向地球深处探秘（硬核科技背后的创新故事）(2)

　　自主研发的关键技术及装备成为“地壳一号”万米钻机的核心。研发团队攻克了深部钻探钻头压力控制精度低、深部钻探装备转盘回转速度低、设备自动化程度低等三大技术难题，突破了高转速全液压顶部驱动钻进、高精度自动化摆排管、高速度钻杆柱自动拧卸输送等多项关键技术。

　　验收评定时，专家组对“地壳一号”万米钻机给出高度评价：整机集成度高、自动化程度高、运行平稳，填补了我国在超深孔科学钻探钻机领域的空白，全面提升了我国钻机整机及关键部件的设计和加工水平。

　　6月23日晚上，吉林大学建设工程学院泰来街实践教学基地，灯火通明。

　　数米长的钻机实物样机正在工作，不同于传统钻机的单钻头钻进，它具有异向回转的双钻头，可实现扭矩动态自平衡。高科和同事带着学生记录数据。

　　“这是我们独创的仿生自平衡钻具，这种钻进技术不依赖钻机和钻杆就能顺利进行钻进，能够保证钻井质量并减少能量损失，尤其是在深部钻探中效果更加明显。”高科介绍。目前，该项研究已获40余项发明专利授权和5件软件著作权。

　　一个个科研突破——

　　自主创新，探求地球深部奥秘

　　“上天、入地、下海、登极”承载着人类探索自然的伟大壮举。

　　由于地球深部高温、高压和高地应力等极端条件的制约，人类对自身站立的星球“内核”知之甚少。

　　从地表往深处挖掘，地球演变的历史就记录在层层叠叠的岩石之中。打一口科学钻探井，获取一段段圆柱形的岩心，如同为神秘的地球深部做一次“微创切片”。

　　科学钻探是获取地球深部实物信息的唯一手段，取得连续完整的岩心，是“地壳一号”重要的科研使命之一。

　　为满足地球深部探测工程的重大需求，中国地质调查局启动了“深部探测技术与实验研究专项”，其中一个项目便是“深部探测关键仪器装备研制与实验”，由“时代楷模”、吉林大学已故教授、博士生导师黄大年担任负责人。项目中的课题之一，就是研制“地壳一号”万米科学钻机。

　　2018年，在“松科2井”现场，“地壳一号”钻至地壳7018米深处，成功取出总长度4014米的连续完整岩心。至此，我国重大钻探装备研发支撑创造了亚洲国家实施的大陆科学钻井新纪录，成为世界上第三个掌握地下万米科学超深井钻探能力的国家。

　　高科对此记忆犹新：“不同深度岩层的颜色和成分各不相同，黄色的砂岩、黑色的泥岩……它们记载着地球内部的变化和演化过程。”

　　经过地质科学家们对岩心的矿物成分、沉积构造、同位素测量等分析和研究，还原了白垩纪气候和生物生存场景，直接证明当前对物种大灭绝各种假说的正确性。

　　除陆地气候研究外，透过“地壳一号”，学者们还看到了科学与工业结合的途径。“松科2井”地处松辽盆地，是我国最主要的含油气盆地之一。钻探过程中，科研人员发现松辽盆地下厚达102米的页岩气层，其中甲烷的平均含量达86%。而在井深4400到7018米处，则发现了具备开发条件的盆地型干热岩地层，可提供稳定且清洁的地热能。

　　一口口钻井投产——

　　产研结合，助力产业发展

　　7月4日，在塔克拉玛干沙漠腹地，“地壳一号”正在忙碌。“本次钻探‘地壳一号’用时95天，单日最高钻井深度达1.6公里，对节本增效帮助很大。”刚从钻探现场回来的范悦帅说。

　　为加快推进我国油气资源勘探开发战略，“地壳一号”万米钻机在圆满完成“松科2井”任务后，于2019年5月奔赴新疆塔里木盆地开始执行超深层油气钻井工程任务。截至目前，“地壳一号”万米钻机已完成6口井深超8000米和1口井深超9000米的油气钻井工程。