近期，由中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心（以下简称“廊坊中心”）申请的“一种湖底淤泥提取装置”（ZL 202322527649.6）、“定深取水装置及水域定深原位取水系统”（ZL 202322514031.6）、“水下地形测量设备的固定装置及水下地形测量设备”（ZL 202322519553.5）三个实用新型专利和“基于网络爬虫技术的地质信息监测系统V1.0”（2023SR1167946）软件著作权成功获批。

这四项创新成果由廊坊中心“东部平原湖区北部湖泊调查”团队（以下简称“湖泊调查团队”）申报。湖泊调查团队聚焦湖泊调查方法优化，面向湖泊野外调查过程中的实际需求，在实践中将设备升级改造，解决了底泥提取效率低、精准采集水样难、测深仪器难固定等一系列问题，有力支撑了湖泊野外调查作业。湖泊调查团队据此凝练形成了专利和软件著作权成果。

下一步，廊坊中心湖泊调查团队将继续把抓成果产出、促人才培养统一起来，积极引导技术人员和工勤技能人员把在项目实践中形成的“奇思妙想”转化为实用成果，构建好“湖泊调查+数据融合+模型构建+成果表达”的工作体系，努力实现业务推进、人才成长和成果产出的新突破。

2018年1月12日，由中国地质调查局勘探技术所自主设计研发的4000m地质岩心钻机在天津东丽湖地区助力地热调查井（CGSD-01井）钻探施工，该井依托“京津石地热资源调查”和“天津潘庄凸起构造区地热资源调查”地调项目，是中国地质调查局京津冀地热科技攻坚的第一口地热深井。该钻机的投入使用，使一开φ444.5mm的钻孔钻深达到1469.53米，下入φ339.7mm套管1467米，试验期间进行了多次定深取心，完成了测井、固井等一开的全部工作，为钻井的二开工作打下了良好基础。

4000m地质岩心钻机是国家“十二五”“863”计划资源环境技术领域课题“4000m地质岩心钻探成套技术装备”研究成果，该钻机在试验期间工作零差错，由于该钻机技术含量高、操作简便、安全性可靠性高、使用成本低等特点，获业内专家和现场工程人员一致好评，助力地热调查井（CGSD-01井），进一步验证了该钻机的技术与性能。

CGSD-01井2017年11月20日开钻，该孔的施工，有助于了解天津东丽湖地区深部热储的地质结构与空间分布及物性特征，获取了系列地热-水文地质参数，在评价深层地热资源及其可利用性起到积极作用，在此基础上，实现了深部地热监测的技术突破，为实施深部热储实时监测、批量获取长周期监测数据、初步建立中深层地热资源勘查-开发-监测-科研示范基地和支撑中国地质调查局地热能源勘查开发工程技术中心的建设打下坚实基础。

CGSD-01井施工现场

2020年9月23-25日，受广东省环境监测中心邀请，自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质调查中心钻探工程技术室专家前往广州参加“2020年全省生态遥感、土壤、地下水和声环境监测技术培训会”，讲授水环中心地下水监测井相关传统优势技术。

会上，水环中心钻探工程技术专家作了题为《地下水监测井洗井与采样技术》的报告，介绍了低流量低扰动分层采样技术，惯性泵、定深采样器等采样器具以及多层监测井建造技术，并前往野外监测井开展了地下水监测井洗井现场教学，受到与会专家与技术人员高度评价。

下一步，水环中心将主动与广东省相关生产、科研单位进行对接，不断对技术和产品进行优化，更好地满足客户需求，实现科技成果转化。

生态环境部环境规划院、中国环境监测总站及江苏省、广东省、深圳市环境监测中心，广东省地质调查院，中国地质大学（武汉）等单位参加培训。

编者按:“向地球深部进军”是新时期地质科技创新的重要战场。作为我国第一家探矿工程应用技术研究所，自然资源部中国地质调查局勘探技术研究所是目前我国从事探矿工程和岩土钻掘应用技术研究规模最大、综合实力最强的研究所。他们紧密围绕国家重大需求，集中力量攻关地球深部探测技术装备难题，交出了一份份令人满意的答卷。

