全文分享如下：
2025年一開(kāi)年，由中國(guó)石油傳來(lái)的一條消息震驚了石油圈和地質(zhì)界：中國(guó)首口超萬(wàn)米科探井——深地塔科1井在地下10910米完鉆，成為亞洲第一、世界第二垂深井。這標(biāo)志著我國(guó)向地球深部鉆探正式進(jìn)入“萬(wàn)米時(shí)代”。
“10910米！太不容易了！我們居然做到了。”中國(guó)石油塔里木油田公司首席專家、深地塔科1井井長(zhǎng)王春生和隊(duì)友們奔走相告，傳遞著這個(gè)激動(dòng)人心的喜訊。
600多個(gè)日日夜夜，50多支鉆頭、1130多根鉆桿首尾相連，連續(xù)穿透12套地層……一路爬坡過(guò)坎，一路攻關(guān)拔寨，中國(guó)石油人在寒風(fēng)呼嘯、沙塵肆虐中開(kāi)辟出了一條縱貫地上與地下的萬(wàn)米通道，讓我國(guó)成為全球具備萬(wàn)米鉆探能力的國(guó)家之一。
在大漠，“大國(guó)重器”入地
超深、超高溫、超高壓、超高應(yīng)力、超復(fù)雜壓力……鉆探深地塔科1井需要破解多項(xiàng)世界級(jí)技術(shù)難題。
“對(duì)標(biāo)全球13項(xiàng)工程技術(shù)難度指標(biāo)，塔里木盆地有7項(xiàng)難度指標(biāo)位居世界第一”，中國(guó)科學(xué)院院士郝芳說(shuō)。
超深井帶來(lái)的超重載荷，對(duì)鉆探裝備提出了“極限要求”。井筒中，千余根鉆桿自重就超過(guò)350噸。鉆探萬(wàn)米深井，必須有一雙力大無(wú)窮的“手”和一條無(wú)比堅(jiān)固的“能量紐帶”。
入地的“科技戰(zhàn)場(chǎng)”，正是由此開(kāi)始。
大漠之中，一臺(tái)紅白相間的巨大鉆機(jī)巍然聳立。這座相當(dāng)于24層樓高的“巨無(wú)霸”，是寶石機(jī)械自主研制的全球陸上首臺(tái)12000米特深井自動(dòng)化鉆機(jī)。
“萬(wàn)米鉆探作業(yè)過(guò)程中，管柱的最大重量已經(jīng)超過(guò)660噸。這給鉆機(jī)提升能力帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)”，寶石機(jī)械國(guó)家研究中心一級(jí)工程師、12000米特深井自動(dòng)化鉆機(jī)主設(shè)計(jì)師李亞輝介紹，項(xiàng)目組攻克了超高鉆臺(tái)大載荷提升等難點(diǎn)，將鉆機(jī)載重提升能力由普通鉆機(jī)的三四百噸提高到最大900噸，可輕松吊起2列動(dòng)車組。
攻破鉆機(jī)“提重物”難題之后，為鉆機(jī)配上最強(qiáng)“大腦”的重任又落在了項(xiàng)目組所有科研人員的肩上。大家夜以繼日研發(fā)出萬(wàn)米級(jí)鉆機(jī)管柱自動(dòng)化裝備，以觸控式操作實(shí)現(xiàn)了鉆機(jī)一體化管控。簡(jiǎn)而言之就是在井口區(qū)域幾平方米的范圍內(nèi)，把重達(dá)四五噸的一個(gè)個(gè)設(shè)備變成能夠協(xié)同作業(yè)的“機(jī)器人”，使其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的控制精度達(dá)到毫米級(jí)，另外減少人工重體力勞動(dòng)量達(dá)80%以上。
1130余根鉆桿連起鉆機(jī)與鉆頭向深地進(jìn)軍，一端承受著幾百噸拉力，而另一端正承受145兆帕高壓，相當(dāng)于指甲蓋大小的面積承受超過(guò)1.4噸的重量。
“如何讓鉆桿承受如此巨大的壓力保持平穩(wěn)鉆進(jìn)？”渤海裝備鉆井裝備公司科技質(zhì)量中心副主任王顯林心急如焚：“要提升鉆桿抗拉能力就要增大規(guī)格、提高鋼級(jí)、增加壁厚。這3項(xiàng)參數(shù)均達(dá)到目前國(guó)際最高水平，從前的研發(fā)理論都不適用。例如在焊接環(huán)節(jié)，高強(qiáng)度鉆桿摩擦焊接壁厚比常用鉆桿厚近一倍。這對(duì)焊接設(shè)備和工藝都是一次極限挑戰(zhàn)。”
在沒(méi)有任何經(jīng)驗(yàn)可循的情況下，鉆桿研發(fā)團(tuán)隊(duì)整天泡在車間里，先后嘗試了30多種方案，最終在摩擦焊接工藝及熱處理工藝間隔時(shí)間等方面找到了突破口，破解了超大壁厚高強(qiáng)度材料摩擦焊接等一系列技術(shù)難題，成功研發(fā)出整體抗拉能力達(dá)到942噸的高強(qiáng)度鉆桿，在萬(wàn)米井下與地面之間搭建起堅(jiān)不可摧的“能量紐帶”。鉆桿多項(xiàng)性能指標(biāo)均創(chuàng)下世界最高紀(jì)錄。
萬(wàn)米征程上，超硬復(fù)合片及高端鉆頭擊碎深地極硬巖石，超重載高壓尾管懸掛器當(dāng)好套管“鐵抓手”，12000米頂驅(qū)為鉆機(jī)增添動(dòng)力……中國(guó)石油各相關(guān)單位一路攻城拔寨，打造了一批“大國(guó)重器”，不斷登頂一個(gè)個(gè)深地科技“制高點(diǎn)”。
在地上，洞察萬(wàn)米井下
