大海上的“蓝鲸1号”平台

2017年5月18日，我国海域天然气水合物试采宣布成功，这标志我国取得了天然气水合物勘查开发理论、技术、工程、装备的自主创新。本次试采中，“蓝鲸1号”深水钻井平台功不可没。

“蓝鲸1号”是什么？

“蓝鲸1号”钻井平台诞生于山东烟台，是由中集来福士海洋工程有限公司（以下简称“中集来福士”）自主设计建造的超深水半潜式钻井平台，是目前世界上最先进的钻井平台。

此次南海天然气水合物试采作业，是“蓝鲸1号”平台承担的首次钻采作业任务。试采工区在水深1200～1300米处，设计井深300～400米。对于这种程度的钻采作业而言， “蓝鲸1号”完全可以胜任。

那么，“蓝鲸1号”的优势在哪里？

一是体型大。“蓝鲸1号”平台排水量可达7万吨，与“辽宁”号航母满载排水量相当；长117米，宽92.7米，面积相当于一个标准足球场大小；高度达118米，相当于40层楼的高度。

二是性能强。“蓝鲸1号”平台最大作业水深可达3658米，最大钻井深度更是达到15240米，其中大钩钩载1250短吨，可变载荷1万吨。这是目前全球作业水深、钻井深度最深的半潜式钻井平台，适用于全球深海钻探作业。

三是效率高。“蓝鲸1号”装配了全球最先进的液压双钻塔和2个井口，两台钻机可在2个井口同时实现钻井、连接套管、下放防喷器等主副线作业，有效减少了钻井辅助时间，使深水钻井作业效率比传统的单井口作业平台提高30%。同时配备了全球领先的闭环动力系统，可比同类作业平台燃油消耗降低10%。

四是安全系数高。“蓝鲸1号”配备了主副两套15000psi压力级别的水下防喷器，每套防喷器配备三组剪切闸板，而剪切闸板是井喷控制的最后一道屏障。如此配置，大大提升了常规井下压力控制设备的能力，保证了试采作业安全。同时，该平台配备了世界上最先进的DP3动力定位系统，最精确的定位测量误差达到0.1米，通过8台全回转式6034马力的推进器实时定位，保证了作业期间平台在台风“苗柏”11级风力里保持“纹丝不动”。

与天然气水合物试采之约

中国地质调查局和中石油集团到国内运营深水钻井平台的企业进行了多次调研，最终“蓝鲸1号”凭借优越的装备性能、完全自主设计建造而入选为天然气水合物试采施工作业平台。

2016年8月，“蓝鲸1号”平台技术服务合同签订。此时，距天然气水合物试采预定开工时间不到7个月，而平台的建造进度刚刚达到90%左右。中集来福士将平台建造与水合物试采适应性改造同时进行，大大缩短了建造和改造工期，增加了平台调试时间，为平台的如期交付奠定了基础。

天然气水合物试采施工作业面临着新平台、新设备、新队伍和平台作业准备时间紧的几大挑战。试采指挥部高度重视，多次派技术人员驻厂调研、跟踪平台作业准备进度，参与工程总承包中国石油集团海洋工程有限公司与中集来福士“蓝鲸1号”平台项目推进会。试采指挥部在平台调试、海试测试、人员培训、第三方设备安装等关键阶段出谋划策，协调解决遇到的问题，共同推动平台于2017年2月13日如期交付。

台风中保障产气平稳

试采工程光荣而艰巨，工期极为紧张，挑战巨大。

3月6日，“蓝鲸1号”平台从烟台启航，自航奔赴南海工区。平台航行总行程约2263公里，共航行7.1天，平均航速达8.27节，动力功率仅占平台功率的70%左右，可见其动力能力强大，远超越同类的平台。

对南海海域来说，海上钻采作业最大挑战就是遇到台风。6月12日，“蓝鲸1号”平台正面迎来第一次台风——“苗柏”。试采现场指挥部与“蓝鲸1号”操船团队根据南海前期台风的特点，以及对当前平台动力系统和定位系统的能力评价，最终作出保持生产测试、原地抗击台风的决定，同时制定了详细的、可操作性强的应急解脱躲避台风的应急预案。