值此辞旧迎新之际，让我们一起回顾勘探技术研究所近年来取得的优秀成果，了解深地探测技术装备发展之路。

复杂地层取心技术在多金属矿区应用取得突出效果

依托国家重点研发计划——战略性国际科技创新合作重点专项“多金属矿岩心钻探关键技术装备联合研发及示范”项目，勘探技术所开展了复杂地层取心钻具研制，针对松、散、软及严重破碎地层，研发了绳索强制取心钻具，通过泵量变化完成割心，操作简便，辅助时间短，配合隔液底喷钻头，可有效解决松散、破碎地层易出现的岩心脱落、冲蚀问题，保证岩心采取质量；同时，研制了低摩阻岩心管，对其内壁进行硬化及光滑处理，对于复杂地层易出现的岩心卡堵、回次进尺短等技术难题，起到了缓解作用，地表退心方便快捷。

该所研制的钻具在山东省平度市山旺-上马台多金属矿区开展了示范应用，有效保证了上述复杂地层岩心采取质量，平均岩心采取率达到98%以上。

5000米智能地质钻探技术装备研发及应用示范

2019年3月9日，D13地热探采井施工在保定市容城县大河镇南文营南收官，完成钻深2506.14m。此次施工采用了勘探技术研究所牵头实施的国家“十二五”863课题“4000m地质岩心钻探成套技术装备”成果——交流变频电驱动4000m钻机（XD-40型），在成功助力雄安新区地热资源调查的同时，为该所牵头“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”的立项与研究打下了坚实技术基础。

一年多来，该项目在顶层设计方面形成10项主要共识，确定了5000m的钻孔结构、套管程序，对钻孔环空水力学、钻杆强度、钻孔稳定等进行了分析，制定了5000m钻机的主要技术参数、总体技术方案、整机布局及传动设计。技术人员通过设计数据采集传输系统、状态识别与监测系统、智能控制集成系统和垂钻系统，实现钻机的数字化、信息化、智能化，形成新方法8种，建立新平台/新装置8套，形成新软件系统3套；完成3种规格钻杆以及小口径高效系列钻具的图纸设计、模型仿真、材料选型；创新开展冲洗液护壁技术、凝胶与纳米水泥复合堵漏技术以及生物破胶等废弃冲洗液无害化处理技术研究，初步优选出高温环保冲洗液配方、凝胶配方、纳米复合水泥基浆液配方。

项目最终目标是形成一套以绳索取心工艺为主体，兼具自动化、智能化的5000m地质特深孔岩心钻探技术与装备体系，为我国深部资源能源勘探开发奠定坚实的先进高效地质勘探装备和技术基础。

天津东丽湖深部地热勘探创多项钻探纪录

2017以来，中国地质调查局在天津东丽湖地区部署了两眼采灌地热参数井CGSD-01井和CGSD-02井，井深均超过4000m，钻入主力开采层以下的“雾迷山组二段”深部热储空间，均发现了高产能新储层，地热钻探创天津地区地热井的多项钻探纪录。

CGSD-01井终孔深度4051.68m，终孔口径216mm，最大井斜6.87°，井底温度105℃；覆盖层以下定深取心140.78m，岩心采取率85.4%；在3715m深度的雾迷山组二段进行酸化增产和抽水试验，井口出水温度100℃，单井涌水量达3120立方米/天，开创了天津地区雾迷山组二段抽水试验的优质范例。该井创造了天津地区2018年地热井钻探的最深记录；创造了地热井雾迷山组获取岩心最多的记录；创造了在雾迷山组地层中钻探取心最长记录。CGSD-02井一期终孔深度3530.60m，二期加深至4103.48m，2019年刷新了CGSD-01井的深度记录。

