定向引领,助力能源资源勘探开发高效利用;聚焦深地,创造亚洲国家最深大陆科学钻井;挺进深海,实现钻探技术装备陆地走向海洋;叩问苍穹,组织实施探月工程相关技术研发。中国地质科学院勘探技术研究所(以下简称“勘探技术所”)近年来以支撑海域天然气水合物试采、实施战略性矿产绿色钻探验证示范工程、支撑新一轮找矿突破战略行动等多项重要科技攻关项目被业界所熟知。这一项项业务成果,更是彰显了该所践行使命担当,保障国家能源资源安全的雄心壮志。
丰硕答卷:拼搏谱写新时代华章
勘探技术所不断增强地质钻探工作服务党和国家事业大局的责任感和使命感,通过开展深部探测、能源资源勘探开发、海洋地质调查等重点工作,研发先进的定向钻井技术与装备,提高能源资源勘探开发效率,助力国家获取更多能源资源储备。
众所周知,钻探是验证找矿理论的重要手段,是获取地下实物地质资料信息、建立地下观测与开采通道、验证深部地质推断与解释的重要工作。目前,钻探工作被广泛应用于基础地质、水文地质、能源矿产、地质环境等调查以及地球科学研究和资源开发利用等领域。
勘探技术所在自然资源部中国地质调查局的领导下,弘扬爱国奉献、开拓创新、艰苦奋斗的优良传统,大力开展科技攻关,在科学钻探装备、智能地质钻探装备、定向水平钻探装备等方面取得重要成果。该所完成的YZX系列液动锤用于干热岩勘探的改进优化,获得与螺杆钻具接近的机械钻速;针对液动锤冲程末端存在的水垫效应开展攻关研究,提出一种明显降低水垫效应、提高能量利用率的砧阀式液动潜孔锤结构。
作为“梦想”号大洋钻探船重要参研参建单位,勘探技术所全体干部职工深感荣耀,同时也倍感责任重大。科研团队历时7年,团结协作,克服重重困难,攻克多项原创性、引领性技术难题,真正实现深海深地探测技术高水平自立自强,全力支撑“梦想”号钻采系统建造,完成了甲板控制模块、水下测控模块、举升泵等关键样机的研制,形成2000米级无隔水管泥浆回收系统、8000米级钻孔井口系统和岩心采集系统并装备于“梦想”号大洋钻探船。
勘探技术所应时代之需,依托科技创新平台不断引领勘探实践向数字化智能化时代迈进。在智能地质钻探装备方面,该所研制成功的RN-254型铁钻工,具有一键操作自动化程度高、自主寻址高精定位、钻具自动对中及泥浆防溅等功能特点。该所研发的DQ-200BS电顶驱,采用双电机驱动,创新全数字交流变频控制技术,控制精准,人机交互方便,在对比应用中钻井综合效率提升34.4%,获得用户好评。
“指哪打哪”是狙击手的最高追求,地质钻探领域更是如此。在神秘的地下未知世界,唯有高精度、高质量的钻探工艺,才能找到地下宝藏。勘探技术所励精图治,练好看家本领,打造属于自己的技术绝活。尤其在“十四五”期间,该所自主开发的“慧磁中靶”系统进行了两次升级,通过一系列电路优化和磁信标改进,将系统的测量精度提高到4厘米,测量距离增加了30%,在土耳其等国应用,助推共建“一带一路”,取得良好的社会经济效益。开发135毫米和98毫米口径绳索定向取心钻具,开展液力举升取心钻具结构设计与举升工艺研究,并研制直径96毫米与直径76毫米的液力举升无绳索取心钻具,成功进行样机可视化台架试验与入井试验,为水平孔或者大斜度孔取心钻进提供了一种新思路。
在不断打造专有钻探实力的同时,勘探技术所积极建设省部级科技创新平台。2022年8月,自然资源部定向钻井工程技术创新中心批准建设。该平台面向国家能源资源安全保障重大需求,瞄准世界科技前沿和地质调查主战场,聚焦天然气水合物产业化开发、深部热能(干热岩)开发利用、战略性矿产勘查、国家重大工程建设等重点领域,先后攻关“地下井工厂”模式及“慧磁”定向钻井引导技术,开展厘米级超高精度磁中靶测量技术、旋转磁场地下通信技术、多井汇聚与高效成井技术等关键技术研究,通过研发先进的定向钻井技术与装备,提高能源资源勘探开发效率,助力国家获取更多能源资源储备。
