2019年9月10日至12日，全国区域地质调查专家委员会副主任李荣社教授等一行到共和-略阳地区区域地质调查项目礼县测区、合作测区现场指导填图工作。10日下午，指导组与项目组全体人员在武山基地进行了座谈，听取了项目组人员就合作、礼县测区取得的主要工作进展及阶段性成果的汇报，并就填图工作中遇到的疑难问题给予了详细解答。

指导组在礼县测区室内查看了测区1:5万实际材料图及1:1万关子镇构造混杂岩带专项地质图，对目前填图工作存在的相关地质矿产问题提出了宝贵的指导意见。同时指出，区调填图的核心是实体（岩性-构造）填图，图面表达必须依据野外地质事实，尤其强调要将混杂岩中岩块的运动学机制表示出来，不平均使用工作量，突出重点并着重开展点上的精细研究工作，以便于在面上铺开。应当深刻领悟地学知识活学活用，不能照本宣科，生搬硬套。同时，建议项目组运用不同波段合成的遥感影像开展地质体和构造解译、无人机填图等先进技术手段，提高项目执行的工作效率，着重解决图幅内重大科学地质问题。

随后，指导组前往工区野外现场进行指导，就复杂的构造混杂岩带填图方法、研究现状等实地为大家系统仔细的讲解，着重指出了糜棱岩的识别、剪切带糜棱岩与片麻岩（老基底）的区分、糜棱岩与韧性剪切带的互相从属关系等特征进行了细致入微的讲解。剪切带糜棱岩化是细粒化、强韧性变形的变质变形的过程，一般剪切面理倾角较陡，岩石在较高温压条件下发生统一的韧性剪切变形及重结晶，岩石之中发育“旋转碎斑”、“云母鱼”、“S-C组构”、“矿物拉伸线理”、“鞘褶皱”等显著特征，这些特征能反应剪切带的运动学方向，相关信息应在地质图上正确予以表达。另外指导组还现场讲解了如何识别“基质”、“岩块”特征，如何研究其运动学方向，手把手指导全体技术人员关于构造混杂岩带野外素描图的绘制等工作，提醒项目组在对远洋沉积岩开展微体古生物的年代学研究。

在合作测区，指导组进行了实地检查和现场指导，指出要将已经填绘出的多期构造在空间上进行配套，确定导矿构造、容矿构造之间的接触关系；此外，还对项目组识别出的海底火山进行了检验确认，指导项目组划分火山岩相，在剖面和平面上对海底火山进行详细研究。

此次指导组一行为项目组人员传达了自然资源部中国地质调查局最新的区调要求和规范，肯定了项目组所取得的成果并指出了存在的问题。指导组的现场指导和启发，使项目组成员在正确客观识别和分析各种地质现象、信息等方面得到了较大提升。

近日，北京探矿工程研究所研发的“一种高温高压和低温高压流变仪”获国家发明专利授权，专利号ZL201711364549.9。

探矿工程所依托国家重大科学仪器设备开发专项“超高温高压钻井液流变仪的研发及产业化”项目，创新研发了耐酸碱盐腐蚀的高温高压测试腔、外环式强力磁耦合旋转驱动装置和非接触式高精度粘度测量装置，配套开发了高可靠性自动测控软件系统，攻克了高温高压动态密封和高精度粘度信号测试等多个难题，成功研发了该高温高压和低温高压流变仪，可测量钻井液、压裂液等样品在高温高压（320℃、220MPa）和低温高压（-10℃、220MPa）条件下的流变性能，并通过了异地测试和可靠性测试。

该成果已取得多项转化应用成效。一是服务青海共和干热岩科技攻坚战GH-03井钻探工作，对200℃、50MPa环境下的高温钻井液流变性进行了现场测试，为优化超高温水基钻井液的配方和性能提供了依据，保障了工程的顺利实施。二是已有2台成套样机实现转化，用于支撑中石油等单位高温高压深井钻探现场。三是已为多所高校、研究机构提供了高温高压钻井液流变性测试服务。

下一步，项目团队将开展小型化、系列化流变仪研发工作，为地球深部探测与矿产资源勘查、天然气水合物试采等钻探工程提供支撑。

地球是一个直径为6000多千米的实心球体，从地面到地球中心的距离比从北京到海南岛2倍的距离还要远。地球由地壳、地幔、地核三部分构成，整个结构就犹如一颗半熟的鸡蛋：蛋壳好比地球的地壳，其物质状态为固态；蛋白好比地球的地幔；蛋黄好比地球的地核，物质状态为液态。地表以下平均每100米温度升高约3℃。科学家研究显示：地核与地幔边界的温度大约为3700℃，而地核内部温度可能高达5000℃，几乎与太阳表面一样炽热。因此，地球内部蕴藏着惊人的热量，其中一部分地热资源便以干热岩的形式埋藏于其中。

一、干热岩是什么？

早期，干热岩通常是指温度高于200℃，埋藏于距地面2000米以下的无裂隙的岩体，主要是各种变质岩或结晶岩类岩体。伴随着干热岩勘测和开发的深入，干热岩的概念有了更为广泛的外延。只要岩体温度高，埋藏深度合理，内含流体较少（或不含流体），能用各种技术手段提取其中的热量，均可称为干热岩。

干热岩属于地热资源的一种，被誉为“来自地球母亲的温暖”。地热资源是一种来自地球内部的热能资源，温泉便是我们日常生活中最熟悉的地热资源。关于地热的来源，有多种假说。一种假说认为，地热主要来源于地球内部放射性元素衰变释放出的热能。还有一种假说认为，地热来源于地球自转产生的旋转能以及化学反应、岩矿结晶释放的热能。而在地球的发展演化过程中，产生的热能总量超过地球散逸的热能，巨大的地热能便储存于地球内部，等待人们去开发。

相比当前已开发利用的各类能源，干热岩具有无可比拟的优势。与煤炭、石油和天然气等传统化石能源相比，干热岩是一种清洁的可再生能源，不会产生污染环境的有害物质。与太阳能、风能、核能等新能源相比，干热岩的稳定性好，不受季节气候昼夜条件的限制。此外，干热岩的成本低，干热岩发电的成本仅为风力发电的一半，只有太阳能发电的十分之一，和煤炭发电的成本相当。

