近日，北京探矿工程研究所（以下简称“探矿工程所”）研发的“一种多频电机直接驱动钻井绞车装置及其直接驱动方法”和“一种多频电机直接驱动顶部驱动钻井装置及其驱动方法”获国家发明专利授权。

“一种多频电机直接驱动钻井绞车装置及其直接驱动方法”主要用于深部钻机提升系统，可增强绞车提升能力，已应用于探矿工程所2000米—7000米系列永磁电动钻机绞车装置，并在吉林、江苏、四川等地开展服务，得到合作方高度评价。

“一种多频电机直接驱动顶部驱动钻井装置及其驱动方法”主要用于深部钻机回转系统，具备超大扭矩输出能力，可提升顶驱钻井装置回转钻进和井下复杂情况处理能力。

珍惜矿产资源 科学规划开发路线图

——谈矿业产业发展规划的作用、意义及编制

郭 敏 赵军伟 赵恒勤

对资源型地区来说，矿业在地方国民经济中占有重要地位，矿产资源的开采开发、矿产品加工以及延伸产业对地方经济发展发挥了重要的支柱作用。但随着生态文明建设的不断推进、世界矿业经济增长放缓，社会发展对资源开发提出了新的更高要求。矿业产业发展规划可以统筹协调好地方资源、环境、经济社会发展等各方面问题。

矿业在经济社会的基础地位

矿业是国民经济的基础产业，人类的衣、食、住、行、用、医等以及国家经济、社会建设与发展都离不开矿产资源。能源和原材料矿产是工业必不可少的“血液”和“粮食”。当今世界上，95%以上的能源、80%以上的工业原材料、70%以上的农业生产资料均来自矿产资源。

矿业支撑了我国经济社会全面发展，为经济建设提供了巨大的物质财富。我国是煤炭、铁矿石、铅矿、水泥用灰岩、建筑石料用灰岩等20多种矿产品的全球最大生产国和消费国，一些战略性新兴产业矿产品产量全球占比已从1990年的20%～30%增长到当前的70%～90%以上。目前，我国年矿石开采总量超过300亿吨，在全球矿产品生产和消费中占有关键性的地位。

矿业产业发展规划的作用与意义

矿业产业是依托矿产资源勘查、开采、选冶、加工、贸易等环节的全产业链经济活动，对区域经济社会发展发挥着巨大的带动作用。

矿业产业发展规划是对区域矿业产业发展进行细致而全面的专项规划。它依托区域优势矿产资源，在综合考虑区域经济基础和发展潜力的前提下，从区域特色资源、优势产业出发，因地制宜对矿产业布局做出合理安排，带动其他相关产业协调发展。矿业产业发展规划对加快区域矿业产业发展，将资源优势转化为经济优势，促进矿业产业结构转型升级，提升产业聚集度及辐射力，推进区域经济高质量发展等具有重要意义。

矿业产业发展规划的组成和编制

矿业产业发展规划的内容主要包括规划编制背景（产业发展环境）、区域矿产资源现状及发展基础、产业发展任务与思路、产业链设计、产业布局、规划保障措施等部分。

矿业产业发展规划编制的一般方法和过程为：首先对区域优势特色矿产资源开发、矿产品加工现状、产业发展环境进行广泛深入的调研，根据区域产业基础、特点及发展环境，分析产业发展面临的机遇、挑战及优劣势，预测产业发展方向；其次针对产业发展现状及发展条件，明确矿业产业发展定位，提出发展的总体战略和目标任务；再次提出总体产业布局，主导产业及相关产业类型及规模，细化拟落实的规划重点项目；最后，提出组织管理、资金、技术、人才等方面的措施、建议，以保障规划实施。

矿业产业发展规划编制要点

1.明确产业规划的定位

产业定位是产业发展规划的核心。产业规划编制前，一定要明确规划的定位，依据资源基础，确定产业发展方向。

同时，在规划编制过程中协调好矿业与其他相关产业的关系，如矿产品加工产业与材料产业的发展，以实现产业链融合发展。

2.设计好产业总体布局

产业规划布局是产业发展规划的重要内容，包括产业体系、产业结构、产业链、空间布局等，总体上要做到因地制宜、统筹兼顾、扬长避短、突出重点、综合发展，综合考虑生态环境保护、环境承载力、文物和动植物保护、水源地保护、土地利用等因素。同时在产业规划编制中，需要设置一批规划重点项目，明确项目实施的主要内容、建设空间布局、矿产品结构及方向、投资进度、预期效益等，以保证项目的可行性。

3.重视规划前期调研

矿业不同于其他产业，矿业开发涉及资源、安全、环保等领域，面广且形势复杂。规划编制过程中必须对产业发展现状进行广泛深入调研，研判产业发展形势和潜力，查询了解各种信息，搜集相关资料，需要到当地发改委、工信委、环保局等管理部门了解当地产业政策、招商引资情况、环保要求等，还需要到典型矿山企业调研资源开发现状，为合理安排规划任务、设计产业布局提供切实可行的保证。

4.提出针对性的保障措施

为了保证产业规划实施并达到预期效果，需要一系列可行的、有针对性的保障措施，主要包括规划实施主体的设置与组织管理、政策扶持、投（融）资方案、招商引资、技术改造与研发、人才培养等。结合当地实际情况，规划编制中要落实好如何实施，以获得理想的预期效果。

钨矿的开发利用

张红新 赵恒勤

世界钨矿资源储量比较丰富，地壳中钨的含量为0.001%，具有开采价值的只有黑钨矿和白钨矿。世界钨矿资源主要集中在阿尔卑斯-喜马拉雅山脉和环太平洋地质带。中国钨储量居世界第一，主要分布在中国南岭山地两侧的广东东部沿海一带，江西南部的储量最多。据中国矿产资源报告（2019）的数据，截至2018年底，我国钨矿查明资源储量为1071.57万吨(WO3含量)，约占全球总量的60%。其次为加拿大(29万吨)、俄罗斯(25万吨)和美国(14万吨) 。

我国钨矿地下开采矿山数量和产量都居主要地位，在112座钨矿山中，地下开采钨矿105座、露天-地下联合开采钨矿4座、露天开采钨矿3座。钨矿资源的选矿工艺根据资源类型的不同，存在较大差异。总体而言主要有三种工艺。一是黑钨矿选矿工艺。目前，黑钨矿选矿工艺一般可分四阶段进行回收，即粗选、重选、精选和细泥处理阶段。二是白钨矿选矿工艺。白钨矿资源常与多种钼、铋等有色金属伴生或共生，有用矿物嵌布粒度较细，白钨矿选矿工艺流程以浮选为主。三是黑白钨混合矿选矿工艺。黑白钨矿混合矿属难选矿石，其特点是钨品位低、嵌布粒度细、黑白钨与多种有用矿物密切共生，脉石矿物组成复杂。目前，黑白钨混合矿的选别采用硫化矿浮选-黑白钨混浮-白钨粗精矿加温精选-黑钨细泥浮选的主干全浮流程。

选矿后的钨精矿经冶金工艺制备出高纯的钨锭或钨粉。钨是高熔点稀有金属，具有优异的物理、力学和化学性能，主要用于制备金属加工、石油天然气及其他矿石的开采及建筑领域中各种硬质合金切削工具及钻头，也用于切割用的碳化钨和耐磨材料中，还用于制造重金属合金、电极、电子工业、钢材、特种合金等化学制品。