天津东丽湖CGSD-01井抽水试验现场

两眼地热参数井的成功实施证实了天津地区主力开采层下存在高产能“第二空间”新储层，为后期建立华北地热科研创新基地和采灌对井试验研究奠定了基础。

创新平台建设结硕果

1.获批“河北省大口径岩土钻掘技术创新中心”，标志着勘探技术所岩土钻掘技术正式纳入省级建设序列。

2019年8月15日，河北省科学技术厅发布《关于2019年拟新建省级研发平台的公示》，勘探技术所与所属聚力公司联合共建的“河北省大口径岩土钻掘技术创新中心”通过论证并完成公示。

该中心是开展共性关键技术研发、技术集成、科技成果转移转化、技术服务、技术创新人才聚集培养、面向社会开放的技术创新平台，拟研究和解决的共性关键技术包括大口径无循环入岩技术、大口径无循环全套管施工技术、大口径无循环扩底技术，旨在构建河北省大口径岩土钻掘工程技术产学研平台，优化行业研究资源，改善大口径岩土钻掘工程技术研究条件，扩大与同行间的交流合作，提升河北省地质调查行业岩土钻掘工程技术整体水平。

2.“中国地质调查局深部地质钻探技术研究中心”通过周期评估。

11月24日，“中国地质调查局深部地质钻探技术研究中心”通过了中国地质调查局组织的评估。

该中心以深部资源能源勘查和科学研究需求为导向，重点开展钻探工艺器具、技术、设备等的系统研究，加快新技术、新方法、新工艺、新设备的应用与示范，促进我国地质钻探技术水平迅速提升。

2016年以来，发表论文73篇；获得国家知识产权局授权专利39项，其中，发明专利9项、实用新型专利30项；获得国土资源科学技术奖一等奖1项、二等奖3项。同时，举办学术交流会、钻探新技术培训班、学术论坛等10余次。

科学普及方面，《中国矿业报》以通栏专版形式介绍钻探技术与装备；通过多种形式大力宣传松科二井的丰硕成果，围绕科研项目撰写科普论文。松科二井成果参加了庆祝中华人民共和国成立70周年大型成就展、科技成就科普展，2019年全国大众创业万众创新活动周主题展示活动，第二届中国（黄石）地矿科普大会等。

3.牵头申报“中国地质调查局定向钻井技术创新中心”，已通过局党组会审议。

定向钻井技术是支撑海域天然气水合物、干热岩、深层地热、页岩油气、水溶性固体矿产等高效低成本绿色开发利用和川藏铁路等国家重大工程建设的核心关键技术。为贯彻落实党中央国务院关于提高能源资源安全保障、精心服务生态文明建设等重要指示精神，迫切需要攻克定向钻井技术与装备及其工程应用中的重大技术瓶颈问题，打破国外技术垄断，实现“产、学、研、用”一体化创新，精准对接国家重大需求。根据国家、部、局一系列文件要求，勘探技术研究所和广州海洋地质调查局联合提出“中国地质调查局定向钻井技术创新中心”建设方案。

4.参与申报“国家关键矿产绿色勘查开发技术创新中心”“地球深部热能国家工程研究中心”“天然气水合物勘查开发技术装备研发中心”等。

新型无隔水管泥浆闭路循环系统

海洋钻探是获取海底地层信息最直观的方法，也是海洋资源勘查最主要的手段之一。目前，海洋钻探泥浆循环方式常使用隔水管循环或不循环直接排海，前者钻探成本高，后者对海洋环保不利。

勘探技术研究所开展的“新型无隔水管泥浆闭路循环系统”海洋低成本环保钻探关键技术研究，其基本原理是下入单独的泥浆举升管线接入到水下井口，形成泥浆循环返回通道，利用海底举升泵和气举模块联合举升将泥浆从海底泵送到钻井平台，从而实现泥浆闭路循环。根据无隔水管泥浆闭路循环系统原理搭建了模拟试验台架，解决了诸多关键技术难题，如海底井口泥浆液位识别技术、泥浆循环自动监控系统、系统水下设备研发等，为我国海洋勘查及大洋钻探等提供了低成本环保钻探技术支撑。