干热岩是无处不在的资源，分布几乎遍及全球，从理论上说，随着地球向深部的地热增温，任何地区达到一定深度都可以开发出干热岩，因此干热岩又被称为是无处不在的资源。但就现阶段来看，由于技术和手段等限制，干热岩资源专指埋深较浅、温度较高、有开发经济价值的热岩体。因此，当前的干热岩开发更多地着眼于这些地区，它们位于全球板块或构造地体的边缘，构造活动剧烈，是地球释放内部能量的主要区域，地热资源十分丰富。

我国干热岩分布广泛，特别是东北地区、华北平原、东南沿海地区、西北地区均具有丰富的干热岩资源，具有很大的开发潜力。以高温干热岩体的发现地青海共和盆地为例，其干热岩理论资源量折合标准煤6303.05亿吨，以其2%作为可开采资源量计算，折合的标准煤是中国2016年能源消耗的3倍。

干热岩不但储量丰富，还可以循环利用。开发干热岩时，加热产生水蒸气的过程会使岩石温度降低，但地心的炽热岩浆会重新加热这些岩石，从而实现干热岩的周期性循环利用。

二、“石头”也可发出电来？

目前，人们对干热岩的开发利用，主要集中在干热岩发电。干热岩开发利用的核心是建立增强型地热系统（EGS工程）。首先从地表往干热岩体中打一眼井（注水井），将井口封闭后，注入高压清水，此时井底能够产生非常高的压力，该压力足以将致密的岩石压裂形成复杂缝网，或将岩体中的天然裂隙扩张形成更大的裂缝；随着清水的不断注入，裂缝不断增加、扩大，并相互连通，最终形成一个体积庞大的人工热储（类似一个巨大的鸟窝）。在距注水井合理的位置再钻几眼采出井，通过控制井眼轨迹，使采出井能够贯穿压裂缝网。整个EGS工程，通过注水井（回灌井）将低温水注入到人工产生的、张开且连通的缝网中，低温水与高温岩体接触被加热，然后通过采出井便将岩石裂隙中的高温水、汽提取到地面，取出的水、汽温度可达150～200℃，通过热交换及地面循环装置用于发电，冷却后的水再次通过高压泵注入地下热交换系统循环使用。整个过程都是在一个封闭的系统内进行。

以法国东部阿尔萨斯地区的一座干热岩发电站为例，工作人员在这里钻了三眼深井，一直钻到地表5000米以下的基岩中。发电时，用水泵以每秒100升的速度从中间的注水井向地下灌冷水，这些冷水被干热岩加热成约200℃高温的水蒸气，从另外两眼生产井抽出地面，送入一个热交换器，并在热交换器中驱动涡轮机发电。整个转换过程消耗的总电量，只相当于发电站发电量的20%。

增强型地热系统的开发和利用主要是建造两个子系统：地下人工储层和地面发电系统，二者都需要多项技术的运用和集成。其中，创建地下人工储层是目前研究的焦点。

三、我国干热岩勘查开发现状

我国干热岩资源潜力巨大，开发前景广阔，是极具潜力的战略能源，但是我国干热岩勘查与开发起步晚，在干热岩形成机制、分布情况、热储特征、评价方法、勘查开发技术等领域仍存在较多尚未解决的问题。

为推动我国干热岩勘查开发，2013年以来，中国地质调查局先后在东南沿海地区、松辽平原地区、华北地区和青藏高原等重点地区实施了干热岩勘查。2014年，中国地质调查局与原青海省国土资源厅共同组织实施的青海共和盆地干热岩勘查钻获干热岩，填补了我国一直没有勘查发现干热岩资源的空白。2017年5月在共和县恰卜恰镇完井的GR1干热岩勘探孔再获温度新高，取得了一批重要成果，为我国进一步开展干热岩勘查开发研究打下了重要基础。在此基础上，中国地质调查局围绕国家清洁能源需求，加大力度在青海共和推进干热岩资源的试验性开发。

干热岩开发利用的技术原理虽然简单，但实际应用过程中仍存在大量的技术性难题，例如在干热岩中钻井，对钻杆、钻头的寿命以及具有“钻井血液”之称的泥浆稳定性都是极大的挑战；而地层中含有大量的矿物质，在干热岩开发中，被气化的矿物质会重新在井壁结垢，类似血管中的“血栓”，沉积时间一久很容易将开采通道堵死。面对众多的技术性难题，科研人员唯有加快技术探索的步伐，才能在这场国际能源竞赛中拔得头筹！

（作者单位：自然资源部中国地质调查局北京探矿工程研究所）

从9月12日起航算起，自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局“海洋六号”科考船已经在西太平洋上持续作业一周。继海底摄像、“海马”号ROV投入作业之后，又一海底地质调查的主力军——深海浅钻设备登场亮相。在接下来近一个月的工期中，深海浅钻将承担获取海山区富钴结壳及基岩岩芯的重任。“深海浅钻作业是本航次的‘重头戏’，计划完成1.5米和6米两种共70余个测站的钻探任务，难度和压力不小。”航次首席科学家王海峰表示。

兵马未动粮草先行

9月17日一大早，听说深海浅钻作业即将展开，记者赶忙抓起相机奔到后甲板作业区。前几日晴空万里的好天气不见了，连绵细雨伴随着阵阵海风，涌浪让船体的摇晃更加明显。后甲板上，四五名调查人员正围着黄色的钻机，为它进行入水前最后的全面“体检”。

“浅钻设备外表粗旷，内部精密部件众多，由于已有几个月没有使用，水下照明系统、摄像头、液压系统、阀箱、钻具等关键部件涉及的油路和电路，必须经过仔细检查，否则很容易出现设备损坏甚至安全事故。”调查人员肖锐说。

经过一上午的排查，调查人员发现阀箱有故障，需要替换备用阀箱。所谓阀箱，是一个长相类似路由器的方盒子，连接有控制钻具转速、钻进提钻动作以及钻机姿态调整的十几根线路。“可不能小看这不起眼的阀箱，钻机的一切动作全靠它，相当于钻机的神经中枢。”调查人员姜振军说。记者看到，调查人员在连接线路时格外小心谨慎，因为一旦连接错误，必将导致钻机无法完成调查人员发出的指令。“应该把线路连接的示意图做出来，以后照着图纸就不用担心出错了，效率还高。”姜振军一边操作一边总结着经验。