钨在高技术领域也得到较为重要的应用，高纯硅化钨由于其电阻仅为多晶硅的1/10，在超大规模集成电路中取代多晶硅作为栅电极材料，取代铝合金作为接线材料。高纯钨可取代铅和铝化合物作为集成电路陶瓷零件的线路材料、半导体的电接线和内部连线。钨和钨铜合金可用作硅晶片的散热材料。

钨矿也和我们的生活息息相关的，是制造灯用金属材料中最重要的一种材料。

虽然中国钨矿资源储量丰富，但是由于黑钨矿富矿多、易开采，资源被大量消耗。所以，加强钨矿节约和保护刻不容缓。

加强磷石膏综合利用 促进长江经济带高质量发展

张利珍 张永兴

磷石膏是硫酸与磷矿反应萃取磷酸生产过程中产生的副产物。目前，全国磷石膏累计堆存量达5亿吨，每年新产生近8000万吨，综合利用率不到40%。在“共抓大保护、不搞大开发”的新形势下，应加快磷石膏固废资源化利用，以降低大量堆存带来的环境和安全风险，促进长江经济带高质量发展。

磷石膏“堆”不是办法，“用”才是出路。目前，其“用”的主要途径有五个方面——

一是用于水泥工业，制水泥缓凝剂、硫酸联产水泥。水泥缓凝剂是水泥生产中的添加剂，磷石膏使用量为水泥量的3%~5%。用磷石膏替代天然石膏生产水泥缓凝剂，可有效提高磷石膏的综合利用率。而磷石膏制硫酸联产水泥工艺，在实际生产中难以推广应用。

二是生产石膏建材制品，其中用磷石膏生产建筑石膏是目前磷石膏应用中最为成熟的方法。将预处理后的磷石膏经过干燥、煅烧、陈化等流程制成建筑石膏，以建筑石膏为原料生产纸面石膏板、纤维石膏板等。

三是生产化肥，如硫酸铵、硫酸钾。磷石膏制硫酸铵的原理是磷石膏与碳酸铵反应生成硫酸铵，副产碳酸钙，该工艺技术成熟，生产设备通用，工艺条件易于控制，但是生产费用比单独生产尿素和硝酸铵高很多，工业推广价值不高。硫酸钾是一种重要的无氯钾肥，已工业化的方法是两步法，该工艺反应条件温和、能耗低、投资少、产品质量稳定，但是反应过程中钾的转化率不高。

四是筑路或采空区回填。磷石膏作为一种品质优良的路基填料，在工程建设中使用可不同程度地改善半刚性基层的性能。磷石膏还可用作充填骨料，和黄磷渣胶结重新回填到磷矿山采空区，减少地质灾害。

五是在农业上用作土壤改良剂。将磷石膏加入氮肥中,可减少氮挥发，提高氮肥利用率；磷石膏中含有钙、磷、硫、镁及有机质等农作物生长所需的营养成分，可用作土壤调理剂来调节土壤酸碱平衡，消除碳酸盐对农作物的毒害，解决土壤盐渍化、土壤缺磷等问题，促进农业高质量发展。

磷石膏当前以低值化利用为主，制得的磷石膏产品不仅受有限销售半径内的市场容量限制，而且产品的可替代性大，缺乏市场竞争力，导致应用率相对较低。因此，磷石膏的资源化利用，一方面要在磷石膏规模化消纳技术和高值化利用技术的研发上发力，提高消纳能力和产品价值；另一方面要在磷石膏综合利用产品的推广应用上发力，提高大众认可度。这就需要国家相关部委、地方、科研院所联手行动，共同推动磷石膏的综合利用，实现磷化工产业绿色转型发展，为生态文明建设助力。

全球“钴”事

王威

钴是重要的新能源材料，在现代工业发展中有许多不可替代的用途。钴被美国和欧盟列入影响国家和地区安全及未来经济发展的关键矿物和材料清单，也被我国列入战略性矿产目录。那么钴为何如此重要？它在全球的分布情况如何？

什么是钴

钴，元素符号Co，银白色铁磁性金属，熔点1493℃，沸点3100℃，密度8.9g/cm3，莫氏硬度5.0~5.5。钴比较硬而脆，是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。自然界中含钴的矿物种类超过百种，钴作为基本元素的矿物种类超过了59种，工业上常见的钴矿物有辉钴矿、硫钴矿、辉砷钴矿、方硫镍钴矿、钴镍黄铁矿以及表生矿物中的水钴矿和杂水钴矿等。我国是世界上最主要的精炼钴生产国和钴消费国之一，但钴矿储量仅占全球总储量的1.1%，钴原料大量依靠进口，2017年钴资源对外依存度高达90%。

钴矿开采历史

钴被用于陶瓷和玻璃至少有2600年的历史，古埃及和古罗马及中国唐朝的陶瓷釉料和玻璃制品中就已开始使用钴矿物作为蓝色颜料。钴矿开采从16世纪开始，当时钴矿山主要集中在欧洲，钴矿主要用于生产钴蓝颜料和钴蓝颜料玻璃粉用于陶瓷、玻璃和和绘画。1864年，在法属新喀里多尼亚发现了钴矿，欧洲钴的开采也随之减少。1904年，在加拿大安大略省发现了银钴矿和砷钴矿，并投入生产，使全球钴矿产量大增。1914年在刚果加丹加发现了巨大的铜钴成矿带，1920年其铜钴矿投入生产，从此刚果的钴产量一直居世界首位。

钴的应用领域

钴在众多领域得到广泛应用，钴产品主要以化学品和金属的形式应用于电池材料、催化剂、颜料、高温合金、硬质合金、磁性材料等领域。目前，电池行业是消耗钴最多的行业，钴主要用于制备锂离子电池的正极材料。近30年，高温合金、硬质合金、催化剂、颜料、磁性材料等传统行业对钴的需求平稳增长。近年来，钴在电动汽车动力电池的需求迅速增长。基准矿物咨询公司认为，2026年全球电池材料钴用量也将比2017年电池材料用钴量增长4倍以上，达19.5万吨。国际能源署推测，2030年电动车钴需求量将达到29.1万吨 /年。

全球钴矿资源概述

钴在地壳中的平均丰度仅为0.0025%，地球上已发现的钴矿物多数为共伴生矿，全球钴产量仅有2%左右产自独立钴矿。根据USGS 2019年统计，全球已探明的陆地钴矿资源量为2500万吨，储量为688万吨。在大西洋、印度洋和太平洋底部发现的超过12000万吨的钴矿资源存在于大洋锰结核和大洋富钴结壳中，目前尚未得到开发利用。全球陆地钴矿资源分布广泛，主要赋存于刚果和赞比亚的沉积型层状铜钴矿床，澳大利亚、古巴、菲律宾、马达加斯加等国的含红土型镍钴矿床，及澳大利亚、加拿大、俄罗斯等国的岩浆型镍-铜硫化物矿床中。尽管钴矿分布广泛，但除了摩洛哥Bou Azzer钴矿是以砷钴矿为主矿产的独立钴矿外，世界其他钴矿均作为铜矿、镍矿等矿产的共伴生矿产出，目前只有刚果、澳大利亚、古巴、加拿大、俄罗斯等少数几个国家的钴矿能在经济上加以利用。

全球钴矿资源储量和产量

2018年全球探明的钴矿资源储量为687.5万吨，钴矿产量为13.57万吨。其中刚果金是全球钴矿资源储量最多的国家，也是钴矿产量最高的国家，2018年刚果金的钴矿储量占到全球储量的49.45%，产量占到全球钴矿产量的66.32%，集中度非常高。储量排名第二和第三的国家分别为澳大利亚和古巴，储量占到全球储量的17.45%和7.27%，其他国家的储量都小于5%。钴矿产量排名靠前的国家还有俄罗斯、澳大利亚、古巴，分别仅占全球产量的4.35%、3.61%和3.46%，除了刚果外其他国家的产量占比都很低。