当日凌晨4点，“苗柏”转向风力突然由预测的9级加剧至11级，海况异常恶劣。但平台凭借强大的动力定位系统和经验丰富的操船队伍，保持在安全区域与暴风对抗，实测最大漂移距离不超过6.5米。在试采各参战单位的坚守下，南海天然气水合物试采的火焰在狂风暴雨中依旧燃烧。

7月9日，我国首次南海天然气水合物试采安全生产满60天后主动关井。此次试采，获得了持续产气时间最长、产气总量最大、气流稳定、环境安全等多项重大突破性成果，并创造了产气时长和总量的世界纪录，全面完成了试采预期目标。这也充分证实， “蓝鲸1号”平台凭借自身强大的功能，为我国首次海域天然气水合物试采工程的成功实施提供了坚实保障。

（作者系中国地质调查局水合物试采现场指挥部办公室工程组成员，《南海天然气水合物试采工程实施及关键技术》项目主要成员，主要从事钻井技术研究工作。）

近日，北京探矿工程研究所（以下简称“探矿工程所”）研制的射流取心工具在5200米井深地热科学探井—福深热1井实现花岗岩高效钻探取心，有效支撑了该地区深层地热勘探开发工作。

探矿工程所研制的TK-178射流取心工具集射流单动、非晶态内涂层、高效岩心抓取及高温高效硬岩取心钻头技术于一体，有效解决了裂缝带多易堵心、地层温度高、岩心可钻性差等技术难题。项目团队使用该工具在1800、3200、4600及5100余米等井段共开展地热花岗岩取心11筒次，取心进尺77.58m，采获岩心73.83m，岩心采取率高达95%，机械钻速达3m/h，得到了合作方高度评价，为我国深部地热硬岩取心提供了宝贵经验。

福深热1井使用的钻头及获取的岩心

我国首艘大洋钻探船“梦想”号今天（17日）正式入列，使我国成为全球第三个设计建造大洋钻探船的国家。据介绍，“梦想”号是目前全球钻探能力最强、科研实验功能最全、智能化水平最高、综合运维成本最低的超深水钻探科考船，是面向全球科学家开放共享的大型科学研究装置。

作为保障国家能源资源安全的大国重器、支撑海洋强国建设的核心利器，建造大洋钻探船的构想从2008年就已经萌芽，2013年开始调研，2015年开始写立项建议书，2017年开始申请立项，2021年底启动连续建造，直至今天成功建成入列。十年磨一剑，我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号如何建成？

“梦想”号设计效果图（中国地质调查局宣传教育中心供图）

说起“梦想”号在设计建造过程中遇到的困难和瓶颈，自然资源部中国地质调查局“梦想”号指挥部主要负责人周昶至今依然历历在目。

周昶：这艘船，要把它建好，我们需要举全国之力，甚至是全球之力。它是拿困难堆积出来的，是泪水和汗水堆积出来的。

他说，这艘船的设计建造目标既承载着人类“打穿莫霍面、进入上地幔”的科学梦想，又承担着为国家勘探开发深海能源资源的重任，因此，它既是科考船、钻探船，又是地质调查船、油气开采船，是我国海洋科考船舶建造历史上的重要里程碑。中国船舶第七〇八研究所“梦想”号总设计师张海彬也深有体会，为配合大洋钻探的科学要求，“梦想”号进行了一系列创新设计。

张海彬：成功解决了大洋科学钻探、天然气水合物勘查试采、海洋油气勘探以及深远海科学考察等多种功能同船融合设计的难题，完成了创新船型方案，新型连体双月池，DP3级蓄能闭环电网等多项国际首创设计，研发了具有完全自主知识产权的大洋钻探船，实现了综合性能的大幅提升和运营成本的有效控制。

航行中的“梦想”号（中船黄埔文冲船舶有限公司供图）

2015年底，张海彬进入“梦想”号设计建造团队。彼时，面对这样的设计建造目标，在国内乃至国际上都没有成熟的经验可供参考。张海彬说，这让“梦想”号的设计建造过程困难重重；其中，最大的难题就是，如何在确保大洋钻探、油气勘探、科研实验等各项功能集于一身，在恶劣海况仍能够安全平稳运行的前提下，又让“梦想”号具备优越的航行通过性和运营成本控制方面的国际竞争力。