16时许，钻机准备就绪。在绞车的牵引和调查人员拉紧的止荡绳的合力下，这个庞然大物终于平稳地进入水面，慢慢消失在深蓝的海水之中。调查人员稍作喘息，快步来到位于四楼的地质取样工作室，隔着屏幕操纵钻机的一举一动。

精准操控精确取样

记者看到，操控钻机的电脑屏幕上密布着控制按钮，各种参数和指针令人眼花缭乱。绞车操作员将操纵杆轻轻上推，缆绳的长度不断增加，钻机也随之不断下放。过了近1个小时，钻机即将着在2500米左右深的海底。调查人员任自强熟练地打开了照明系统和摄像头，大屏幕上立即显示出海底的影像。随着钻机的成功着底，他启动了3000伏的高压供电，并轻点“低速正钻”按钮。屏幕上立即腾起了黑色的烟尘。“这里肯定有结壳！”王海峰向记者介绍着经验，“黑色烟尘表明打到了金属结壳，如果烟尘是白色的，说明打到的是沉积物。”随着钻具的高速旋转，钻进深度的刻度尺不断下移，逐渐达到了一米以上。“可以了，收上来吧！”首席助理陈宗恒一声令下，调查人员关闭了高压供电，在发出提钻指令后，钻具缓缓从海底里拔出，随着揽绳的回收，离开了海底。

在绞车收揽的过程中，深海浅钻项目负责人陈家旺向记者介绍了今年浅钻设备的不同之处。据介绍，“海洋六号”执行大洋科考任务以来，深海浅钻作业已经持续了9年，但以往的浅钻设备故障频发，作业效率和效果都大打折扣。“我们今年对设备进行了全方位的优化升级，改造了钻进液压系统和控制程序，设备将比以往更稳定、更便于控制。陈家旺说，”此外，钻机今年还新增了防扭推进机构，可以通过屏幕实时监测并控制设备姿态，有效防止钻机扭动造成光缆受损。”

为地质资料库再添宝藏

当绞车回收至200余米，调查人员已经抑制不住激动的心情，纷纷跑到后甲板等待钻机出水。钻机平稳地落在后甲板上后，调查队员将钻具取下，并小心地将样品从钻具中取出。记者看到，样品长69厘米，顶部有6厘米左右的黑色结壳，其余部分是白色的基岩。据王海峰介绍，白色基岩为生物礁灰岩，致密坚硬，中间还夹杂着贝壳等生物痕迹，对于研究富钴结壳资源评价及早期成矿背景颇具价值。

或许是受到了外力作用，样品断裂成了五段，负责地质描述的黄慧耐心细致地将样品拼接好，拍照、测量长度、填写样品描述表，在完成一系列标准流程后，轻轻地用保鲜膜将样品包好，装入包装筒并贴好标签。至此，一件珍贵的海底岩芯样品完成了登记入库，为海洋地质调查研究增添了新的宝藏。“从钻机入水到登记入库，一次成功的浅钻取样需要耗费4～5个小时，‘海洋六号’的调查队员们采取三班轮换制，24小时连续奋战在工作现场，确保航次调查任务顺利完成。”技术负责胡波介绍。

浅钻作业时间紧、任务重，钻机高负荷运行，故障随时可能出现。当进行到第7个站位时，钻机出现了电机故障无法正常作业。经过钻机保障组20个小时的紧急抢修，目前故障已经排除，钻机重新入水作业。

为丰富职工业余文化生活，增强职工身体素质，2019年1月7日-18日，自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所举办了2019年职工乒乓球赛。

比赛以男单、女单及双打的形式展开，采取五局三胜的淘汰制。持续两周的比赛紧张而刺激，选手们技巧精湛，直拍、横拍、扣球、旋转球、弧线球等让人眼花缭乱；发球抢攻、正手对攻、底线对拉等让人目不暇接。乒乓球在球桌上快速地旋转飞梭，观众们不时爆发出热烈的喝彩声。

本次乒乓球赛共有40余人参与，覆盖全部工会小组。最后，第二、第五、第一和第三工会小组获得前四名。

比赛促进了岩溶所干部职工间的互动交流，增强了职工们的凝聚力和向心力，在全所上下营造出了团结向上、积极进取的良好氛围。

蔡家品，教授级高工，自然资源部中国地质调查局北京探矿工程研究所（以下简称探矿工程所）海洋地质调查钻探室（金刚石钻头技术研发中心）主任。

他不认为自己有什么“远大抱负”，“碰到问题就解决问题，这就是工作的最大意义。”然而，就是这样一个自认为“没有抱负”的人，却被评为中国地质调查局杰出人才。

在中国的油气钻探领域，蔡家品的名字几乎就是一张名片，不认识他的人很少。地质人长期在野外工作，身上难免会有些江湖习气。在油气钻探这个江湖中，大家都直呼他“老蔡”，钻探过程中遇到难以解决的问题，想到的总是“赶紧把老蔡喊来”。

蔡家品一直致力于钻具的研究，他带领团队研制的海洋地质调查取样工具及天然气水合物保温保压取样钻具，解决了我国在深水及超深水取样难的问题，均为国内首创，具有自主知识产权，填补了国内空白，打破了国外在该领域的技术垄断，为我国在海洋地质调查、资源勘查（含天然气水合物勘查）及工程勘察提供了技术支撑。

此外，团队研制的孕镶金刚石钻头，有效解决了在地质及油气勘探开发中，钻头寿命短和机械钻速低的难题。特别是大直径的孕镶金刚石钻头，已成功替代国外同类产品，成为国内施工方的首选。

在项目实施技术创新研发中，蔡家品始终重视青年技术人员的成长，强调团队意识，已初步建设一个在碎岩工具和海洋取样技术方面（特别是海洋天然气水合物取心技术方面）技术一流、凝聚力和战斗力强的优秀团队。