结语

钴是重要的新能源材料，也是重要的战略性矿产，美国和欧盟都将钴列入了影响国家和地区安全及未来经济发展的关键矿物和材料清单。独特的物理化学性质使钴成为航空航天、石油化工、玻璃制造及医药领域的重要原材料，在战略性新兴产业发展中发挥着重要作用。并且，按照全球各国新能源汽车发展规划，全球钴矿长期供给面临短缺的可能。

滨海“宝藏”

雷晴宇

椰林、树影、水清、沙白、海滩，几乎是所有人最喜欢的休闲旅行景观。但很少有人知道，世界上很多滨海区域蕴藏着很多宝贵的矿产资源，比如锆、钛、砂资源。

砂矿，主要来源于陆上的岩矿碎屑，经河流、海水（包括海流与潮汐）、冰川和风的搬运与分选，最后在海滨或陆架区的最宜地段沉积富集而成。锆钛砂就是钛铁矿石与锆英石、金红石与独居石等共生复合型砂矿。

锆钛矿属于稀缺资源，由于锆、钛特殊的金属特性，被广泛应用于精益铸造、高级耐火材料、航空航天等行业，许多国家将其列为战略资源。

地壳中大部分锆呈分散状态存在于许多矿物中，已知含锆的独立矿物有38种，锆英石（ZrSiO4）和斜锆石（ZrO2）是主要的具有工业价值的含锆矿物。锆英石主要赋存于海滨砂矿中，是世界冶炼金属锆的主要来源。斜锆石主要产于碱性火成岩中，与霞石、霓石、磷灰石、萤石等共生。

全球锆资源储量约7400万吨（ZrSiO4），主要分布在澳大利亚和南非，分别占全球储量的63%和19%，此外，印度、莫桑比克、中国和美国等国家也有部分储量。

中国锆资源储量50万吨，占全球储量不足1%，能够开发利用的锆石砂矿主要集中在以海南文昌为代表的东南沿海地区，其中海南的锆石砂矿储量占全国砂矿总储量的67%，占全国锆资源储量的19%，是国内目前惟一能被开采利用的滨海砂矿。中国作为全球第一大锆资源消费国，对锆的需求占比高达52%。然而，中国锆资源十分有限，锆英砂对外依存度长期维持在90%以上，进口最大来源国是澳大利亚。

金属钛作为重要工业战略资源，广泛应用于航空、航天、石油、化工、电力等领域，被称为“现代金属”“太空金属”“战略金属”，是现代工业和尖端科技不可或缺的金属原料。钛工业产业链有两条不同的分支，第一条是钛白粉工业，即钛铁矿→钛白粉，用于涂料、塑料和造纸等行业；第二条是钛材工业，即钛铁矿→海绵钛→钛锭→钛材，用于航空航天等领域。

中国钛矿资源丰富，但多为伴生矿，品位不高，钛精矿进口量呈逐年上升趋势，目前钛精矿对外依存度超过了30%。

目前，全球开发利用的钛矿资源主要为钛铁矿、金红石，以钛铁矿为主。澳大利亚在全球钛铁矿和金红石储量分布中占比均居首位，中国钛资源总量丰富，但钛铁矿多，金红石矿少。

澳大利亚是世界最大的钛生产国和出口国，储量居世界首位。由于澳大利亚的钛矿资源主要位于或靠近海岸，国家土地分配的其他用途导致澳大利亚约有19%的钛铁矿和26%的金红石资源是不可用的。

综合来讲，中国国内锆钛资源有限，而需求量在不断增大，以每年6%的速度增长，国内每年锆、钛矿进口需求量分别达到90%和70%。

在高端化工、航空航天、船舶和电力等行业需求带动下，近年来我国钛行业需求总体呈现上升趋势。因此，实施钛矿资源全球配置战略是保证中国钛矿资源可持续供给的重要途径。

近年来，中资企业持续加大对澳大利亚、莫桑比克等境外锆钛资源勘查开发力度，这对我国实施资源保障多元化战略，积极参与全球矿产资源配置，拓展境外资源利用的空间和能力，同时加强矿产资源储备意义重大。

近日，由北京探矿工程研究所研发的“用于深海的重力压入式锚固装置及其跨接软管布放方法”（专利号ZL202211145045.9）获国家发明专利授权。

本发明研制的锚固装置主要用于在海底对钻井液上返管柱进行锚固定位，具有锚固稳定、操作简单可靠的优点，可有效提高深海钻井系统的安全性。

雷晓东（右）向专家介绍野外工作情况。

“我们在延庆的工作区域有一片正好位于2022年冬奥会的场馆规划区，通过测量，如果这片区域的地热资源符合开采要求，未来有可能为冬奥会冬季供暖需求提供清洁能源，为绿色办奥运提供支撑。”雷晓东满怀期待地说。

新年刚过，北京市地勘院物探研究室副主任雷晓东又接到了新的任务，1月17日，他所负责的延庆地区地热资源调查工作刚刚通过野外评审验收，剩下的主要是内业了。“我们在延庆的工作区域有一片正好位于2022年冬奥会的场馆规划区，通过测量，如果这片区域的地热资源符合开采要求，未来有可能为冬奥会冬季供暖需求提供清洁能源，为绿色办奥运提供支撑。”雷晓东满怀期待地说。

一

2008年7月，雷晓东从中国地质大学（北京）水文学与水资源专业毕业，进入北京市地质勘探院华清地热公司工作。刚一报到，他就前往内蒙古大草原，参加刚启动的《内蒙古东乌旗海勒斯台陶勒盖地区铅锌多金属矿普查》项目，主要工作任务是开展地球物理勘探，寻找隐伏矿产资源。

在大学里，雷晓东学的是水文地质，对地球物理勘探工作并不熟悉，因此在报到之前，他就买了许多物探专业书籍，专业上有什么不会的就学，不懂的就问，出发前他就做好了迎接挑战的准备。

项目组工作区域位于乌珠穆沁草原，与蒙古国接壤，水草丰茂、牛羊遍野，小说《狼图腾》的故事就发生在这里，被喻为草原上最后的“天堂”。风景虽然优美，但是对地质工作者来说，困难也不少，交通不便，补给困难，夏天的烈日蚊虫、冬天的暴雪狂风，都在考验着刚参加工作的雷晓东。

那段时间雷晓东从未有一日懈怠过，每天早晨5点多钟就起床，吃过早餐带上干粮，出野外采集高质量数据，往往要忙到天黑后才能回到驻地，晚上他还主动承担起数据处理任务。稍后空闲，他又捧起专业书籍，结合实际工作中遇到的问题一本本地啃。这样一干就是三个多月，雷晓东的辛勤努力和付出，让他有了飞跃性的进步，也得到了领导和同事们的一致认可，从一个物探新人迅速成长为项目组的技术骨干。

二

单位里比雷晓东年轻的同事都喜欢叫他“东哥”，提起他，大家总是异口同声地说：“东哥爱学习。”因为不是物探专业科班出身，雷晓东特别注重这方面的知识，他读了地球物理前辈刘光鼎院士、汪集旸院士、刘士毅先生以及其他多位著名学者的书，每天坚持看两篇专业论文、每周一篇英文论文，认真翻看单位物探前辈写的报告。工作之余，他还积极与国内物探领域的专家交流，主动向他们学习，与中国地质调查局的刘士毅先生就结下了深厚的情谊，并发表了多篇学术论文。除了专业书籍外，雷晓东还爱看历史书籍和名人传记，坚持学习英语，每天睡觉前和早起后，总会先看上几页书。