自成立以来,勘探技术所先后建设了自然资源部工程技术创新中心、自动化智能化钻探装备技术创新基地、自动化智能化钻探装备技术创新基地、大口径岩土钻掘技术创新中心、深部地质钻探技术研究中心等多个平台,这些创新平台面向国家能源资源安全保障重大需求,形成了具有特色的技术装备优势。
天津基地鸟瞰
峥嵘岁月:栉风沐雨砥砺前行
历史是一面镜子,它折射出过去的风雨历程,更照亮了未来发展之路。新中国成立之初,百废待兴。地质工作作为各行各业的先行军,受到国家高度重视。1956 年,原地质部决定组建我国第一个从事探矿工程专业研究的科研机构。
1957 年1月,经原地质部第一次部务会议同意,我国第一个探矿工程专业科研机构——地质部勘探技术研究所成立,并由周恩来总理向第一任所长颁发了任命书,由此可见国家对地质勘探研究工作的重视程度。
建所初期,勘探技术所只设钻探、坑探两个研究室。1957年12月,原地质部技术司综合定额处、劳资司定额处及部生产定额队合并到勘探技术所,增设了岩石破碎和技术经济方面的研究内容。同年,以俄文翻译为主组建了资料室,为科研人员提供丰富的外文资料,极大地促进了国际学术交流和先进技术的引进。资料室的成立,不仅为勘探技术所内部的科研工作提供了有力支持,也为我国探矿工程学科的发展奠定了坚实基础。随着资料室的不断完善和扩充,它逐渐成为一个集资料收集、整理、翻译和研究于一体的综合性科研支持平台。
1960年9月,原地质部领导决定,将勘探技术所和探矿司下属机械设计室合并,组成地质部勘探技术研究设计院。1964年8月,鉴于对勘探技术研究工作及钻探机械设备研究设计工作的管理需要,部级领导层作出决策,撤销勘探技术研究设计院,旨在实现对相关工作的专业化分工管理。
时光荏苒,岁月蹉跎。由于种种历史原因,刚刚成立的勘探技术所经历了办公地址、隶属关系、工作关系的各种变迁。1981年,随着改革开放的春风遍及中华大地,全国地质工作也逐渐步入快速发展模式。同年10月,勘探技术所指挥中心由北京迁至廊坊新址。1982年1月1日起,勘探技术所正式植根于京津走廊明珠——廊坊的土地上,从此掀开了崭新的一页。
松科二井施工现场
在这期间,该所全体干部职工全身心地投入到勘探科研当中,一批新型勘查装备不断问世,并斩获多项国家级大奖。如该所研制的立轴式岩心钻机系列化,获全国科学大会奖、地矿部科技成果二等奖;1995年,FD-300液压传动顶驱式钻机研制成功,达到国内领先水平等。
1999年6月22日,原国土资源部决定重新组建中国地质科学院,勘探技术所由中国地质勘查技术院划归重组后的中国地质科学院管理;2000年8月25日,中央机构编制委员会办公室批复将地矿部勘探技术研究所更名为中国地质科学院勘探技术研究所。
2010年3月,勘探技术所在廊坊龙河高新技术产业区以自有资金1274.37万元购地57.6亩,建地调科研中试基地。2012年12月14日,中试基地通过龙河高新技术产业开发区建设局组织的竣工验收。中试基地的建成,为勘探技术所开展钻探设备及高效、特种钻具研究工作提供了中间试验、试制及测试平台。
2024年11月21日,天津科创基地正式启用,开启新的篇章。
长风破浪会有时,直挂云帆济沧海。勘探技术所乘改革开放之风,秉承“求实、创新、团结、奋进”的所风,在探矿工程领域的探索更加自如、更加成熟、更有作为,以自己的特长融入社会,在取得良好的经济效益和社会效益的同时,为社会主义现代化建设贡献自己的力量。
人才引擎:驱动科技成果涌现