张海彬：如何以“小吨位”实现“多功能”？这是一个最大的挑战。“梦想”号在立项论证之初，中国地质调查局就提出了总吨的控制目标，吨位越大的话，船的体积就会越大，相应的，它的建造和运营成本都会上去。我们在整个研发过程中，应用了模块化的设计理念，采取了钻机主体固定、钻材堆场切换、营运设施共享的原则。这个船的吃水是9.2米，吃水的量级可以满足全球大部分航道的航行、码头的停泊。船的总高81.2米，比日本的“地球”号降低了将近40%，即使是在8米的轻载吃水下，都完全可以满足深中通道大桥的安全通行要求。

“梦想”号（中国地质调查局宣传教育中心供图）

除了遵循“小吨位、多功能、模块化”的设计建造理念，既然是大洋钻探船，“梦想”号还集成了全球最先进的钻采系统。广州海洋地质调查局研究员孙珍介绍，这套系统完全可以实现对以往国际上大洋钻探船各项关键技术指标的超越，让人类距离实现“打穿莫霍面、进入上地幔”的科学梦想更进一步。

孙珍：我们研制了首台兼具油气勘探和岩心钻取功能的液压举升钻机，有4种作业模式和3种取心方式。首创了主动补偿和被动补偿于一体的液压举升技术，提升能力达到907吨。这是个什么概念？就是说如果我们要想打到莫霍面，就是海水4000米，然后再向下打6公里，再进入莫霍面一段距离，11000米的话，我们的钻杆就要有11000米，钻杆的自重大概有500吨，所以我们907吨的抓举能力完全可以支撑11000米钻进。隔水管作业可以用于油气的勘探开发，有助于海洋新能源的勘探开发。

海洋新能源，都有哪些呢？孙珍进一步解释，天然气水合物、天然氢气、无机甲烷等等，都是“梦想”号未来的勘探目标。

孙珍：全球的天然气水合物资源多，海底还有氢气资源，还有大量的无机甲烷资源，海底到处在冒着冷泉资源，已经远远超过了人类所原来认知的可能发现能源的领域。“梦想”号未来可以大展神威，大胆地去尝试开发这些新的资源，在我们原来不敢去和没有能力去的地方寻找油气资源。

“梦想”号的双月池设计（中国地质调查局宣传教育中心供图）

月池，是诸多大型科考船上的必备。它是船体内部贯穿各层甲板，与海水相通，直通船底的一个井道，钻探船上的钻杆可以由这个井道下放到海底，潜水员和水下机器人也可以从这里前往水下作业。张海彬介绍，科考船上往往都只有一个月池，但为了配合4种钻探作业模式，设计建造团队经过反复迭代优化，终于让双月池设计在“梦想”号上实现；同时，船上还搭载涵盖海洋科学、微生物、古地磁等在内的九大实验室，采用数字孪生等关键技术，可实现钻采作业全过程监测、科学实验智能协同。

张海彬：特别是对于无隔水管泥浆闭式循环钻探来说，需要有一个泥浆返回通道，主井口需要超过12米，我们在国际上首创了连体双月池的设计方案，尽可能降低由于月池的存在造成船舶阻力的增加，反复做了多次迭代优化，完全可以满足我们航速指标的要求，还有4种作业模式的兼顾。设计了全球海洋领域全学科的船载实验室，打造了面积最大、功能最全、流程最优的海上移动实验室，可以引领全球海洋科学多学科交叉研究。

“梦想”号设计建造团队（中国地质调查局宣传教育中心供图）

如此之多的全球领先、全球首创集于一身，让“梦想”号无愧于国之重器的称号。张海彬感慨，随着“梦想”号的设计建造同步成长的，不仅仅是包含他在内的全体设计建造团队，这一设计建造过程，也带动了我国船舶制造业向高端船舶及海工装备方向发展。

张海彬：2015年之前，我们国家设计建造这种深水钻探装备，基本是依赖国外设计公司。“梦想”号整个作业系统非常复杂，技术难度也非常大，对于国内自主研发设计力量的信任和培育是非常难能可贵的。我们船舶行业现在接单量在全世界已经遥遥领先，占70%；但高端海工装备这块在国际市场的占有率是不高的，特别是自主研发能力是落后的。船舶和海洋工程装备领域发展新质生产力，主要就是针对高端海工、船舶装备。通过“梦想”号大洋钻探船的自主研发，构建了超深水钻探装备的设计建造技术体系，是我们国家发展蓝色新质生产力的一个代表性成果。