在地上洞察萬(wàn)米井下，完成測(cè)井資料采集，舉世罕見(jiàn)。
要完成這一任務(wù)，可謂是困難重重。技術(shù)人員需要采用電、聲、核、磁等尖端技術(shù)手段，將井筒內(nèi)鉆過(guò)的所有地層進(jìn)行厘米級(jí)精準(zhǔn)標(biāo)定，來(lái)尋找油氣資源。其間還要面對(duì)諸如上萬(wàn)米的電纜自重增加，承載力不夠，信號(hào)也會(huì)衰減的問(wèn)題；在井下220攝氏度高溫炙烤下，測(cè)井儀器電子元器件極易損毀等問(wèn)題……
迎難而上，中油測(cè)井公司成立了萬(wàn)米超深井高溫高壓儀器研制專班，專門(mén)組織技術(shù)骨干進(jìn)行攻關(guān)。公司先后研制出國(guó)產(chǎn)CPLog系列230攝氏度/180兆帕萬(wàn)米通訊遙傳、陣列聲波、電成像等13種測(cè)井儀器，并將工器具載荷由180千牛提高到300千牛，使地面動(dòng)力與采集系統(tǒng)具備萬(wàn)米深井作業(yè)的能力，成功擦亮洞察油氣藏的“火眼金睛”。
接下來(lái)的難題是，如何才能把萬(wàn)米深處的實(shí)物資料帶到地面呢？
“這要靠取芯工具這把‘金鑰匙’”，川慶鉆探鉆采院一級(jí)工程師劉彬介紹，“取芯，簡(jiǎn)單來(lái)講就是從地層中抓取一段巖石。而從萬(wàn)米深層取得一塊5.4億年前的巖石標(biāo)本，需要取芯工程師操作著劇烈抖動(dòng)的鉆具從堅(jiān)硬地層中抓取極易破碎的巖石，其難度可想而知。”
對(duì)此，川慶鉆探創(chuàng)新研發(fā)了高強(qiáng)度取芯成套工具。該套工具取芯外筒螺紋抗拉、抗扭強(qiáng)度比常規(guī)工具提高了1.5倍以上。同時(shí)，還開(kāi)展了鉆頭結(jié)構(gòu)優(yōu)化和水力學(xué)分析，層層精選每一粒金剛石，極大地提高了鉆頭的攻擊性、耐磨性和使用壽命。
“我們建立了取芯工具鉆柱動(dòng)力學(xué)模型，每一個(gè)取芯方案都?xì)v經(jīng)5輪以上的研討。通過(guò)嚴(yán)格把控取芯施工工藝，最終從萬(wàn)米深處獲取了珍貴程度堪比‘月壤’的巖芯資料”，劉彬自豪地說(shuō)。
超高溫超高壓測(cè)井儀器、高強(qiáng)度取芯成套工具等裝備的成功研發(fā)，助力深地塔科1井鉆探創(chuàng)造了全球電纜成像測(cè)井最深、亞洲陸上取芯最深等多項(xiàng)工程紀(jì)錄，為我國(guó)在世界范圍內(nèi)率先開(kāi)拓“萬(wàn)米深地油氣資源”新領(lǐng)域奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
在地下，“中國(guó)智造”升級(jí)
“團(tuán)隊(duì)數(shù)十年如一日，一茬接一茬地不間斷攻關(guān)，研發(fā)了不少的科研成果”，超重載高壓尾管懸掛器研發(fā)人、川慶鉆探井下作業(yè)公司一級(jí)工程師劉運(yùn)樓自信地說(shuō)，“這是我們打萬(wàn)米深井的底氣。”
就像劉運(yùn)樓說(shuō)的那樣，中國(guó)石油各單位一項(xiàng)項(xiàng)科研成果為深地塔科1井完鉆提供了有力支撐。
東方物探公司運(yùn)用超深層地震勘探技術(shù)，對(duì)萬(wàn)米地層進(jìn)行高清晰“成像”，精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了萬(wàn)米深層油氣的有利鉆探目標(biāo)。在隨鉆過(guò)程中，通過(guò)應(yīng)用VSP技術(shù)，為鉆頭裝上了“導(dǎo)航儀”，全程動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和指導(dǎo)鉆井軌跡，設(shè)計(jì)深度和實(shí)鉆深度誤差率僅為0.15%。這背后是公司10余年攻關(guān)“兩寬一高”技術(shù)，助力我國(guó)地震勘探實(shí)現(xiàn)從技術(shù)“跟跑”“并跑”到部分“競(jìng)跑”“領(lǐng)跑”的“硬核”跨越。
每向下鉆進(jìn)一米，都是“實(shí)驗(yàn)室”與“井場(chǎng)”的深度協(xié)作。近年來(lái)，中國(guó)石油部署實(shí)施“萬(wàn)米超深層科學(xué)探索”重大科技工程，集智攻關(guān)研究，形成了自主可控的萬(wàn)米關(guān)鍵核心技術(shù)體系，助推我國(guó)深地鉆探系列關(guān)鍵裝備、工具、材料的迭代升級(jí)。
“10910米的‘中國(guó)深度’，不僅是油氣工程技術(shù)上的壯舉，還是鉆采產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)型升級(jí)的里程碑”，中國(guó)工程院院士孫金聲表示。
“這是我國(guó)首次獲取到的萬(wàn)米深地地質(zhì)資料，同時(shí)也證明了塔里木盆地在萬(wàn)米深層仍有油氣資源潛力，為我國(guó)在全球深地油氣勘探領(lǐng)域贏得了更多話語(yǔ)權(quán)和主動(dòng)權(quán)”，郝芳如是說(shuō)。