学习积累是一个长期的过程，往往一到关键时刻就能显现出作用来。2009到2010年，北京市地勘局引进了两套价值昂贵的进口勘探设备GDP-32Ⅱ型多功能电法工作站，主要用于地热资源勘探。当时大家谁都没有接触过这套设备，雷晓东勇敢站了出来，带领其他年轻的技术人员，认真研究使用方法，很快就掌握了操作方法，为后期的地质勘探与地球物理研究和实践工作提供了强有力的技术支撑。

原来的时候，物探数据采集和处理分别由外业和室内人员完成，室内数据处理的结果经常不能及时反馈给外业工作人员，造成了工作失误。为了提高工作效率，雷晓东严格要求自己，白天采集的原始数据，晚上一定要处理完毕、形成图件、分析研究，以便更好地指导并及时调整第二天的工作。

每次单位有新来的同事，雷晓东总不忘分享自己的工作经验：“眼过千遍，不如手过一遍，再仔细的观察也不如实地测量来得精准。”2011年，在实施《北京城市地质土壤调查与评价》项目时，为了取得合格的样品，雷晓东和同事深入密云、平谷和门头沟部分人迹罕至的深山中取样，至今手上还留有当时工作时的伤疤，“只是受了点轻伤，最可怕的是迷路，有些地方GPS会发生信号漂移，下山的时候一下子就找不到方向了，那样的情况下，就算是在北京也很危险，幸运的是，我们摸索着走了一段，又找到路了。”这些在野外遇到的危险，雷晓东很少讲，怕家人知道了担心。

天道酬勤，2014年，雷晓东考入中科院地质与地球物理研究所攻读博士学位，2015年，他顺利通过了地球物理勘探专业高级工程师资格认证。

三

“你们现在在什么位置？”2016年深秋，在前往延庆项目工作组的路上，雷晓东不停地打着电话询问，在田野间找了很久，还是没有发现工作小组的身影，过了一会儿才知道，原来当天上午的工作很顺利，原本要一天才能完成的工作只用了半天，大家决定抓紧时间转移到下一个测量点。

北京市地勘局党委的杜钰记得大约半年前，项目小组在大兴区工作，她随着领导去探访，往往是他们刚赶到一个地点，得知项目小组已经完成工作赶往下一个地点了，“花了两三个小时，我们愣是没有找到。”最后，领导放弃了，直接到项目组的驻地等着队伍收工。很多时候就是这样，项目任务重，时间紧，地质队员在野外必须争分夺秒开展工作，为了保证质量还要反复观察，很少能停下来歇息。

半个小时后，雷晓东赶到了新的测量点，工作组的厢式货车停在空旷的田野边，同事用铁锨铲出一个直径50厘米深5厘米的圆坑，雷晓东边用铁锤沿着坑边一根根敲入铁钎，边说：“用这种多功能电法工作站找地热资源，是目前用得最多也是最成功的方法。”而在不远处的野鸭湖附近，还有另一组地质队员，正带着仪器进行氡气测量。

2016年，北京市地勘院开展了涉热业务整合重组，成立了物探研究室，年轻的雷晓东挑起大梁，全面主持业务工作。

我们生活的地球是一个巨大的热库，从地表往下正常增温梯度是每1000米增加25~30摄氏度，我们熟知的温泉就是以水为介质把地球热量带到地表，现在也可以用钻探手段将地下几千米的热水引上地表，因此浅层地温能和水热型地热资源是可持续开发的重要清洁能源。2008年北京奥运会时，鸟巢国家体育场就使用了可再生地热能源，当时被认为是绿色奥运的重要部分，而目前京津冀地区采用浅层地温能供暖制冷面积占全国利用浅层地温能供暖制冷总面积的20%，是我国浅层地温能开发程度最高的地区之一。延庆地区具有丰富的浅层地热资源，地热水出水温度最高可达65摄氏度，能够达到供暖要求，在减少污染物排放上有着明显的优势。一谈起熟悉的工作，雷晓东就格外兴奋，“我们也希望通过对延庆这一区域的地热资源调查，找到最优质的开采区，不仅是为2022年的冬奥会也为整个北京提供清洁能源，为首都的蓝天贡献一份力量。”

伟大的事业往往离不开无数平凡个体的默默奉献，进行地热资源勘测时，多功能电法工作站往往只留下一个人看守仪器，监测数据，其他的组员则四散开去，开始各种测量。深秋的野外寒风刺骨，裹着军大衣还直哆嗦，“留守的组员不能离开，虽然挨冻，唯一的好处是离车近，能喝上口热水，在外面跑线的就只能啃几口干粮对付一下了。干地质工作吃这样的苦是经常的，大家都已经习惯了，就想着尽快把工作做完做好。”雷晓东说。

随着经济社会的发展，以气候变化为核心的全球环境变化，正在广泛而深刻地影响着人类社会的方方面面。气候变化所导致的气温增高、海平面上升、极端天气与气候频发等，对自然生态系统和人来生存环境产生了严重影响。增加能源供应和来源途径、改善能源结构，是减少温室气体排放量、解决全球气候变化问题的根本途径。而作为新型能源的地热资源越来越受到人们关注，它具有低成本、可持续利用和环保等其它能源所不可比拟的独特优点。可以说，大力推进地热资源开发利用，改善能源结构，对于解决日趋严重的全球环境问题具有重要的意义。

● 什么是地热资源？

地热资源是指能够经济的被人类所利用的地球内部的地热能、地热流体及其有用组分。我国地热资源可分为浅层地热能资源、水热型地热资源和干热岩资源三种类型。目前可利用的地热资源主要包括：通过热泵技术开采利用的浅层地热能、天然出露的温泉、通过人工钻井直接开采利用的地热流体以及干热岩体中的地热资源。我国地热资源种类繁多，考虑地质构造特征、热流体传输方式、温度范围以及开发利用方式等因素。

● 地热是如何形成的？

关于地热的来源，有多种假说。一般认为，地热主要来源于地球外部热源和内部热源。外部热源包括太阳辐射等，内部热源包括放射性元素生热、地核热量等。根据测算，地核的温度达6000°C左右，地壳底层的温度达900~1000°C，地球表面恒温层（距地面约15米）以下约15千米范围内，地温随深度增加而增高，平均增温率约为3°C/100米。不同地区地热增温率有差异，接近平均增温率的称正常地温区，高于平均增温率的地区称地热异常区。地热异常区是研究、开发地热资源的主要对象。地壳板块边沿，深大断裂及火山分布带等，是明显的地热异常区。

勘查地热资源，一般采用地热地质调查、钻探和各种物化探方法。

● 地热资源有哪些用途？

据史料记载，我国开发利用地热与温泉已有5000多年的悠久历史，是世界上利用地热资源较早的国家之一。新中国成立后，国家重视人民的医疗保健事业，从20世纪50年代起，先后建立温泉疗养院160多家，20世纪70年代后，地热资源的开发利用进入快速发展阶段，尤其是20世纪90年代以来，在市场推动下，地热资源的开发利用得到更加蓬勃的发展。