最初的追求是跳出农门

约访蔡家品，是一件并不容易的事。记者从约访到采访成功，经历了40多天的时间，因为他实在太忙，总在野外帮地勘单位处理一些钻探上的难题。可以说，在钻探领域，他已经“玩”得风生水起，很难有时间歇息。

那天，记者好不容易“逮”着他了，见面时的蔡家品，不免显得有些疲惫。但即使是这样，记者也不可能放过这难得的机会。

老蔡也乐于奔跑，手机一响，立刻就打包走人往机场赶，一年到头在办公室也待不了几天。这样的生活状态，他早已经习惯了。就像他说的，在北京待上几天没有电话接，心里反而空空的，有点儿无所事事的焦虑。

这就是蔡家品，一个忙碌得坐不住的人，一个把忙碌当乐趣的科技工作者。

实际上，就像许许多多农村长大的孩子一样，要说那时有什么崇高的理想和追求，未免有些虚伪，发奋念书的目的就是为了跳出农门。蔡家品来自湖北农村，之所以认为自己没有远大的抱负，也是基于同样的目的。“只要是拿工资吃饭，在农村人看来就是有出息了，再说农村长大的十几岁的孩子，没有什么见识，谁会去计划将来会干什么呀。”

海上作业中的蔡家品

就是因为没有什么崇高的理想和抱负，1984年，蔡家品高考结束，加之分数不算太高，高中的授课老师让他填报个地质类的专业，说这样容易录取，将来也好找工作。于是，他就听了老师的，填报了成都地质学院探矿工程专业。从此，他便与探矿工程结下了不解之缘。

在大学学习期间，蔡家品越来越觉得这个专业很有意思，因为年轻人都有一种放浪的心理，将来毕业了，可以一天到晚泡在野外，纵情于山水，诗意而又浪漫，多美的差事呀。于是，他发奋学习。1988年，蔡家品以优异的成绩毕业，被分配到了原地质矿产部探矿工程研究所。

蔡家品很感激高中时的授课老师，他确实没有骗他，学地质类专业不但好找工作，而且还被分配到了一个在北京的国家部委所属科研机构，在成都上学，能进北京，已经很了不起了，他觉得自己简直太幸运了。

进了国家部委的科研机构，担任超硬材料研究室助理工程师，同届毕业的同学们的羡慕是可以想象的，蔡家品也觉得自己不是一般的牛，有点平步青云的眩晕，一股为国奉献青春的豪情油然而生，这种感觉真是爽极了。

跟探工所三十年的不了情

到今年为止，蔡家品在探矿工程研究所已经摸爬滚打了整整30年。弹指一挥间，蔡家品从一个意气风发的青年长成了一个成熟稳重的中年，从小蔡混成了老蔡。

实际上，蔡家品也并不认为自己有多么高尚，多么有热爱事业的情操，在探矿工程所改制的时候，他也一度想过逃离。要知道，一个被财政拨款养着的科研机构，突然要改成到市场上找饭吃，这种心理的撞击是难以形容的。

20世纪90年代，是地勘行业的低谷，尤其是地勘单位属地化，钻探任务锐减，很多打钻找矿的专业技术人员，受生活所迫，靠副业养家糊口，养鸡的养鸡，养猪的养猪，彼时的状况，让一直致力于钻具研究的蔡家品，心里油然而生出一种“英雄无用武之地”的没落感。

此时，科技体制改革，原地质矿产部探矿工程研究所更名为北京探矿工程研究所，看似改变不大，干的活也还是原来的活，但这样的改变，却将一个铁饭碗变成了一个泥饭碗，随时可以摔破的。能不能在市场上找到饭吃？这样的恐慌与疑惑，一时压得人喘不过气来。

是去？是留？对于还是踌躇满志的蔡家品来说同样是种折磨。而此时的蔡家品，已经是超硬材料研究室主任助理、工程师，到外面不可能找不到待遇更好的工作。当时，探矿工程研究所正在搞金刚石钻头技术的研发，作为所里钻头技术研发的中坚力量，一旦离开，于单位于个人，都不是一个好的选择。

所里的领导早就看穿了蔡家品的心事，当面找他聊了很长时间，并语重心长地跟他说：“小蔡呀，留下来吧，拨开云雾见天明，这里才是你施展才能的地方。”

人在彷徨的时候，是需要一个长者赋予精神力量的。加上对一起共事多年的同事们的不舍，蔡家品于是也就留了下来，这一留就留到了现在，风风雨雨中走过了30年。

有幸觅获一得力助手

搞科研工作，能获得一名得力助手，是可遇而不可求的事。阮海龙的到来，如同激活一池春水，让蔡家品的团队一下子更加活跃了起来。

阮海龙，高级工程师，探矿工程所海洋地质调查钻探室（金刚石钻头技术研发中心）副主任，中国地质调查局优秀人才。

阮海龙并不觉得自己干的事有什么高大上，他认为，研发出来的东西，能解决实际问题，能拿到市场上利用，能为单位赚钱，说得漂亮一点，就是成果转化能生出效益来，这事就算妥了。

蔡家品深知，搞科研要有一个多专业技术人员组成的、互相密切配合的创新团队，并付诸持之以恒、坚持不懈的努力。个体的力量是有限的，但由多个个体组成一个知识结构合理、团结的战斗力强的团队，就可以发挥巨大的能量。

阮海龙在海洋地质十号钻探船上

阮海龙是个80后，2006年毕业于中国地质大学钻探专业，在随后读研的几年中，一直跟随在蔡家品左右。阮海龙出生于浙江农村，之所以爱上钻探专业，很多的想法与当初蔡家品大学时代的想法几乎不谋而合。后来参加工作后，才知道一切并非想象中的那么浪漫，那么有纵情于山水之间的诗情画意。

研究生毕业后，阮海龙留了下来。对于自己专业的发挥，他觉得这是个再好不过的平台，加上蔡家品像老大哥一样对他的关爱，工作配合起来的那种“心有灵犀”的感觉，让人特别爽。很快，阮海龙就成了蔡家品团队的得力干将，并挑起了副主任的重担。

