创新钻探技术与装备 服务国家地质工作(勘探技术所 张金昌)

来源:地调局勘探技术所 作者:张金昌 发布时间:2018-12-29

“责任、创新、合作、奉献、清廉”真实全面反映了新时期地质工作者的核心价值追求。其中创新是核心,责任、合作、奉献、清廉是保障。地调百年历史启示及精神传承,勘探所61年科技创新成果及经验启示,要求我们必须弘扬新时期优秀地质文化,加大创新力度,保证事业健康发展。

我们要瞄准世界一流地调局建局目标,坚持“科技兴局、人才强局、依法治局”建局方略不动摇。围绕地质调查工作基本定位“全力支撑能源、矿产、水、粮食和其他战略资源安全保障,精心服务生态文明建设和自然资源管理中心工作”,弘扬新时期地质工作者核心价值观,支撑服务好局中心工作。把科技创新摆在更加突出的位置,争取在钻探技术与装备、地球深部探测技术与装备研发方面做出新的更大贡献。

一、勘探所61年科技创新成果及经验启示

勘探技术研究所1957年成立以来,累计完成重要科研成果500多项,150余项获国家、省部级以上奖励。形成四项国际领先技术、一项国际先进技术体系、二项国内领先技术装备、主持或参与完成四项科学钻探工程。建所61年的经验启示是我们未来事业发展的宝贵精神财富。

1、牢记使命,以科技创新为己任,出成果、出人才

1985年,勘探所在国家科技体制改革进程中被确定为技术开发型研究机构,到1991年事业费减拨到位。改革要求开发类研究所要稳住一头搞科研,放开一片面向市场开发创收。我们在政策上确保了稳住一头,在1990年代最困难的时期,我们仍保留一支稳定的研发团队从事地质钻探技术研究工作。1986—2002年17年间验收的166项成果中有100项钻探技术科研成果。成果的积累和稳定的人才队伍为近十多年的科技创新工作奠定了坚实基础。

2、瞄准国家对钻探技术的需求,把科技创新落到实处

我们把争取到的每一分科研经费都用在刀刃上,以项目任务目标和考核指标的实现为最终目标。力争把每个项目做实做精,保证出成果出人才,项目经费不足时用自有资金补充也要达到项目目标要求。我们负责的十五科技攻关项目中1000米钻机的研制,项目费差距大,我们自筹资金做出了精品,通过与企业合作及自己转化,国内的市场占有率70%,出口到十几个国家和地区。良好的科研信誉为我们承担更具挑战性的科研任务奠定了基础。接下来连续三个五年计划我们相继承担了,“十一五”863重点项目“2000米地质岩心钻探关键技术与装备”,“十二五”863重大项目课题“4000米地质岩心钻探成套技术装备”,“十三五”国家重点研发计划项目“5000米智能地质钻探技术装备研发及应用示范”。

3、搞好科技创新工作,人才是关键,制度是保障

通过各层级的科研项目实施,培养了大批德才兼备的中青年人才,定向钻探室胡汉月同志坚定打破美国技术垄断的信心,在地调项目的支持下,带领团队研制成功了“慧磁”高精度中靶系统,成功应用于土耳其天然碱对接井工程,并将拓展美国市场;原地质钻探室谢文卫同志突破传统技术的固有思路,实现了液动潜孔锤孔底动力钻具的原理和结构创新(理论创新和技术创新),使液动潜孔锤在恶劣环境下,不更换零件连续工作寿命大幅提高,极大提高了硬岩钻进效率;大口径钻头钻具研究团队以市场需求为导向,开阔思路,突破工程施工机械设计的传统理念,研制了多头凿岩机和小口径膨胀波纹管护壁技术;松科二井团队不固守科学钻探工程小径取心大径扩孔成井传统模式,实现了一系列创新技术,创造了多项世界纪录等等。

以上所有这些创新活力的激发,都是依靠一套稳定的鼓励创新制度做保证的:项目资金不足时由所自有资金匹配、对承担科研项目人员减免创收指标、兑现成果转化收益提成、获奖成果奖金匹配、专利申请奖励和费用由所集中支付等。