2024年11月17日，由我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号在广州正式入列，标志着我国深海探测关键技术装备取得重大突破。

“梦想”号船长179.8米，宽32.8米，总吨33000，排水量42600吨，续航力15000海里，自持力120天，载员180人，全球海域无限航区，可在6级海况下正常作业、16级超强台风下安全生存，满足全球主要海域桥梁通行及码头停靠条件。该船采用“模块化”设计理念，攻克多项世界级技术难题，以“小吨位”实现“多功能”，国际首次创新集成大洋科学钻探、深海油气勘探和天然气水合物勘查试采等多种功能。经两轮海试验证，“梦想”号主要性能指标均优于设计要求，构建起我国自主的超深水钻探装备设计建造技术体系。

“梦想”号钻采系统国际领先，联合研制了全球首台兼具油气勘探和岩心钻取功能的液压举升钻机，具备4种钻探模式和3种取心方式，可满足大洋钻探取心和深海资源勘探等不同作业需求，综合钻探效率、硬岩钻进能力大幅提升，最大钻深可达11000米，有望助力全球科学家实现“打穿地壳、进入地球深部”的科学梦想。

“梦想”号科考实验功能和信息化水平国际领先，堪称海上移动的“国家实验室”。该船建有基础地质、古地磁、无机地化、有机地化、微生物、海洋科学、天然气水合物、地球物理、钻探技术等九大功能实验室，总面积超3000平方米，配置全球首套船载岩心自动传输存储系统，可满足海洋领域全学科研究需求。建成“船舶智慧大脑”，可实时汇聚分析2万余个监测点数据，实现作业智能监测、实验智能协同、健康智能保障、船岸智能融合。

“梦想”号的入列，将为我国深海资源勘探、关键技术装备研发，以及全球科学家开展大洋科学钻探研究提供重大平台支撑，对加快建设海洋强国和科技强国，推动构建人类命运共同体具有重要意义。

“梦想”号由国家发展改革委、自然资源部申报立项，自然资源部中国地质调查局负责具体组织实施，联合中国船舶集团等多家单位完成设计建造任务。该船于2020年5月完成初步设计，2021年11月启动建造，2024年10月完成综合试航。此外，还配套建设了全球储存能力最大的大洋钻探岩心库1处，高标准深水科考码头2处，多功能保障船1艘，将为“梦想”号运营提供有力保障。

松辽盆地大陆深部科学钻探工程——松科二井  谷兰丁 摄

“我宣布，松辽盆地大陆深部科学钻探工程即松科二井超额完成预定目标，胜利完井！”

5月26日，在黑龙江省安达市松科二井工程现场，自然资源部中国地质调查局副局长李金发的话音刚落，雷鸣般的掌声在高耸的井架下响起。

在“向地球深部进军”的号召下，松科二井这一亚洲国家组织实施的最深大陆科学钻井，也是国际大陆科学钻探计划（ICDP）实施的最深钻井，在地球探索领域树起了一座新的国际地标。

国际同行竖起大拇指

“值此松辽盆地大陆深部科学钻探工程——松科二井完井仪式召开之际，我谨代表国际地质科学联合会，向自然资源部中国地质调查局全体同仁表示衷心的祝贺！向本次工程的参与实施单位及全体工作人员表示诚挚的敬意！”在完井仪式上，国际地科联主席成秋明深情地说。

成秋明指出，大陆深钻是地球科学里非常前沿和核心的、代表国家水平的工程。这次的项目取得了很多世界第一，从工程设计到施工完全是由中国科学家和工程技术人员自主设计，拥有自主知识产权，很了不起。松科二井工程的成功实施，为地球深部探测和科学实验研究提供了关键技术和装备，拓展了松辽盆地深部页岩气、地热能等清洁能源勘查开发的新空间，同时还引领了全球白垩纪陆相古气候研究，显著提升了中国在地质历史古气候研究领域的国际影响力。