从某种意义上讲，蔡家品和阮海龙的组合，几乎是天撮之合，这也为后来这个团队攻克一个又一个难题积累了创新的能量。这个科研团队一共15个人，大多都是80后，最小的1992年出生。

年轻人的思想总是活跃的，科学有时就需要年轻人的浮想联翩，灵光一闪中激发出新的解决方案。每逢技术讨论会，蔡家品和阮海龙最喜欢干的事，就是让年轻人争吵起来，因为人在激烈的争论中脑子会飞速旋转，激发出隐藏于大脑中最潜在的智慧。

决不能让外国人牵着鼻子走

探矿工程所一直以服务国家重大战略需求为科研方向，近些年来，特别在服务油气钻探领域发挥了积极作为。研制的孕镶金刚石钻头有效解决了在地质及油气勘探开发中钻头寿命短和机械钻速低的难题，特别是大直径的孕镶金刚石钻头，已成功替代国外同类产品成为国内钻探队伍的首选。

1999年～2001年，中国地质调查局科技人员首次在南海西沙海槽发现了显示天然气水合物存在的地震异常信息（似海底地震发射波“BSR”）。2002年，国务院批准设立我国海域天然气水合物资源调查专项。

尽管随后我国在海域天然气水合物钻探上获得一系列突破，但令人尴尬的是，我国海底钻探取样却一直依赖于国外技术，国内几乎没有哪一家机构在此项技术上有所进展。因此，不得不让外国人随意开价。

团队合影

眼睁睁地瞅着外国人收取那么高的价钱，而中国人又毫无办法，这是一种什么样的感觉？作为从事钻具研究近二十几年的科研团队的带头人，蔡家品心里很不是滋味。其实当时的想法很简单，就是一定要打破外国人在该领域的技术垄断，把国外同类技术挤出去，这钱应该由中国人自己挣。

实际上，对海洋钻探取样技术的了解,蔡家品最早是通过参阅了DSDP、ODP、IODP及IODP-china等网站与书面文献的大量资料，了解了国外在深海钻探技术所取得的成就以及今后发展的方向。当时他还在想，他的团队一直在陆地搞钻头和取心工具，什么时候也拓展到海上去发挥探矿工程研究所应有的作用。

谈及被外国人卡脖子的事，作为蔡家品团队副手的阮海龙，脑子里多次泛起那个场景。那是一次随船出海的钻探作业中，几个帮忙取样的外国人，突然停下手中的活，将项目组的负责人叫过来，咕噜了一阵后，微笑着把旁边的其他人都驱赶开，然后才实施取样作业。

阮海龙打听到，刚刚的一阵咕噜，是外国专家在关键的时候故意捏你一把，要求项目组提高取样价钱。事情都到了这个份上，不答应的话，之前的作业等于是废了，项目组只好答应了外国技术人员的要求。之所以把其他人都驱离，就是为了对中国人严格保密，不想让中国人看到他们的作业程序。作为一个钻探专业的毕业生，阮海龙内心被深深地刺痛，同时也滋生出深深的责任感，“这活应该由我们来干。”

机会终于来了，2010年8月，中海油服承担的国家科技重大专项——“大型油气田及煤层气开发”子课题“深水随钻取样器设计和制造技术研究”负责人找到了北京探矿工程研究所，经过多次深入交流，最终同意由蔡家品的团队来承担这个课题。

不久后，又从中国地质调查局传来好消息，为解决海洋钻探取样难题，中国地质调查局设立专项资金，将《海洋地质调查钻探取样器具及工艺研究》列为科技攻关项目，起止时间为2011年1月到2012年12月，蔡家品作为项目负责人，负责整个项目的实施。

这真乃好事成双。蔡家品和阮海龙以及他们的团队尽管异常兴奋，但这样的科研项目，能否在短期内取得突破，心里实在没底。

此时，从接手中海油服“深水随钻取样器设计和制造技术研究”课题，距项目结题时间不到一年（这个项目计划是3年），而且研制的随钻取样器要通过海试应用。时间紧、任务重、压力大，团队经过慎重考虑，最终接下这项任务，因为这是他们下海非常难得的机遇，也是拓宽他们技术领域绝佳的机会。

经过团队的共同努力，2012年4月，从海洋石油708号深水工程勘察船传来好消息，北京探矿工程研究所研制的TK系列深水随钻取样器搭载海洋石油708号深水工程勘察船，在中国南海番禺区块水深约200米、6级风、涌浪3米的条件下，高效率、高质量地完成了孔深10米（PY34-1-PL10-BH）全孔取样作业和孔深300米（PY34-1-CEP-BH）分段取样作业，一举打破我国海洋钻探船钻孔深度、取样深度两项纪录。

本次试验还检验了北京探矿工程研究所为海洋钻探取样专门研制的抗涡动金刚石复合片钻头。结果表明，该钻头在作业过程中钻进效率高、成孔质量好、地层适应性强，完全满足海洋钻探各种复杂工况的要求。

这意味着，这项由国外垄断的深海钻探取样技术，已被中国地质调查局北京探矿工程研究所的科研团队彻底打破，取样成本只接近外国专家取样的一半。

保温保压取样钻具破题

天然气水合物是甲烷气与水在高压低温条件下类冰状结晶物，大家形象地把它叫做“可燃冰”，一旦温度升高或压力降低至一定程度，甲烷气则会逸出，固体水合物便趋于崩解。如利用常规取心（非保压取心）设备将含天然气水合物沉积物从海底取至海面时，压力或温度的变化会导致天然气水合物分解，这会扰动沉积物，有时会使岩心遭到完全的破坏，分解成一堆泥浆。

由于天然气水合物存在环境和性质的特殊性,使用保温保压取样技术成为获得原位天然气水合物最有效的方法之一。保温保压取样钻具是获得天然气水合物真正物化特性的主要器具。而当时，这项技术也一直被一些西方少数几个发达国家所掌控。

在突破深海钻探取样技术后，蔡家品和他的团队就开始讨论研制保温保压取样钻具的可行性，由于想取到大直径岩心，当时初步设计按照翻板密封来进行，很有挑战性，但是在翻板密封的方式上有不同的意见，最后蔡家品决定两种方式同步进行，根据室内试验的结果再来选定，整个工作有条不紊。