地热开发利用方式

地热资源主要用途包括发电、建筑物供暖、洗浴疗养、种植养殖、烘焙等。其中150℃以上的高温地热主要用于发电，发电后排出的热水可进行梯级利用；90~150℃的中温和25~90℃的低温地热以直接利用为主，多用于工业、种植、养殖、供暖制冷、旅游疗养等方面；25℃以下的浅层地温，可利用地源和水源热泵供暖、制冷。目前全国地热资源开发利用的基本格局是：西南、华南发电；华北、东北供暖与养殖，华东、华中、西北地区洗浴与疗养。

截至2015年，我国地热资源每年利用量折合标准煤0.21亿吨，其中水热型地热资源利用量折合标准煤415万吨，开采率为0.2%，浅层地热能利用量折合标准煤1600万吨，开采率为2.3%，地热资源开发利用潜力巨大。水热型地热资源利用方式中，地热发电占0.5%，供热采暖占32.70%，医疗洗浴与娱乐健身占32.32%，养殖占2.55%，种植占17.93%，工业利用占0.44%，其他占13.56%。浅层地热能资源开发利用方式主要为供暖制冷。

● 地热资源有哪些种类？

1.水热型地热资源

我国水热型地热资源非常丰富，出露温泉2334处，地热开采井5818眼。水热型地热资源量折合标准煤12500亿吨，每年地热资源可采量折合标准煤18.65亿吨，有高温地热资源(≥150℃)，但以中温地热资源(90~150℃)和低温地热资源(<90℃)为主。其中，水热型中低温地热资源量折合标准煤12300亿吨，每年地热资源可采量折合标准煤18.5亿吨，发电潜力150万千瓦；水热型高温地热资源量折合标准煤141亿吨，每年地热资源可采量折合标准煤0.18亿吨，发电潜力为846万千瓦。

水热型中低温地热资源主要分布于华北平原、河淮平原、苏北平原、松辽盆地、下辽河平原、汾渭盆地等大中型沉积盆地上，分布在山地的断裂带上的地热一般规模较小，分布在盆地特别是大型沉积盆地的地热资源储集条件好、储层多、厚度大、分布广，热储温度随深度增加，是地热资源开发潜力最大的地区。

高温地热资源主要分布在我国藏南-川西-滇西水热活动密集带，其高温地热资源发电潜力为712万千瓦，充分开发利用高温地热资源，积极推进西南地区高温地热发电，因地制宜建立多能互补的发电格局，符合我国当前能源革命需求，也是可再生能源重要组成部分。

2.浅层地热能

全国336个地级以上城市浅层地热能资源每年可开采量折合标准煤7亿吨，可替代标准煤11.7亿吨/年，节煤量4.1亿吨/年。从浅层地热能开发利用方式来看，地埋管热泵系统适宜区占总评价面积的29%；较适宜区占53%；地下水源热泵系统适宜区占总评价面积的11%，较适宜区占27%。比较适合应用地下水地源热泵系统的地区主要分布在我国的东部平原盆地及富水性较好的地区。地埋管地源热泵系统普遍具有较好的适宜性。综合考虑，浅层地热能开发利用的影响因素，我国适宜开发浅层地热能的地区主要分布在中东部省份，包括北京、天津、河北、山东、河南、辽宁、上海、湖北、湖南、江苏、浙江、江西、安徽等13个省(市)。

我国浅层地温能开发利用区划图

3.干热岩资源

我国干热岩资源潜力巨大，开发前景广阔，高于美国干热岩资源的估算结果(570万亿吨标准煤)。经初步测算，地下3~10千米范围内干热岩资源折合标准煤860万亿吨，利用其中2%即相当于2015年全国能源总消耗量的4000倍。尤其是位于3.5~7.5千米深度、温度介于150~250℃之间的干热岩资源，资源量巨大，折合标准煤215万亿吨。干热岩资源是最具潜力的战略接替能源，但开发难度较大。

● 我国的地热资源家底

2016年，中国地质调查局发布了《中国地热资源调查报告》。报告指出，“十二五”期间，在原国土资源部的正确领导和财政部的大力支持下，中国地质调查局组织全国60多家单位3000多名技术人员，利用中央财政资金4.16亿元，完成了31个省（区、市）地下热水资源调查，开展了336个地级以上城市浅层地温能资源调查，启动了干热岩资源调查，基本查明了我国地热资源赋存分布与开发利用现状，初步评价了全国地热资源潜力。

调查结果表明：一是全国31个省（区、市）地下热水资源年可开采量折合标准煤19亿吨，现状年实际开采量折合标准煤415万吨，只占可开采量的0.22%，开发利用潜力巨大。二是全国336个地级以上城市浅层地温能资源年可开采量折合标准煤7亿吨，可实现建筑物供暖制冷面积320亿平方米；现实现建筑物供暖制冷面积4.78亿平方米。三是我国干热岩资源初步估算折合标准煤856万亿吨，是巨大的能源宝藏，其2%的可开采量即相当于2015年全国能源消耗的4000倍，应加快研究步伐。四是我国浅层地温能和地下热水资源开发利用经济与环境效益显著，2015年相关产业总产值约7500亿元，占同年GDP的1%以上；每年减少二氧化碳排放4800万吨。五是京津冀地区浅层地温能和地下热水资源合计折合标准煤3.43亿吨，可基本满足该地区建筑物供暖制冷需求。六是长江经济带浅层地温能和地下热水资源年可开采量折合标准煤9.3亿吨，充分开发利用区内的浅层地温能资源可有效解决长江中下游地区冬季供暖问题。

● 最新研究成果

中国地质调查局自2016年开始实施“全国地热资源调查评价与勘查示范”工程。该工程是在“十二五”地热调查工作基础上，聚焦区域地热背景调查、重点地区浅层地温能调查、水热型地热资源调查、重点区干热岩资源调查以及地热资源勘查开发示范与关键技术研究5项任务，目前取得了一些阶段性成果。

浅层地温能方面：雄安新区浅层地温能初步勘查表明，新区内大部分地区适用于浅层地温能的开发，雄安新区浅层地温能资源的开发利用，将产生巨大的环境效益与社会效益，为我国未来城市的发展提供新方向。

水热型地热资源方面：京津冀水热型地热资源调查表明，京津冀地区是我国东部地热资源最丰富的地区，地热资源储量大，开发利用条件较好。根据现状开采量与资源量数据划分了京津冀地区的开采模数分区，可为当地地热资源的开发提供借鉴。

干热岩方面：干热岩资源是国际社会公认的最具潜力的战略接替能源之一，其开发利用尚在探索中，国际社会对干热岩的开发利用已经进行了40多年的历史，我国正在开展东南沿海地区、青藏高原东北缘干热岩资源地质勘查，2017年8月，中国科学家在青海共和盆地3705米深处成功钻获236℃的高温干热岩，为下一步推进干热岩开发利用试验探索奠定了良好基础，目前中国地质调查局正在大力推进干热岩勘查评价和试验性开采。

（本文由中国地质科学院水文地质环境地质研究所供稿）

今天上午，我国最新一艘海洋科考船——“海洋地质十号”综合调查船在广东东莞顺利下水，标志着我国海洋综合科考进入新的阶段。

“海洋地质十号”船是我国自主设计建造的高精度多功能综合地质调查船。船长76米，宽15米，吃水5.2米，排水量3400吨，最大航速15节，航行能力为8000海里，可在无限航区作业。船上配备了我国首套自主研制的举升式海洋钻探系统。预计在今年年底，“海洋地质十号”将和“海洋地质八号”、“海洋地质九号”调查船一起入列、投入使用。

​中国地质调查局广州海洋局装备管理处副处长 柯胜边：由于海洋地质十号配备了较强的钻探功能，弥补了我们海洋地质调查方面钻探能力不足的短板，所以今后将有大量的钻探任务去完成，以提高我们调查的精度。