松科二井大口径长钻程取心技术助力新疆玛页1井喜获工业油流

玛页1井是新疆油田股份公司在准噶尔盆地西部隆起乌夏断裂带的一口风险探井，目的是探索玛湖凹陷北斜坡带二叠系风城组页岩油和常规高孔火山岩油藏重大勘探领域的勘探潜力，开辟玛湖凹陷下二叠统碱湖碳酸盐岩页岩油新领域。该井由西部钻探克拉玛依钻井公司70114钻井队实施钻探任务，设计井深4950m，设计取心275m，设计取心工期125天。

为解决地层岩心易堵、易磨耗等钻探技术难题，提升钻进效率和取心质量，勘探技术所受委托开展了该井取心钻进的技术服务工作。最终，技术人员连续取心进尺445.58m，岩心采取率97.96%，用设计48.8%的时间完成了162%的取心工作量，获取目的（风城组）大量含油岩心，助力该井在二叠系风城组一段精准试油喜获工业油流。

此外，该井取心工作一举创造了Φ216mm口径单回次取心进尺的钻探世界新纪录、新疆地区连续取心最长纪录、新疆地区常规取心钻进时效最高纪录，展示了中国地质调查局系统大口径取心钻探的技术实力，开启了将科学钻探创新技术运用至我国能源勘探领域的大门，有望持续为我国油气勘探提供技术支持。

钻孔重返系统

大洋钻探是研究地壳构造及大洋底部矿产的重要手段。实施大洋钻探工程一般采用无隔水管开式钻井，这就需要在单次钻进起钻后能使钻头再次进入原钻孔的重返技术。由于钻探船会随风、浪、流等漂移，加之钻杆有几千米长，钻孔重返技术研究与装备研制是我国自主研发大洋钻探船、进行深海大洋钻探急需解决的关键技术难题。

勘探技术研究所根据中国地质调查局“深海”技术攻关的重点工作要求，在国内率先立项研究深海钻探钻孔重返系统，主要研究内容包括：钻孔重返位工艺适用性分析、钻柱偏移控制技术研究、钻孔重返位技术方案研究、钻孔重返位作业规程研究等，最终将完成8000米水深级钻孔重返位驱动装置工程样机试制。

标准制修订

依托自然资源标准化主管部门的支持和指导，勘探技术所钻探技术标准研究和升级工作全面开花。尤其是2010年后，制修订了一批重要技术标准，形成了稳定的标准制修订专业团队，使钻探工程标准体系逐步成熟并完善。

截至目前，该所已经累计制修订并颁布钻探技术标准5项，其中，《地质岩心钻探钻具》（GB/T16950-2014）等国家标准1项（钻探行业唯一颁布的国家标准），《地质岩心钻探规程》（DZ/T 0227-2010）、《定向钻探技术规程》（DZ/T 0054-2014）等行业标准4项；通过地质勘查分技术委员会审查并取得标准计划批号的标准6项，其中，《钻探工程术语》国家标准1项、《气举反循环钻探规程》等行业标准5项。D26

（本文资料由勘探技术研究所提供）

近日，由自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局牵头承担的国家重点研发计划项目“天然气水合物高分辨率三维地震探测技术”在南海北部海域圆满完成了为期一周的功能性海试，检验了项目研发设备的三维地震作业能力和兼容性，取得了阶段性成果。

本次海试以“向阳红01”科考船为搭载平台，广州海洋局联合了自然资源部第一海洋研究所、自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所、浙江大学、中国地质大学（北京）、西安虹陆洋机电设备有限公司等多家参研单位，以实际作业标准对自主研发设备的技术指标和系统兼容性进行了检验。

本次海试测试的主要对象为项目研发的三维小道距多道地震采集记录系统、双缆240道3.125道距的高分辨率多道地震采集电缆、双子阵25KJ等离子体震源、轻量化集成拖缆尾标、双联电缆绞车等。海试时严格依据实施方案，逐项对设备性能指标进行测试，在确保所有设备均满足作业条件后，最后进行研发设备与“向阳红01”船上配备的综合导航定位系统、RGPS定位系统、电缆定深定向系统联机作业，采集了11公里的有效地震数据，完成了双源双缆三维地震作业收放试验，实现了19.2米窄缆间距、3.2米震源间距的三维地震采集方法，充分验证了研发设备的性能和系统兼容性。