实际上，保温保压取样钻具的研制难度是非常大的，当时，有关单位依托863项目也在试制研发，项目进程采取了严格的保密措施，他们具体进展到什么程度，外界一无所知。但在2014年3月初，国内一家海洋油气勘查单位突然通知蔡家品，他们计划在4月初出海给相关单位搞保压工具的实验，问蔡家品团队的进展如何，可以免费搭载试验。蔡家品觉得这是一个难得的试验机会，在他和阮海龙的带动下，团队成员加班加点赶进度。

在室内实验过程中，团队成员充分发挥智慧，对在海试中可能遇到的复杂情况做了充分的预判。比如，海底的泥沙对管子的摩擦，提起钻管过程中的卡管等，一切可以预判的状况，都在实验室中模拟完成。这段时间，团队成员深夜加班加点是家常便饭。为了给这帮年轻的队员鼓劲打气，常常干到晚上十一二点的时候，蔡家品和阮海龙便带着所有的加班人员上街烤羊肉串，喝个啤酒，然后又接着干。

由于这样的钻具是自我研发的，所有的部件不可能在市场上轻易买得到，团队成员大都学会了车工，所有的零部件几乎都是他们自己一点一点地车出来的。阮海龙跟大家自嘲，将来失业了，大家都是一个优秀的车床工人，工作随便找，饿是饿不死的。

在团队所有成员的共同努力下，终于按照海洋油气勘查单位的要求时间把钻具运到船上参加海试，这次试验的结果初步保温保压成功，对方未成功。之后，团队又回来在室内做了大量的技术改进及试验工作，于2014年7月由蔡家品亲自带队参加海试，也是与对方PK，结果是探矿工程所完胜。

2014年9月，海洋油气勘查单位专门安排一个航次到天然气水合物靶区取样，蔡家品团队再次很好地完成了任务，这是我国首次采用国产装备成功提取到保压天然气水合物样品，为我国“十三五”开展天然气水合物勘探及试开采提供了有力的技术支撑。

在自然资源部中国地质调查局所属的地质环境监测院与油气资源调查中心工会的共同倡议下，2017年两家单位成功举办了篮球友谊赛，结下了深厚的体育文化情谊。近日，经两家单位工会筹备，再次举办了乒乓球友谊赛。

12月13日下午，环境监测院纪委书记、工会主席带领院乒乓球赛男女前五名同志前往油气中心，油气调查中心参赛队伍由党委书记带队。为增强专业性，油气调查中心聘请了乒乓球国家二级裁判和二级运动员分别作为主裁和副裁，制定了兼具公平和趣味性的比赛规则：单打五局三胜，抽签确定对手，四组男单三组女单分别交叉进行。

比赛在双方致辞、主裁判宣读规则后正式进行。根据抽签结果，第一场男单比赛在油气中心的赵奇书记和环境监测院的施韬主任之间展开。双方实力相当、战况激烈、比分胶着，经过五局激战，赵奇书记利用其发出的侧上旋球和刁钻的落点出奇制胜，拿下本场比赛。场下观众的喝彩和掌声不断，外加场外指导、分析、点评，真正体现出实战练兵的意义！第一场女子单打也是强强对抗，环境监测院惜败。第二场男子单打是环境监测院的男一号郗富瑞，对方也是一名能推拉搓打的全面型选手，双方上演了一场更高水平更具观赏性的较量，最终环境监测院拿下这一场。后面的比赛运动员的认真和观众的热情丝毫不减。最后，环境监测院以4:3的略微优势赢得这场比赛。

正式比赛结束后，球员们都意犹未尽，又组织了女双、男单、男双单项赛。更有环境监测院男一号郗富瑞和副裁乒乓球国家二级运动员的巅峰对决！双方打出不可思议的提拉和旋转，把国球的精彩发挥得淋漓尽致！

比赛中，运动员充分表现出“友谊第一，成绩第二”的风格，展示了老中青运动员均具备的朝气与活力，完美诠释了“挥洒汗水、赛出水平、打出精彩”的宗旨。这次比赛的成功举办，得益于两家单位工会的联合努力和主办单位工作人员的付出。再一次的成功联谊，加强了环境监测院与油气调查中心之间的体育文化交流，增进了职工间的友谊，培养了团结协作精神，更坚定了两家单位今后继续联谊的热情和信心！

自然资源部中国地质调查局北京探矿工程研究所长期从事高温地热钻探技术研究，有效破解了高温钻探技术难题，研发了永磁直驱顶驱钻机、全金属涡轮钻具、孕镶金刚石钻头、高温钻井液、钻井液处理系统等多项技术成果，初步形成了高温钻探装备、技术体系，相关技术在西藏羊八井、羊应乡、雄安新区、青海共和干热岩工程、惠热I井干热岩钻探等高温地热（干热岩）钻探工程中广泛应用，有效的促进了新型清洁能源钻探调查进展。

1. 高温硬岩复合钻进技术

为提高高温地热（干热岩）钻进效率，探矿工程所针对高温硬岩钻探特点研制了耐高温高转速全金属涡轮钻具和高温硬岩孕镶金刚石钻头，可满足300℃高温钻探需要，具有耐高温、高转速、长寿命等特点，采用涡轮钻具配合金刚石钻头复合钻进技术可有效破解高温硬岩钻探技术难题。

2、高温钻井液技术

高温钻井液技术是高温地热钻探关键技术之一，探矿工程所针对干热岩钻探特点，研发优选了多种抗高温钻井液处理剂，形成了抗温水基钻井液体系和高温固井水泥配方及工艺，在青海共和GR1井干热岩钻探工程中成功应用，可满足240℃以上高温钻探的需要，有效地破解了高温地热钻探钻井液技术难题。

3、高温钻井液处理系统

经过多年的研究，探矿工程所已形成钻井液固相控制全套技术装备，并开展了冷却及废浆处理系统研究，在解决高温钻井液处理技术难题的同时，有效实现绿色环保无污染钻探施工，为高温地热钻探调查提供装备和技术保障。