“海洋地质十号”船和以往的科考船最大的不同，在于它是以地质钻探为主的综合调查船。那么船上到底有哪些先进设备呢？央视记者在“海洋地质十号”下水之前对它进行了探访，一起来看一下。

央视记者 田琪永：我现在就在“海洋地质十号”的作业甲板上，目前这些设备都已经安装到位了，工作人员正在把脚手架和一些辅助性的设备进行拆除，为下水做准备。

“海洋地质十号”船一共搭载了20台调查设备，包括地质、地球物理、海洋水文调查等三大类调查作业手段。其中最引人注目的，就是它装备的这台我国自主设计建造的举升式岩心钻机。

中国地质调查局广州海洋局装备管理处副处长 柯胜边：“海洋地质十号”的钻机是举升式钻机，塔架的形式是门式的，第一是它比较轻便，第二是它通过液压缸举升，举升速度比传统的用绞车举升的速度更快，第三，通过波浪补偿系统可以在1.5米的幅度内进行波浪补偿，使钻探的精度更高。

不仅如此，钻机井架采用开放式的结构，不但可以满足钻探的需要，还可以搭载其他的水下设备进行高精度作业。不仅是钻探能手，“海洋地质十号”也兼具常规海洋科考的调查设备，船上还装备了单波束、多波束、浅地层剖面测量系统、重力测量系统、海洋磁力测量系统等一系列科学调查设备，综合作业能力强。未来它将主要完成海洋钻探、海洋区域地质调查、海岸带环境地质综合调查等任务。

今天下水的海洋地质十号，以及它的前辈海洋四号、海洋六号，还有前不久下水的海洋地质八号和海洋地质九号，都是海洋家族的科考船，它们之间又有何不同？

“海洋四号”作为我国第一代海洋科学调查船，在海洋地质科考、南极科考还有大洋科考方面起到重要作用。“海洋六号”是我国自行设计建造的综合地球物理调查船，它弥补了海洋四号科考船的科考局限性，在调查能力和精度方面有了很大提升，同时它还配备了动力定位系统和水下定位系统，主要开展深海及大洋矿产资源科学调查。自2009年以来，“海洋六号”在太平洋、南极等海域进行了多次科学调查。

​“海洋地质八号”是一艘高精度的三维物理调查船，主要用于开展大面积区域调查工作，可以满足全海域水合物调查、区域地质调查和重点海域油气资源调查等任务的需要。

“海洋地质九号” 是一艘地球物理地质综合调查船，将进行全海域基础地质调查、重点海域油气资源和天然气水合物资源调查等工作。

与它们最大的不同，是“海洋地质十号”除了可以进行高精度的调查外，还具备钻探能力，它装备了我国首台自主设计建造的举升式海洋钻机。这些科考船将继续为我国海洋地质调查、海域矿产资源的勘探开发、海洋国土的规划等提供支撑，标志着我国海洋地质综合调查能力正跻身世界前列。

SYZX系列绳索取芯液动锤

3500米全液压地质岩芯钻机在山东招远金矿进行勘探

今年是中国地质调查局勘探技术研究所成立60周年。

60年，一甲子，岁月峥嵘，成就辉煌。

作为我国第一家探矿工程专业科学研究机构，中国地质调查局勘探技术研究所以地质钻探装备与工艺技术的研发和推广应用为核心工作，通过引进消化吸收再创新、集成创新、原始创新等，60年来交了一份闪亮的成绩单——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。其中，国家科学技术进步一等奖1项、二等奖2项，国家创造发明奖和新产品奖6项，省部级科技成果一等奖10项、二等奖34项；拥有国家专利93项，中国专利优秀奖4项。如今，勘探所已成为我国地质装备与技术研发的领航者。

我国成立首个探矿工程科研机构，开启国产钻探装备自主研发新征程

新中国成立之初，国家确定了地质工作“大发展，大转变”的战略方针。探矿工程作为地质工作的重要手段，其技术基础却很薄弱。在上世纪50年代初期，当时国外的岩芯钻探已普遍推行金刚石钻探技术，而国内仍是“硬质合金、铁砂加钢粒”钻进，钻探设备主要是从前苏联和瑞典进口的低转速手把式和油压钻机。1956年，我国第一个五年计划进入实施的第四个年头，工农业大发展，急需各种矿产资源、能源、水资源。集中力量发展探矿工程技术的呼声也越来越高。

1957年1月，原地质部组建的我国第一个从事探矿工程专业研究的科研机构——地质部勘探技术研究所（以下简称“勘探所”）成立了。我国地质勘探装备自主研发的新征程由此开启。

建所初期，为发展适合我国国情的勘探设备，勘探所在国内最先开始了探矿工程小型设备和机具的研制工作，随后，岩芯钻机、物探钻机、坑道钻机、工程地质钻机、反循环水井钻机等，及其配套泥浆泵、钻塔等的研制工作全面铺开。在建所后的10年间，勘探所开展了多项探矿工程领域的开创性工作。比如：率先成功研制了我国第一套地质岩芯钻机；用液动锤首次进行全孔反循环取芯试验，并获成功；在国内最早开展了天然金刚石表镶和孕镶钻头的研制工作，并利用冷压浸渍法制造成功……通过10年努力，我国的地质勘探装备开始自给，探矿技术水平空前提高，使得白云鄂博、大冶铁矿，白银厂多金属矿，淮北、平顶山煤矿等大型矿产基地和多个水利资源勘探进程大大加快。

与钢粒钻进相比,金钢石钻进具有效率高、质量好、消耗低和操作轻便等优点。1960年，勘探所开始了天然金刚石钻头制造工艺研究，次年便试制成功我国第一批天然金刚石钻头和扩孔器。由于我国天然金刚石产量少，价格昂贵，生产难度大，为天然金刚石钻头广泛使用增加了难度。1969年，勘探所开始了人造金刚石钻头的研究，并于1974年首次进行了小口径人造孕镶金刚石钻进技术配套试验。随后，勘探所与河南省地质局合作，在河南地质九队午阳铁矿区第一次打出人造孕镶金刚石钻头的高水平。1975年，小口径钻探技术又进行了第二轮配套试验。到70年代末，我国仅用20年左右的时间走完了国外金刚石钻探技术发展所经历的100多年的历程。

此外，在工程地质钻探和水文水井钻探领域的设备研究也屡战告捷，坑探掘进技术和试验室选矿设备研究提交了多项有价值的科研成果。岩芯钻探从手把式低速钻机、大口径硬质合金和钢粒钻进，向液压式高速钻机、小口径金刚石钻进发展；工程地质和水文水井钻探设备，实现了多样化，钻进工艺日趋完善；坑探工程开始从手工作业向半机械化、机械化迈进。我国地质钻探和坑探工作从此朝着赶超世界先进水平的方向迈上了一个新台阶。

钻探服务领域扩大，钻探技术向多领域、多工艺和科学化发展

随着改革开放的逐步深入和国民经济的高速发展，我国钻探技术开始向多领域、多工艺和科学化发展。

20世纪70年代前的钻探技术，主要用于地质找矿和地下资源开采，而进入80年代，则应用到工农业建设和国防建设的各个方面。比如：山东青岛海上柔杆电钻炸礁工程，西藏羊八井地热开采，广东珠江口番禹大桥基桩施工，北京、廊坊等地的定向穿越马路、建筑物的非开挖铺管工程施工，以及北京十三陵蓄能电站锚固工程施工等。