也正是因此，成秋明还代表国际地质科学联合会表态：国际地质科学联合会将会继续支持中国地球深部探测研究，并积极开展更多合作。

与成秋明同样表示祝贺与期待的，还有国际大陆科学钻探计划。在仪式现场，国际大陆科学钻探计划运行支持部主任乌利希·哈尔姆宣读了来自总部的贺信。

贺信将该项目誉为“灯塔”，盛赞其“不仅对中国大陆科学钻探，而且也对世界大陆科学钻探工作具有‘引领’作用”，并将项目的“灯塔”作用上升到“对中国和国际上所有的科学家，在科学上、技术上和国际合作上都是‘灯塔型’样板工程。”

对项目在钻探工程和科学研究上的成就，贺信称：“松辽钻探项目在多方面取得杰出成就。如：钻探深度7018米，单个岩芯长度达40米，岩芯采取率超过95%。该项目取得的技术成就将长期影响中国和世界钻探工作，并将影响到参与该工作的科学家。”“有关松辽科钻的成果已经在国际重要期刊上发表，达到了科钻预期目标，体现了松科二井对社会的重要贡献，更让中国在国际科学界的作用举足轻重。”

对项目成就的认可、赞誉，还体现在国际大陆科学钻探计划委员会今后的计划中。贺信表示，“在松科二井执行期间，国际大陆科学钻探计划委员会计划成立松辽深地实验室，这是我们首次长期利用ICDP资助并计划的。”

更让国际大陆科学钻探计划兴奋的是，透过这一项目，他们看到了科学与工业结合的途径，相信松辽科钻将成为工业和科学成功结合的典范”。

一个灯塔、一个样板、一个典范，中国地质人以松科二井为依托，在地学领域树起了一座新的国际地标。

这座新的国际地标有多高呢？请看以三个之最：亚洲国家实施的最深的大陆科学钻井，国际大陆科学钻探计划（ICDP）成立22年来实施的最深钻井，全球最早钻穿距今约6500万年至1.45亿年的白垩纪陆相地层的科学井。

其实，在此之前，松科二井就引起了国际地学界的关注，松科二井也多次占据国际大陆科学钻探计划（ICDP）组织网站首页中心位置。

通往白垩纪的时间隧道

白垩纪，是地球上海陆分布和生物界急剧变化、大西洋迅速开裂和火山活动频繁的时代，植物、动物界许多重大变革的影响，一直持续到现在，而国际地学界对相关问题的激烈争论，也一直持续到现在。

解决争论的唯一办法，就是穿越到白垩纪，了解当时到底发生了什么。

穿越显然是不可能，唯一的办法就是在地球上进行科学钻探，打一深孔然后再对岩心进行分析，一步一步去还原当时的真相。因此，松科二井也被国际科学界称为恐龙时代的旅行。

在5月21日进行的成果鉴定会上，李廷栋、康玉柱、武强、侯增谦、杨经绥等院士及有关专家在深入研究松科二井的成果后认为，松科二井获得了全球最完整最连续白垩纪陆相地层记录、气候变化主要控制因素和气候波动重大事件等三项重要证据，首次实现了对白垩纪最完整最连续陆相地层厘米级高分辨率的精细刻画，重建了白垩纪陆相百万年至十万年尺度气候演化历史，建立了白垩纪陆地古气候演变规律。

通俗说，通过松科二井这一时间隧道，中国地质科学者基本还原了白垩纪的场景。

“小行星撞击只是压死骆驼的最后一根稻草。”针对国际科学界目前争论最为激烈的白垩纪物种灭绝事件，中国地质大学（北京）的张来明用在松科二井的最新发现进行了说明：

这次重建的白垩纪—古近纪界线附近的陆相气候记录表明，在小行星撞击地球之前约30万年，地球上的温度和大气中的二氧化碳浓度都明显升高，而这与德干高原火山喷发的时间高度一致。而根据陆相记录的研究还发现，在德干火山喷发之后、小行星撞击之前，松辽盆地约2/3的物种已经发生了绝灭。

“这说明，德干火山喷发与小行星撞击的连续二次打击是造成恐龙等物种绝灭的原因。”张来明解释说，德干火山喷发导致剧烈的升温和二氧化碳浓度上升，破坏了生态系统的稳定性，造成了部分物种的绝灭；之后，短时间内小行星的撞击使原本不稳定的生态系统发生崩溃，形成了压垮骆驼的最后一根稻草。