4、永磁直驱电动顶驱钻机

针对高温地热钻探特点，探矿工程所自主研发了3000m、3500m系列永磁直驱电动顶驱钻机，具有自动送钻功能，实现无齿轮传动、变频无级调速，卷扬机具有无磨擦刹车、能耗刹车和悬停功能等，实现提下钻遇卡阻开泵回转施工工艺。已成功完成浙江临安页岩气钻探和惠热1井钻进工程施工，节约能源达30%以上。

5. 高温平衡钻井工艺

高温地热钻井面临井涌和井喷的风险，要满足安全快速钻进，需要采用平衡钻进工艺。该工艺采用自主研发的耐高温旋转防喷器系统，可实现井底压力平衡、井口压力控制、带压钻进施工，有效防止漏失、井涌，保护地热储层，提高钻探效率。

6、超高温高压流变仪

依托国家重大科学仪器设备开发专项——“超高温高压钻井液流变仪的研发及产业化”（项目编号2012YQ050242），成功研制出国内首台超高温高压流变仪。该仪器采用了国际先进的外环隔离磁耦合驱动和非接触式扭矩传递测量技术，攻克了超高温高压条件下的动态密封和剪率控制等工程难题，实现了高温320℃、低温-10℃和高压220MPa条件下的高精度粘度测量。超高温高压流变仪的研制成功，象征着国内的流变仪测控技术达到世界一流水平，打破了国外高端流变性测试仪器在市场上的垄断地位，仪器可满足深地科学钻探、深部地热资源钻探的高温高压钻井液测试需求，也能应用于深水或陆域天然气水合物等新型清洁能源钻探用低温钻井液的流变性测试评价。

应用案例1：2015年7月，探矿工程所自主研发的Ф127涡轮钻具，在“干热I井”（国内首口干热岩科学钻井）进行了国内首次涡轮取心钻进实验，钻进平均机械钻速为1.29m/h，与165mm螺杆和转盘钻进方法相比，钻进效率分别提高了30.3%、98.46%、18.34%。

应用案例2：探矿工程所研发的高温钻井液技术和高温固井技术在羊八井北区高温地热田钻探中得到了应用，为羊八井ZK4001高温地热井钻井与完井提供技术支持，获得206℃连续高温蒸汽，为地热电站提供热能，到目前已连续供热近30年。

应用案例3：2018年，钻机在广东惠州进行惠热1井干热岩钻探施工，设计孔深3100m。截止6月29日，已钻进至2308m。该钻机的成功应用标志着我国掌握了永磁直驱顶驱钻机的核心技术，占据了电动顶驱的技术制高点，为深地智能化钻机的研究奠定了坚实基础。

这是一个开放共享的平台。自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局利用我国全新一代海洋综合物探船“海洋地质八号”，为政府行业管理部门、海洋调查同行、海洋工程企业等9家机构提供了一次联合科考的机会。

这是一次深度合作、联合创新的探索。短短的3天航程， 充分展示我国最新一代海洋地质调查装备能力，以“海洋地质八号”船为载体，开展多项调查，共建共享、联合创新的开放理念在不断推进深入。

这是一次跨界交流、创新融合的尝试。来自海洋与渔业行政管理、海洋地质调查、海洋工程技术等多个领域的技术交流，政府管理人员、企业家、学者与一线海洋地质工作者的思想交流、碰撞，正在为加快海洋强国建设打开创新大门。

广州海洋地质调查局：搭建共享开放平台

7月11日-13日，自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局组织共享科考平台首航，“海洋地质八号”搭载行业管理部门、海洋调查同行、海洋工程企业等9家机构的20位专家开展了一次联合科考。

起航前，广州海洋地质调查局局长到码头为共享科考平台首航送行，并发布起航令。广州海洋局局长告诉记者，“广州海洋地质调查局从2018年开始全面实施科考平台共享行动，面向国内高等院校、科研院所等机构开放科考船及大型仪器设备等。希望通过这一平台的开放，为突破制约海洋探测能力的核心关键技术，进军海洋科学和技术制高点提供重要的科考平台支撑。”

今年6月，广州海洋局通过官方网站发出公告，面向国内高校、科研院所等机构开放包括“海洋地质八号”、“海洋地质十号”、“海洋六号”等在内的7艘科学调查船以及船载设备，室内测试、处理等大型仪器设备。业内人士认为，如此大规模的大型海洋基础设施和重点科研仪器的开放共享，在国内并不多见。

“海洋地质八号”是我国新一代三维地震综合科考船，2017年12月入列广州海洋地质调查局，由我国自主设计建造。船装备有6组地震电缆和6排气枪组成的双震源枪阵，未来还可扩展为8缆及8排气枪阵等先进调查设备，具备在全球海域进行三维地震勘探、重力测量和磁力测量等调查作业能力，总吨位约6918吨。入列半年来，已就船舶性能、调查设备等开展了各项试验，正努力形成调查生产力。

起航后，待科考船驶离航道，进入宽阔的海域后，船长张朝贵即组织全船人员开展安全培训，讲解安全规范，介绍科考船安全规章，并由三副示范了救生衣的穿戴方法，各种应急信号等，组织全体人员参与了“弃船”救生演习。

为便于参航单位尽快熟悉科考船环境，开展联合科考，调查部技术负责韦成龙、曾宪军带领参航单位科考队员们参观三维调查设备等。宽敞的仪器房，后甲板犹如巨型炮筒的气枪震源、盘放整齐的巨型电缆、鲜艳黄色的头标尾标，以及带有两翼，具有定位、测深、导航等多种功能的红色“水鸟”等让大家大开眼界，兴奋不已。

此外，航次还安排了海洋地质调查局调查技术手段及三维地震讲座等，介绍海洋地质八号船科考工作原理。“简单地说，就是给海底岩层做CT。”韦成龙说，通过三维地震，可以准确掌握海底立体岩层构造，探测海底石油、天然气等资源储层的具体位置，是钻探海底资源前的必要手段。