根据市场急需，勘探所以《螺杆钻受控定向钻探技术》成果为依托，1991年开始了采卤对接井钻井技术研究，与湖南省地矿局、湘衡盐矿一起完成了两对对接井施工，到1995年末，共完成5对对接井，成功率达到100%。两井高精度直接对接成功，使我国水溶采矿技术进入了世界前列。盐业系统的老专家说：“这项技术开发成功，解决了我们几十年想解决而未解决的问题。”该技术的成功，不仅为盐业提供了一条低投入、高产出的途径，也为勘探所科研成果的转化提供了重要经验。

80年代初，为了满足各种高层建筑、高速公路、桥梁等基桩工程施工的需要，勘探所率先在国内研制大口径工程施工装备与技术配套，研制了GJD工程钻机、CG型全套管施工设备、大口径无循环施工机具与技术，以及大口径桩检测仪，目前已经形成了系列成套设备、器具及配套工艺，其中大口径无循环钻探技术在青藏铁路建设施工中发挥了重要作用。

1993年，勘探所针对广泛用于市政、电讯、电力、煤气、自来水、热力等管线施工工程的“定向钻进非开挖铺设地下管线技术”进行立项研究。1994年，第一条非开挖铺设的管道顺利完成。到1997年，勘探所自行研制成两种型号的非开挖钻具和器具，并用此设备完成了70多条管线铺设工程，包括穿越公路、铁路、首都机场飞机跑道和建筑物等，至目前已形成高效环保的GBS系列（5Ｔ－320Ｔ）钻机及配套施工技术体系。

冲击回转钻探技术在硬岩钻进中具有较高钻进效率。勘探所是我国首个开展液动冲击回转钻探技术研究的单位，至今仍在坚持这项研究。勘探所最初研制成功的5个系列的液动潜孔锤，品种达20多个，几乎涵盖了全部钻孔口径。后续又开发出了更大口径的、嵌岩桩钻进用的ZC-800型液动潜孔锤。勘探所的这一成果在国外引起了广泛关注，吸引了日本、德国、英国、俄罗斯、澳大利亚、古巴、泰国、越南等国家的专家前来考察。德国、澳大利亚、加拿大等在钻探技术方面比较先进的公司先后从勘探所购置了液动锤。该成果在英国权威杂志的《地质钻探》1995年第5期一经发表，有10个国家的13家公司来电来信索取资料和要求报价购置。

随着钻探技术服务领域的扩大，钻探工程面临的地质条件越复杂，施工难度也越大。如何提高钻探效率、保证质量、降低成本？勘探所根据生产需要及施工条件，将新技术、新方法进行配套，先后研发了小口径金刚石岩芯钻探、井底动力钻探、空气钻探、水力反循环钻探、大口径基桩孔施工等工艺。勘探所实施的原地质部“八五”攻关项目《中心取样地质钻探新技术》《液压顶驱式车装钻机》及《CD－3型岩芯钻机》，结束了我国钻探方法单一的局面，使我国钻探技术的整体水平有了较大幅度的提升。与此同时，勘探所还与各有关探矿机械厂共同合作，使常用钻探设备基本上实现了标准化、系列化和国产化。

钻探技术迎来发展新机遇，科学钻探体系进一步丰富

1999年，新一轮国土资源大调查开始实施。地质、矿产及资源勘查钻探技术的应用迎来新的发展机遇和更广阔的发展舞台。

在地质大调查项目、科技部“863”项目和危机矿山专项项目的支持下，勘探所完成了2000米全液压岩芯钻机及配套设备的研究，并在山东乳山金青顶金矿区完成了终孔深度达2212.80米（Φ76毫米 N级口径）示范孔的工程施工，创造了国内H级绳索取芯钻进深度及岩芯钻探套管应用深度的两项最深纪录。用自主研发的XJY-850无缝合金钢管材制作的Φ73毫米、Φ89毫米绳索取芯钻杆，在示范孔施工期间未发生孔内钻杆事故，标志着我国2000米地质岩芯钻探技术体系已基本形成，同时也结束了我国2000米以深钻孔绳索取芯钻杆依靠进口的局面。

全液压动力头钻机具有取芯钻进效率高和安全性高的特点，尤其在斜孔施工方面极其方便，可提高钻探质量。勘探所开发的YDX系列全液压岩芯钻机的所有功能均为液压驱动，操控精准便捷，与传统的立轴式钻机相比，取芯作业的效率及安全性大大增加，钻机采用模块化设计、先进的高转速动力头设计、负荷敏感控制液压系统等部件设计，提高了钻探工作效率，减轻了工人的体力劳动，提高了钻机工作可靠性。勘探所先后完成了300米、600米、1000米、1500米和2000米系列钻机的设计开发，并出口到澳大利亚、俄罗斯、吉尔吉斯斯坦、蒙古等国。

在地调项目的支持下，勘探所研发的高精度定向对接中靶系统——“慧磁”系统，实现了地下导航高精度定向技术的重大突破，也使得我国成为继美国之后第二个拥有此项技术的国家。从2003年开始，勘探所与中国机械进出口总公司合作，实施了土耳其BEYPAZARI天然碱采集卤项目钻井工程，到2010年12月共完成了56口井的定向钻井，获得了土耳其业主公司的高度评价。通过土耳其天然碱工程的实施，勘探所实现了从两井对接连通到多井对接连通的技术跨越。

2001年4月18日，受国内外地学专家高度关注的中国大陆科学钻探工程在江苏省东海县破土动工。该井井深达5158米，孔径256毫米。针对科钻工程中硬岩深井连续取芯钻进技术难题，勘探所完成了液动潜孔锤理论及工作原理的创新，攻克了液动潜孔锤零件设计、选材及加工方面的多项工程技术难题，配套开展了全面冲击回转钻进、绳索取芯钻进、液动潜孔锤跟管钻进、螺杆马达液动潜孔锤提钻取芯钻进及螺杆马达＋液动潜孔锤＋绳索取芯三合一钻进等配套工艺的研究，至2008年底基本完成了YZX系列液动潜孔锤及其配套工艺技术的研究与开发。科钻一井的统计数据表明，采用液动锤钻进施工，钻进效率提高54%，延长回次进尺178%，大幅度减少了施工周期、降低了施工成本，为科钻一井的顺利完成发挥了重要作用，并创造了单孔应用进尺和使用深度两项世界纪录，使我国的液动锤技术达到了国际领先水平。目前，YZX系列钻具已经成为国内外市场上实现规模化应用程度最高的产品，不断刷新的液动冲击回转钻进技术应用孔深和累计使用进尺等世界纪录，使我国在该领域的研究应用水平站在了世界之巅。

2007年10月22日，勘探所承担的松辽盆地“松科一井”主井（北井）钻探工程顺利完钻。这口深达1810米的科学探井，以取芯钻进1630米、岩芯直径92毫米、岩芯采取率94.59%的技术成果，为中国乃至世界的环境地质科学研究提供了丰富详实的必要信息。该井在实施过程中，综合运用水源钻探设备、岩芯钻探技术与石油钻井技术，为在复杂沉积地层环境中进行低成本钻探探索了一条成功之路。2014年，勘探所又牵头组织实施了“松科二井”科学钻探工程，目前进展顺利。

2008年至今，勘探所又以骨干成员单位参与了汶川地震断裂带科学钻探工程（WFSD）。期间，勘探所研制的深孔复杂地层取芯钻具和长半合管取芯技术，在提高高应力极破碎复杂地层的岩芯采取率、岩芯质量和复杂地层深部综合钻探效率等方面发挥了重要作用。其中，9米超长半合管的应用创世界纪录。