海试结束后，项目组认真总结了功能性海试的结果，罗列不足之处，分析查找原因，落实改进方案，为下一次海试做充分准备。

电缆安装调试

双子阵等离子体震源

并排摆放的地震电缆集装箱和等离子体震源集装箱

功能性海试初步叠加剖面

中国地质调查局武汉地质调查中心水文地质科技人员深入贯彻落实党中央科技创新战略，结合水文地质调查工作实际，不断探索水文地质调查新技术、新方法。近日，武汉地调中心水文地质科技人员开发的“一种适用于无井地区的地下水定深分层取样装置”“一种地下水位远程自动观测装置”“一种耐高压耐化学腐蚀的配液中继装置”等新技术和新方法，通过国家知识产权局授权，喜获3项实用新型专利。

“一种适用于无井地区的地下水定深分层取样装置”（专利号：ZL201621062915.6）属于地下水取样技术领域，兼具高精度地下水分层取样和地下水位波动监测功能，可适应无井地区监测井的快速安装，特别适用于浅部地下水的一孔多层监测和高精度分层取样的原位长期监测，服务于水工环领域地下水位动态监测和水化学动态评估。

“一种地下水位远程自动观测装置”（专利号“ZL2016 2 1329428.1”）提供了一种地下水位远程自动观测装置，包括可伸缩的观测管机构和数据采集模块，可以在被测的水位低于水位传感器设置的高度导致水位传感器无有效测量值时对技术人员进行远程提醒。

“一种耐高压耐化学腐蚀的配液中继装置”（专利号：ZL2016 2 1328803.0）采用挤压式构型设计，功能上同时满足耐压、耐腐蚀、大容量流体即时配制，能满足科学试验研究中力学化学耦合作用下的腐蚀性流体配制与精细控制。

在开展水文地质调查工作中，通过该3项专利技术的应用，解决了流体配置的精细控制，确保了地下水分层取样的工作精度，实现了远程信息提醒，极大地提高了工作效率。  

北京时间2016年12月31日傍晚，我国科考船“海洋六号”在南纬61度的南极半岛附近海域打响了多道地震调查“首炮”，这是跨越2017年新年的“礼炮”，是我国时隔26年后，再一次系统开展综合性海洋地质地球物理调查的国家专项南极科考调查的开始。

十秒一炮

此刻，南极正处夏季，清晨，阳光灿烂，海面气温摄氏2°左右，精心选择的工区海况良好。在“海洋六号”首席科学家助理兼本次南极科考技术负责赵庆献的指挥下，年轻的中国科考队员们将连接在巨大钢架上的一组气枪高压震源投入南极冰海之中，震源以十秒一次的频率将高压空气向水中发射出“气炮”产生振动，形成的声波可以被船后拖带的1200多米长的电缆接收，经过分析处理后，从而测量出这一海域的海底地层结构特征。

接下来的40多天里，“海洋六号”还将在这一海区开展多波束、浅剖、地热、温盐深测量，以及重力柱状取样等科考调查项目。中国地质调查局广州海洋地质调查局副总工程师、“海洋六号”首席科学家何高文说，和26年前由“海洋四号”执行的首次同类调查相比，此次调查无论是在研究区范围，还是科学考察的深度与精度上，都将实现跨越式的进步与提升，填补多方面的空白。

1990年至1991年，执行中国第7次南极科学考察的“海洋四号”科考船在极其艰苦的生活、工作条件下，完成了对南设得兰群岛以南海域系统的区域地质调查，初步获得了南极半岛海域的区域地质资料，并初步掌握了布兰斯菲尔德海峡的区域地质结构。“海洋六号”的此次科考正是以26年前的调查成果为基础，研究范围大幅扩展，从而有望实现对南极半岛海域从海沟到岛弧、再到弧后盆地这一完整的“沟弧盆体系”的详细勘察。