二、落实好局、所《“十三五”科技创新发展规划》

创新钻探技术与装备服务局中心工作,重点做好以下工作:

1、研发海洋钻探技术装备服务海域天然气水合物勘查试采工程

开展软弱地层小曲率半径水平井跟管钻进及水力喷射钻井工艺研究,继续参加海域天然气水合物勘查试采工作。开展海底天然气水合物大孔深钻探及保压取样装备、深海天然气水合物软弱储层小曲率半径水平井跟管器具与工艺、深海浅层天然气水合物径向水力喷射钻井技术器具和工艺、海底钻机关键技术研究等。

2、贯彻绿色钻探理念为我国油气资源调查评价提供钻探技术支撑

参加南方油气页岩气和北方新区新层系油气资源调查评价。完成页岩气调查井的钻探取样施工、录井、测井工作,提供满足地质要求的岩心实物样品,为地质开展资源评价及地层推断分析提供必要的地质资料。小口径岩心钻探技术与油气钻井工程井控技术、气测录井技术的配套。在松辽盆地外围滨北地区,针对石炭-二叠系新层系实施取心钻探地质调查井,完成取心钻探、测井、录井工作。

3、攻克地热井钻探技术难题形成深部地热井钻探关键技术与装备体系

开展适用于地热井钻探的气举反循环工艺优化、漏失地层固井工艺、典型热储层岩石可钻性研究,优选出适用于典型热储层钻井工艺。研究适用于2000m以上深孔地热井潜孔锤全面钻进和取心技术,提高硬岩复杂地层的钻进效率和取心率。集成创新“地热采灌深井钻完井工艺”技术体系;支持容城地热田整装勘查、深部基岩热储地质条件研究,开展深部地热资源勘探工作。实施容城地热田地热探采结合井钻井工程,完成3口孔深2500m的地热井。开展天津地热资源调查,完成2口4000m的地热井,进行水文物探测井工作,通过采集的岩样结合抽水试验,调查蓟县系雾迷山组热储层的分布及赋存情况,对储层的水量及温度进行综合评价,为“全国地热资源调查评价与勘查示范”工程提供数据支撑。在青海共和盆地实施2口4000m干热岩井。

4、响应向地球深部进军号召创新研发超深特深孔钻探技术与装备

认真梳理总结松科2井取得的创新成果,做好井场常观站建设技术支撑。执行好国家重点研发计划项目“5000米智能地质钻探技术装备研发及应用示范”,研发模块化智能化大深度地质岩心钻探成套设备,开展钻探器具及工艺技术研究,进一步优化深孔钻进工艺技术和钻探器具体系,使我国深孔绳索取心钻探技术钻深能力满足5000m深部矿产资源勘探需要。参加地球深部探测工程重大项目立项,开展13000-15000米科学钻探所需的超深井钻探专业装备、配套机具和工艺技术体系研究,推动我国科学钻探技术水平的不断提升。加强科技创新平台建设,积极参加华北区域地质科技创新中心建设,建成总体技术水平与国际同步,部分技术国际领先的钻探技术创新中心。到2020年,完成4000米现代化地质钻探、3000米以内大口径多工艺钻探技术与装备体系建设;研发资源勘查开发钻探技术、自动化和智能化新型钻探设备、复杂地层钻探技术工艺与海洋取样钻具。面向地质调查主战场,创新研发现代化的钻探工艺技术与装备。

5、加强地质信息服务工作,建实建好地质云勘探技术平台节点,开展钻探工程参数现场采集、处理、存储与传输系统的研究开发,为地质调查工程管理和统计提供支撑。支撑智能化地质调查体系、地质大数据平台建设,实现区域钻探工程数据的查询和专家咨询服务。开展钻探工程移动信息服务系统建设。依托“探矿工程(岩土钻掘工程)技术网络服务平台”,建设一套基于移动通讯网络服务于野外钻探施工现场的综合性钻探工程移动信息服务系统,实现地质勘查钻探现场施工人员和广大钻探行业技术人员随时随地方便快捷地寻求各种技术信息和帮助,为行业提供全面的技术信息共享和服务。

(作者单位:中国地质调查局勘探技术研究所)