多道地震作业是航次的重头戏。7月12日，“海洋地质八号”驶达珠江口外海域细担岛南面工区后开始作业演示，调查作业人员身着橘黄色帆布工作服，穿戴好安全设施，实施现场作业。将尾标、电缆、水鸟等等依次排放入海后，再启动气枪震源，“放炮”，收集地震信号。其他参航单位人员也同样身着工作服、安全帽、工作鞋等，在甲板两侧近距离观摩，现场研讨。三维地震的海上试验从设备下水、监测、地震试验、接收地震信号及回收，耗时12小时。韦成龙介绍，如果到更远的海区开展正常作业时，一般需要排放4条缆，仅水下设备布设就需要48小时。

科考平台全方位的开放，带给管理者、科学家、企业家深度的思考。登船之初，广东帮鑫勘测科技股份有限公司总工程师欧阳永忠希望，“通过这次科考，应该可以把产业链两端打通，更清楚对方怎么工作，需要什么。”3天的随船科考，深圳市智慧海洋科技有限公司董事长崔军红表示“很兴奋，收获非常大，也很震撼”,她认为，中国要实现海洋地震调查装备技术的自主化，必须另辟蹊径，从根本上改进。

创新联盟：推动共建共享

本次科考，也是广东海洋创新联盟组织成员单位开展的首次海上联合科考。因此，除了广州海洋地质调查局主持的三维地震调查技术海上试验外，“海洋地质八号”还搭载了来自创新联盟成员单位的无人船、三维激光扫描仪、旋转磁定位防碰绕障系统等先进装备开展海试。

广东海洋创新联盟成立于2017年9月，由广东省海洋与渔业厅、中国地质调查局广州海洋地质调查局等共同发起组建，是我国海洋领域第一个省级层面的海洋科技创新联盟，旨在推动成员单位间的深度合作、共建共享、共享共赢，支撑服务广东海洋经济强省和国家海洋强国建设。成立以来，收集了23家成员单位的各类可共享资源150项，涉及软件平台、科考船、实验室、大型仪器设备、知识产权及其他科研资源。

联合科考由广州海洋地质调查局与广东省海洋与渔业厅共同组织，广东海洋创新联盟协办，有来自国家海洋局南海调查技术中心、中天启明石油公司、珠海云洲智能公司、广东邦鑫勘测科技股份有限公司、深圳市惠尔凯博海洋工程有限公司、深圳市智慧海洋科技有限公司等单位参加。

除开展多道地震作业演示外，7月11日，珠海云洲智能科技有限公司的“听风者”号多用途无人船在海洋地质码头水域完成400米×200米测区水下地形全覆盖测量，测线总长约10公里。公司事业部负责人唐梓力介绍说，“听风者”号可搭载多波束、单波束、侧扫等不同任务载荷，自主航行，按照设定的间隔在指定海域面积范围内自动完成水下地形测量、水下地貌探测、流量测量、重力磁力场测量、水下目标物寻找等测量任务。

起航当晚，来自国家海洋局南海调查技术中心的高级工程师钱立兵等将提前安装在海洋地质八号船上的三维移动激光扫描测量系统启动，开展了对无居民海岛的三维地形扫描勘测。科考船船以4节航速历时2小时快速获取了担杆列岛的细担岛外侧海域高精度定位定姿数据、高密度的三维点云和导航数据，并通过对三种数据的综合解析，快速获取了部分岛体地形数据，展示了这一系统作业距离远、获取点云数据高效、工作窗口全天候等特点。

7月12日下午，航次还对中天启明石油公司自主研发的旋转磁定位防碰绕障系统进行了试验测试。这一系统使用高精度磁场测量探管和旋转磁场发生器之间距离和位置，在钻井作业中，可配合无线随钻测量系统实现相距数百米的两口井在数千米深的开采层处对接连通，也可以实现在进行多分支井开采时主动防碰和绕障的技术，同时还可用于各种特殊工程如铅垂孔、坑道爆破孔、救援井、平行井等作业时，给予更精确的定位测量。

跨界交流，催生创新的火花

短短三天的科考，联合科考的成员单位围绕航次工作和联盟共建共享机制，组织召开了8场技术讲座，充分展示科技创新成果，探讨航次科考任务，并围绕海洋创新联盟共建共享机制展开座谈，对协同创新、共建共享机制提出体会和建议，着力推广新技术新方法应用，以便更好地融入及服务海洋强国建设。

广州海洋地质调查局副总工程师介绍了科考平台共享的目的意义、开放原则及申报流程等；广东省海洋与渔业厅科技处陈文介绍了创新联盟共建共享机制方案，各参航单位专家分别介绍了海上拖缆三维地震采集观测系统、三维激光扫描水上水下一体化测试技术、海洋测绘现状及进展、海洋工程装备、水声通讯技术应用、磁定位防碰绕障系统、海洋探测无人艇技术最新应用进展等。

国家万人计划学者、中天启明石油技术有限公司董事长石岩峰参航后感慨，单一企业进行海洋科技创新往往有巨大的局限性，创新联盟则提供了科技发展的方向和目标，航次从组织安排、行程设计上，充分体现了创新联盟共建共享的特色，有助于推动成员单位在跨界交流中催生创新的火花。

三天的联合科考，“海洋地质八号”船先进的调查技术、整洁的船容船貌、科考团队敬业务实的精神和良好的服务意识给地方管理部门、联盟单位留下了良好的印象。

广东省海洋与渔业厅总工程师李萍参与了联合科考，她赞赏广州海洋地质调查局开放共享“海洋地质八号”航次，为广东海洋创新联盟各单位提供了良好的联合科考机会。她说，“感谢广州海洋地质调查局提供大家这么好的机会，从中深深感受到海洋地质调查人的理想、抱负和精神，也感受到广东海洋创新联盟成员单位的专业、热情。”她表示，下一步，创新联盟将根据本航次各成员单位的宝贵建议，充分发挥共建共享、协同创新作用，加快共享平台的建设，促进各成员单位间畅通有序、经济合理地共享资源。

广州海洋地质调查局极为重视科考平台开放共享联合科考，党委书记温宁担任航次总指挥率船出航，他说，“加快海洋强国建设，需要加强涉海单位交流合作，取长补短。接下来，我们还将全面开放7艘科考船，充分释放服务潜能，提高使用效率，发挥联合科考优势，促进科技创新和重大成果的实现，深入探索服务自然资源管理，推动海洋强国建设。”