在为全球宏观气候变化研究提供实验室的同时，松科二井对松辽盆地深部宝藏的开发，同样提供了众多宝贵信息。以能源资源潜力为例，松科二井证实在盆地下存在有利的页岩气层系，发现页岩气气测异常层达43层、累计厚度102米，甲烷占全烃组分平均含量的86%，异常幅度与背景值的平均比值为14.77。同时，还首次发现了具备开发条件的盆地型干热岩地层，在井深4400米~7018米发现温度150℃~240℃高温干热岩体。

今后，随着后续研究的逐步深入，相信振奋人心的新发现会越来越多。通过松科二井这个时间隧道，中国地质科学工作者为人类还原一个完整的白垩纪，将不再是梦。

向地球深部进军不停歇

松科二井虽然完井，但中国地质人探索地球深部奥秘的步伐仍在继续。

对此，中国地质调查局已作好了规划：深化地球深部探测理论技术研究和成果转化，组织实施好松辽盆地页岩油（气）、深层油气、砂岩型铀矿、干热岩等清洁低碳能源地质科技攻坚战，带动大庆油田接替资源的勘查开发；加快推进《地球深部探测重大项目》的申报，以及“地球深部探测与能源资源安全”国家实验室与“深部地下观测与实验”国家重大基础科学设施的建设工作；研发15000米国产超深钻探装备系列，做好我国超万米大陆科学钻探工程以及大型含油气盆地科学钻探工程的选址和实施工作。

而这，与中国地质调查局始终站在人类命运共同体的高度，充分发挥中国的体制优势和自身的人才技术优势，积极开展地学领域前沿探索的传统，一脉相承。

人类只有一个地球。人类要与自然和谐共处，就必须了解地球。而了解地球最有效的、最直接的办法之一，就是实施深部钻探、在典型地区建通往地球深部的时间隧道，去研究地震成因、火山喷发机理、地质灾害预警、地球气候演变、生命演化历史、深部地质结构和能源资源潜力等，为人类更加和谐地与自然相处提供科学的解决方案。

于是，1968年，美国率先提出并实施了深海钻探计划（DSDP）。1985年，大洋钻探计划（ODP）开始运作。1998年，我国正式加入ODP，成为ODP历史上第一个“参与成员”。2004年，中国加入规模更加宏大、科学目标更具挑战性的综合大洋钻探计划（IODP），成为人类深入认识深海地质演化俱乐部中的一个重要成员。

大陆钻探计划启动后，1996年2月，德国、美国和中国作为第一批成员，发起了国际大陆科学钻探计划（ICDP）。目前，ICDP已经实施了湖泊、陨石撞击和生物灭绝事件、研究火山和地热、断层带等几十个科学钻探项目。我国已成功申请到“大别—苏鲁”大陆超深钻、中国环境科学钻探青海湖工程、科钻一井和二井工程等多项ICDP项目，在大陆科学钻探领域方面取得令人瞩目的成绩。

“大别—苏鲁”大陆超深钻是我国首例大陆钻探工程，2001年开工建设，至2005年完成钻探施工任务，是全世界穿过造山带最深部位的科学深钻，被国际地学界誉为超高压变质带大陆动力学的研究宝地。

2005年7月21日，青海湖环境科学钻探开钻，到9月5日结束，历时47天，分别在青海湖东盆、南盆等5个地点钻取了13支岩芯，共548米, 取得岩芯323米。通过青海湖科学钻探研究，查明了青海湖湖盆形成演化，气候构造变化和青海湖波动的历史，达到了解东亚季风气候和内陆干旱化变迁的研究目的。

2006年8月18日，在松辽盆地北部中央坳陷区开钻的中国白玺纪大陆科学钻探工程（松科一井）分两孔进行，称为“一井双孔”。2007年10月20日，松科一井顺利完钻，总取心进尺为2577米，心长共计2485米，为白玺纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化的后续研究奠定了坚实基础。

松科二井于2014年开钻，目标是打穿松辽盆地白垩系，探索松辽盆地深部能源潜力，建立松辽盆地深部地层结构，寻求白垩纪气候变化地质证据，研发深部探测技术。松科二井到目前已完成钻井深度7018米，成为亚洲国家实施的最深科学钻探井。