大力推进科技创新，多项钻探技术领跑世界

随着找矿突破战略行动、生态文明建设、国土资源“三深一土”科技战略的推进，中国地质调查工作更加聚焦国家重大需求和国土资源中心工作，更加关注重大资源环境问题和地球系统科学问题。勘探所按照中国地质调查局党组确立的建设世界一流新型地调局的目标，充分发挥科技创新的引领支撑作用，强力推进科技进步、人才成长和团队建设，自主研发了一批高精尖钻探技术设备，使我国在多个钻探领域领跑世界。

勘探所承担的《2000米以内全液压地质岩芯钻探装备及关键器具》项目，针对我国地质岩芯钻探技术与装备落后的状况，对全液压岩芯钻机及地质岩芯钻探关键器具进行了全面技术攻关，先后研制了系列全液压岩芯钻机、高强度钻探管材和绳索取芯钻杆、高效液动锤、新型事故处理工具等关键技术装备，突破了严重制约我国地质勘探工作发展的技术瓶颈，从而建立起我国2000米以内地质岩芯钻探技术体系，也使得我国由全液压岩芯钻机、高性能绳索钻杆进口国一跃成为出口国。2015年，该项成果获得了国家科学技术进步二等奖。

勘探所还自主研发了用于深部矿产资源勘查的3500米全液压岩芯钻探装备。该装备具有较高的机械化、自动化水平，配套高精度仪表及钻参系统，满足金刚石绳索取芯、冲击回转、定向钻进等深孔地质钻探工艺要求，既可用于深孔岩芯钻进，也可用于我国浅部石油勘探，以及新兴能源如煤层气、页岩气、干热岩等的勘探，既可以打丛式井，又可以钻进定向孔。目前，该钻机正在深部地质找矿和油气资源调查中发挥作用。此外，勘探所还研发了大型车载深井钻机、全回转套管钻机、反循环取样钻探装备、地质勘查深孔用高强度铝合金钻杆、轻便岩芯钻机、涡轮取芯钻进系统、大口径长钻程同径取芯技术等，填补了国内多项钻探领域的技术空白。

钻探过程中，孔壁坍塌、掉块、溶洞、漏失等孔内事故时有发生。针对此种情况，勘探所开展了76毫米和96毫米规格的小口径地质钻探波纹管护壁技术研究，攻克了小口径膨胀波纹管成形技术、膨胀波纹管悬挂锚固技术和多根膨胀管对接技术等三大关键技术难题，填补了该技术领域的世界空白。该技术能有效解决深部地质钻探施工中的孔壁坍塌、掉块、溶洞、漏失等孔内事故，其处理效果相比传统泥浆调配、水泥造壁等更加可靠安全，同时简化了钻孔结构、优化套管级数，大大降低了钻探成本，被誉为21世纪国际钻探工程领域的核心技术之一、小口径钻孔的“血管支架”。该技术在广西、山东、甘肃、福州等地进行了现场应用，完成了地质岩芯钻探超深孔护壁、长距离连续护壁、页岩气孔护壁、大斜度钻孔等不同类型的护壁任务，单次护壁长达21米，护壁深度达到2000余米。

自从2003年开始勘探所用自有技术在土耳其从事对接井工程，取得了土方业主的高度认可。鉴于勘探所与土耳其业主在工作中建立了良好的合作关系，2014年勘探所作为独立承包商签订了贝帕扎里天然碱矿钻井工程四、五期合同，共计145口井。2015年9月10日，由勘探所承担的土耳其卡赞天然碱地下工程开钻，标志着世界上最大规模的对接井水溶采集卤工程正式拉开序幕，该项目计划在2015年～2018年施工74个采卤水平井组，单井总数达222口。勘探所运用“慧磁”技术创造性地设计并实现了多井组的连通，真正使得地下“穿针引线”技术成为了现实；在施工中大胆创新，克服了地层结构复杂、地磁场异常、地层破碎严重等困难，积累了处理复杂问题的丰富经验。

60年风雨路，勘探所人用聪明才智和心血汗水铸就了一座座功绩累累的丰碑。在前期研究成果的基础上，近些年来，勘探所取得了4项国际领先技术成果：高精度对接连通井技术、液动冲击回转钻探技术、大口径长筒取芯钻探技术与小口径膨胀波纹管护壁技术；1项国际先进钻探技术体系：2000米以内地质岩芯钻探技术体系；2项国内领先技术：3500米全液压地质岩芯钻机与车载全液压深井钻机；实施了4项科学钻探工程：牵头实施“松科二井”工程、承担“松科一井”主孔工程施工作业、为中国大陆科钻一井工程提供核心钻探技术、为汶川地震科学钻探工程提供极破碎地层取芯技术。

步入新时代，继续为钻探技术装备研发贡献中国力量

党的十九大召开，中国特色社会主义步入新时代。新时代，世界抱以新期待。

步入新时代，勘探所将继续为钻探技术装备研发贡献中国力量：一是制定1.3万米科学超深井钻探技术方案。围绕国家实施科学超深井的需求，对实施我国超万米科学钻探工程的相关技术与装备研究开发提出了系统建议，形成一套满足1.3万米科学超深井的钻探技术方案，为我国入地计划的实施打下了基础，为超深井关键技术研究指明了方向。二是进行海域天然气水合物开采技术探索。针对海域天然气水合物开采面临的粉砂质地层低渗、松散无胶结等问题，综合应用水平井施工技术、多介质反循环钻探技术、定向对接连通井技术等，探索超大直径井眼扩径砂砾充填完井、水平井砂砾充填完井及对接井完井等技术，以实现增大产层接触面积、控制涌砂、抑制粉砂运移、举升排沙等目标，力争解决我国及世界海域天然气水合物开采的关键技术难题。三是拓展“慧磁”系统在地下热能开发的应用；“慧磁”系统为定向井提供关键技术保障，确保井组的平行，解决地热勘查开发关键技术难题，为最后热储层的压裂提供有利条件。四是拓展“慧磁”系统在矿山救援井的应用。勘探所创新提出了一套利用“慧磁”系统进行井下被困人员的定位和救援孔定向引导技术方案：在矿山井下预设磁信标装置，矿难发生后可由被困人员启动，磁信标可连续30天以上向外发射磁场信号，用于提示井下存活人员及所处位置，并精确引导地面救援孔钻入被困区域，提高救援效果和效率，为矿山抢险救援提供了一种高科技手段。

六十载峥嵘岁月，笔墨春秋著华章；六十年风雨征程，薪火相传见精神。勘探所将在支撑服务国家重大需求和国土资源中心工作的大路上勇往直前，继续在高精尖勘探装备和技术领域的研发领先国内，力争实现部分技术与世界水平并跑或领跑。

近日，中国地质调查局天津地质调查中心在天津滨海新区马棚口海岸带地区，对与中国船舶科学研究中心共同研发的海洋滩涂两栖测量平台（以下简称“两栖平台”）进行了验收，两栖平台各项指标符合设计需求，通过验收。

两栖平台将主要用于开展海岸带滩涂区、潮下带浅水区地质调查监测工作，可搭载浅地层剖面仪、侧扫声纳、多波束测深系统、单波束测深仪、ADCP多普勒流速仪以及地质取样仪等设备。该两栖平台的投入使用将大幅提升滩浅海区地质调查工作效率。

下一步，依托该两栖平台，天津地调中心将继续加强海岸带陆海统筹调查能力建设。  

 海洋滩涂两栖测量平台