研究范围的拓展，反映出我国极地海洋地质地球物理调查进步的一个方面。赵庆献介绍说，作为最重要的多道地震任务，和26年前采用模拟信号电缆、铺设9道信号通道相比，此次调查采用了遍布电子模块的数字信号电缆，信号通道则达到了96道，按照道间距12.5米计算，“海洋六号”在船尾拖带着的这条1200米长的多道地震电缆，将在南极半岛海域排列出一张“大网”，清晰扫描出这片海域海底以下1000米深度的地层结构。

在海底取样方面，26年前“海洋四号”的重力柱状取样能力非常有限，而“海洋六号”最大取样作业能力可以达到18米深。同时，还新增了多波束测量、热流测量等一系列调查手段，将在南极半岛海域获取一系列关于海底地形地貌、地层结构、海底温度、海水温度盐度变化等高精度数据，进而得出关于这一海域完整而立体的海底面貌和特征 。

直面冰海

这是“海洋六号”的南极海域“处女航”，这艘4600多吨、已经有7岁船龄的科考船此刻正在远离祖国一万多海里的南极冰海执行科考任务。

这是中国地质调查局首次组织的南极海域科学考察。进入新世纪以来，中国地质调查局已连续资助了四轮有关南极的地质研究项目，先后有28人次参加了南极地质科学考察。这次“海洋六号”的南极首航，将对南极半岛附近海域开展一次系统性地质地球物理调查，科考人员以广州海洋地质调查局为主体，同时还汇集了来自中国地调局系统内其他机构，以及国家海洋局、高等院校等海洋地质、海洋科学调查与研究的精英人才，他们中大多数都是“八零后”甚至“九零后”，有不少人还是第一次在南极海域进行科学考察。

挑战是显而易见的。南极是一块陌生的海域，这里地理环境复杂，气候变化万端，突如其来的风浪和常年的寒冷低温都是“海洋六号”和这支海洋地质科考队伍所没有经历过的。此外，由于这一领域整体尚属国内空白、国际公开资料稀少状态，没有现成的经验可以照搬、照套，需要科考队员们自行摸索。

“电缆的平衡不仅取决于海水的温度，还取决于海水的盐度，否则就会失衡，调查结果就达不到最佳效果。这个度怎么把握，我们只有纸面的数据，没有实际的经验；在以前的海洋调查中也从没有遇到过浮冰，这次虽然准备了预案，但是效果如何还要等实践来检验。”赵庆献说。

迈向未来

南极，这块位于地球最南端的大陆，至今仍显得如此神秘而迷人。终年覆盖的冰雪和企鹅、鲸鱼、海豹一起，构成了它最突出的特征与标志。但在科考人员看来，这里还蕴藏着更多的与地球和人类息息相关的科学奥秘有待挖掘和破解。

“人类之所以高度重视极地研究，一个重要原因就是南极和北极都最为‘敏感’，也最为单纯，它们也是影响全球环境变化的最重要的调节器。从全球变暖到冰雪融化、海平面上升，人类生存与极地变化息息相关。”何高文说。

在“海洋六号”此次航程中，来自同济大学的肖文申就承担着与海洋环境变化相关的课题。他说，通过对南极的研究，可以对比研究人类活动对地球影响的情况，“这里是我们其他区域环境演化最好的地质参考坐标和衡量基准。”

“海洋六号”首席科学家助理、广州海洋地质调查局矿产所付少英博士说，“海洋六号”的工作就类似于给南极半岛附近海域的海底地质“做CT”“抽验血”“量体温”，多管齐下，最终形成详实的地层结构报告，给后续的极地与全球环境和地质演变研究提供基础数据。

目前，中国正在从极地研究大国向极地研究强国迈进，需要更多的科学工作者，更多的专业领域参与研究。“从第一次开展南极专项海洋地质地球物理调查到第二次，隔了26年，但我相信，下一次的间隔不会这么长，积累了经验的‘海洋六号’将做好再次探查极地的充分准备。”何高文说。