技创新战略。围绕全力支撑深地探测工程实施,勘探技术所开展了哪些工作?

张金昌:勘探技术所致力于深地探测工程地质钻探装备与技术的创新,加强人才队伍建设,加大对深地探测工程领域的技术及设备的研发力度。自主研发了深部矿产资源勘查技术装备,包括4000米交流变频钻机、XJY950钢级精密冷拔无缝钢管及钻杆、耐高温环境的绳索取芯液动锤钻具、多规格的孔内事故处理工具,为深部矿产资源钻探提供了技术保障。整套装备适用于地质勘探、水文水井、煤田、油气田勘探等施工领域,目前正在天津东丽湖地区进行地热调查井生产试验。试验证明,该装备具有操作简便、稳定性好、高性能的特点,大大提高了地热井项目的安全性,加快了项目施工进度。

2016年4月开始,随着中国地调局将海域天然气水合物试采工程列为局工作重中之重,勘探技术所派出骨干科技人员长期参与该项目的实施,提供工程技术方案设计、组织及工程管理服务,为我国南海天然气水合物的试采成功做出了重要贡献,受到中国地调局的嘉奖,两名主要参与人员获得表彰。

中国矿业报:除此之外,近年来,贵所在推进勘探技术进步,尤其在深部钻探装备和技术理论方面还取得了哪些成果?

张金昌:由中国地质调查局组织、勘探技术所牵头实施的“松科二井”是松辽盆地科学钻探计划的主体工程,一批耐高温钻井技术为我国超万米深部地球探测工程提供了多种技术方法储备。

勘探技术所进行的液动冲击回转钻探技术研究与应用处于国际领先水平,研制的YZX液动锤是中国大陆科学钻探工程一井(CCSD-1)科学钻探工程技术体系的核心,创下了使用深度5118米、单井连续钻进4038米两项世界纪录;SYZX系列绳索液动锤最大应用井深达到4006.7米,为我国深部地球科学研究提供了强有力的支撑;研制的“慧磁”钻井中靶导向系统是引导钻头钻入设定地下连通靶区的高技术测量系统,应用“慧磁”系统承担的土耳其BEYPAZARI天然碱矿对接井工程,创新设计并成功实施了双通道四靶点平行井的对接连通,真正实现了地下“穿针引线”;在国内率先完成了76毫米和96毫米规格小口径地质钻探波纹管护壁技术(石油钻井的最小规格为132毫米)研究,填补了相关技术领域的世界空白;建立的我国2000米以内地质岩芯钻探技术体系,整体达到国际先进水平,部分达到国际领先水平……

这些成果的取得和国土资源部、中国地调局的正确领导和大力支持是分不开的,也包含了全所职工的共同努力。在我国东北,勘探技术所的科技人员冒着零下40摄氏度的严寒,坚持项目施工;每天深夜,在所办公楼里都能看到研发人员加班加点攻克技术难题;还有一部分职工,为了项目需要置身异国他乡。全所职工上下一心,力争完成好每一项任务。

中国矿业报:这些成果在实践中是如何运用的?探矿工程技术的提高对地质勘探行业产生了怎样的影响?

张金昌:勘探技术所作为国土资源部中国地质调查局直属技术支撑机构,以地质钻探装备与工艺技术的研发和推广应用为核心工作。自1957年成立以来,我们通过引进消化吸收再创新、集成创新、原始创新,累计完成重要科研成果470多项,150余项获国家、省部级以上奖励,研发成果大多数用于国家公益项目,国家重点研发计划和国家重大课题,为国家地质钻探项目提供有力可靠的技术保障。例如,为中国大陆科钻一井工程提供核心钻探技术,为汶川地震科学钻探工程提供极破碎地层取芯技术等,组织实施迄今亚洲最深的大陆科学钻探井。

勘探技术所应用钻探设备与技术方面所取得的成果,积极参加陆域“五大地质科技攻坚战”,承担北方砂岩型铀矿调查钻探验证工作,为铀矿调查工作提供一手详实的实物资料,为查证区域层系的矿层显示、验证地质推断与解释提供服务;承担“天津东丽湖深部地热科学钻探”(CGSD-01井)钻探工程,作为深部地热勘查和地下空间探测的工程实践,为“京津冀地热科技攻坚”提供了有力支撑;南方地区1∶5万页岩气基础地质调查黔绥地1井等钻探工程,为获得目的层页岩气评价参数提供了真实可靠的地质资料;承担松页油2井和黑富地1井钻探工程,获取勘探区的实物资料,为油气资源地质调查和松辽盆地外围油气地质成矿模型建立提供实物资料及数据信息。

党的十九大报告指出,必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念,坚持节约资源和保护环境的基本国策,像对待生命一样对待生态环境,这就需要对环境进行科学的开发和保护。探矿工程技术的提高,不仅对勘探行业影响重大,对生态文明、国家发展也意义深远。勘探技术作为国家的软实力,是实现环境保护、资源开采相互协调的重要保障。矿产资源绿色勘查技术的创新发展,能最大限度地减小勘探开发对环境的破坏,有助于国家构建绿色、节约、可持续的发展体系,进而引领世界地质行业的前进方向。

中国矿业报:贵所有一些非常成功的“走出去”的业绩,比如参与了土耳其卡赞天然碱钻井工程等。这其中有什么秘诀吗?

张金昌“功以才成,业由才广。”习近平总书记在多次讲话中引用的这句话。勘探技术所十多年国(境)外工程项目的实施,很好地诠释了这句话的含义。

不断进行技术创新是我们能够在土耳其钻井工程市场生存和发展的根本。我们实施的土耳其钻井工程,是践行党中央提出的“走出去”战略取得的成果,是几十年来深耕定向钻探技术形成“高精度受控定向钻井技术”和“高精度定向钻进中靶导向系统”两项核心技术的结果,也是进行科技成果转化应用和不断推进科技创新的成功案例。没有两项核心技术这个“金刚钻”,我们就没有底气承接土耳其钻井工程这个“瓷器活”。科技创新,勘探技术所人一直走在路上。

同时,还得益于行业内国际一流的管理。针对国外施工的要求,我们对每一个施工环节都进行了认真分析,详细制定了安全生产操作规程,对全部出国施工人员进行安全教育和外事知识培训,并准备了应急预案;制定了完整的施工流程、组织结构、项目职责、相关制度和施工计划;对项目进行精心有效的组织管理,保证了项目高质量完成,由此取得用户的高度信任。

[责任编辑:dc]

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