科技是第一生产力,人才是第一资源,创新是第一动力。勘探技术所通过多种方式培养和引进人才,与高校联合培养研究生,优化人才共享机制,建立科学合理的人才评价制度,营造良好的创新氛围,培育和打造一支以中青年技术骨干为主体、专业结构合理、创新能力强的人才队伍,为创新基地的持续发展提供坚实的人才保障。
建所以来,勘探技术所历届领导和众多科技人员为国家地质事业的发展精心规划、倾心求艺,成立后不久便率先在国内开展了岩心钻探技术装备研究。1964年,该所成功研制了我国第一台立轴式岩心钻机(XJ-100-1),并获国家新产品一等奖。1976年,XD-600全液压岩心钻机研制成功,获全国科学大会奖。1984年,该所研制的立轴式岩心钻机系列化,获全国科学大会奖、地矿部科技成果二等奖。1995年,FD-300液压传动顶驱式钻机研制成功,达到国内领先水平。2005年研制成功的YDX-3全液压岩心钻机,2010年获国土资源科学技术奖二等奖。2015年,YDX全液压岩心钻机系列化,获国家科学技术进步奖二等奖。2017年研制成功的XD-40电顶驱岩心钻机,参获2023年自然资源科学技术奖特等奖。2021年,5000米电顶驱化岩心钻机(XD-50DB)研制成功,开启自动化、智能化钻探技术装备研究进程。
2021年,勘探技术所创建了特深孔地质岩心钻探技术体系,完成了5000 米智能地质钻探技术装备应用示范,创造了P规格绳索取心钻进应用深度、下入直径146毫米地质套管深度两项亚洲纪录。
一路风雨,一路高歌。勘探技术所始终坚持人才发展战略,让我国的地质勘探事业拥有自己的装备,其装备实力不断走向世界前列。
在勘探技术所展厅,一块块匾额宛若一座座精神丰碑,代表着曾经的辉煌。
1957年以来,勘探技术所累计完成重要科研成果500余项,获国家、省部级以上奖励160余项,其中获国家科技进步奖一等奖1项、二等奖3项;获国家技术发明奖二等奖1项;获国家创造发明奖和国家新产品奖6项;获省部级科技成果奖一等奖13项、二等奖41项,其他奖项101项等。
步入新时代,勘探技术所在自然资源部中国地质调查局的坚强领导下,发展步伐不断加快,科研实力不断增强。目前,该所拥有科研基地3处,创新平台8个,实验室及测试平台7个。该所人才队伍不断壮大,在职人员160人,其中高级职称72人、中级职称33人,硕士48人、博士12人,获评“有突出贡献中青年专家”、获得全国能源化学地质系统“大国工匠”荣誉称号、享受政府特殊津贴1人;获评部科技领军人才2人、部青年科技人才2人、部后备青年科技人才2人,部科技创新团队2个;获评局卓越地质人才1人、杰出地质人才3人、优秀地质人才4人,初步形成了领军人才、杰出人才、优秀青年人才梯队。
春潮澎湃起,千帆竞发时。下一步,勘探技术所将把党的二十大和二十届三中全会等提出的战略部署转化为具体工作任务并扎实推进落实,认真贯彻自然资源部中国地质调查局党组决策部署,按照“三步走”“三级跳”总体安排,构建现代地质钻探“根-干-叶”业务体系,扎实推进“两重”工作,让地质钻探工作紧密围绕党和国家事业发展需求开展,全力服务国家能源资源安全、生态文明建设等重大战略目标。
在全面梳理“根、干、叶”业务体系的基础上,勘探技术所以“三测”体系建设方案为指导,不断提升深地钻探技术与装备水平,强化深部地质钻探能力,形成万米以上超深部科学钻探配套技术储备;持续升级和创新定向钻探技术,“慧磁”对接技术在提高探测距离和探测精度的基础上扩大应用范围,实现多矿种多行业应用,定向绳索取心技术实现精准定向和连续取心并进行规模化推广应用;深海钻探技术装备研发不断深入和拓展,全面支撑大洋钻探国际大科学计划;研发升级并推广应用自动化智能化地质钻探装备,助力新一轮找矿突破战略行动。