这一系列成果对人类的贡献，得到了来自国际地学界的高度赞誉，也提升了我国“向地球深部进军”的能力和水平。

中国人常说“上天容易入地难”。深部钻探过程中会遭遇很多世界级难题，其中要解决地球的“三高”（高温、高压、高地应力）问题，就必须有好的钻探装备。正是通过以上系列科学钻探工程的实施，中国地质人在为国际地学研究贡献系列成果的同时，还带动了我国万米大陆科学钻探装备和1000米、2000米、3000米、4000米等系列钻探成套装备的研发与进步。

现在，中国已进入到科学钻探与钻探装备互相促进、互相进步的新时代。而随着科学钻探和钻探装备间的良性互动、螺旋式上升，中国地质人向地球深部进军的能力也在不断提升，为人类提供更多了解地球的信息也必将越来越丰富，对人类命运共同体构建的贡献也必将越来越大。

中国地质调查局在松科二井完井后形成的规划，就是中国地质人站在新起点、进入新时代的宣言。

松科二井重大突破与进展一览

一 创造了深部钻探技术

四项世界纪录和两项重大突破

1. 创造了四项世界纪录。

311毫米大口径连续取心最长——1650米。

311毫米口径单回次取心最长——30米。

216毫米口径单回次取心最长——41米。

152毫米口径单回次取心最长——33米。

大幅提高了施工效率和岩心采取率（96.6%），缩短了施工周期，降低了成本，确保了全球最完整最连续的白垩纪陆相地层记录的获取和科学目标的实现。

2. 创新了超深井大口径取心技术体系。

在世界上首次研发并成功应用大口径一次取心成井和中空井底动力绳索取心等技术，将钻进速度提高了2倍。

3. 攻克了超高温钻井技术难题。

研发成功抗高温的水基钻井液、固井等系列技术，创造了国内最高温度（241℃）条件下钻进的新纪录，为解决超万米深部钻探面临的超高温难题做好了技术储备。

二 发现了松辽盆地深部

两种清洁能源具有良好的勘探开发前景

1. 完整揭示了深部页岩气资源潜力。

在松辽盆地深部凹陷带沙河子组合火石岭组（3350米以深）地层中发现页岩气气测异常43层，累计厚度102米，甲烷占全烃组分平均含量的86%，异常幅度与背景值的平均比值为14.77，证实了松辽盆地深部存在有利的页岩气层系，为实现深部能源勘查向页岩气勘查拓展提供了重要依据。

2. 首次发现了具备开发条件的盆地型干热岩地层。

在井深4400米~7018米发现温度150℃~240℃的高温干热岩体和两层含高放射性元素异常地层，热流值为84毫瓦/平方米，展示了松辽盆地具有良好的地热能开发应用潜力。

三 获得了白垩纪陆地

古气候演变规律的三项重要证据

1. 首次实现了对白垩纪最完整最连续陆相地层厘米级高分辨率的精细刻画。

建立了白垩纪重要地质历史档案，为研究白垩纪古气候演变提供了重要的科学依据。

2. 首次重建了白垩纪陆相百万年至十万年尺度气候演化历史。

发现了各个时间尺度陆相气候变化的主要控制因素，为研究地球气候系统在温室气候条件下演变机制找到了新证据。

3. 发现了白垩纪气候波动重大事件。

捕捉到大规模火山爆发排放二氧化碳引发陆相气候剧烈波动的重要信息，证实了气候快速变化是导致恐龙灭绝的诱发因素，对研究和预测未来全球气候变化意义重大。

四 取得了基础地质研究三项重大进展

1. 建立了地层对比的“金柱子”。

创建了完整的松辽盆地陆相地层标准剖面——“金柱子”，为开展区域性和全球地层对比研究提供给了重要的陆相“标尺”。

2. 建立了松辽盆地演化新模式。

揭示了松辽盆地深部地质构造特征，发现了古大洋板块俯冲、聚合的深部证据，构建了盆地早期基底双向汇聚、后期伸展反转的陆内盆地演化新机制，为松辽盆地成因再认识及深层油气勘探提供了理论指导。

3. 丰富了白垩纪陆相生油理论。

首次发现了松辽盆地多次、短期海侵事件的新证据，提出了白垩纪海侵事件是有机质富集和烃源岩形成的重要因素之一的新认识，对松辽盆地深部油气勘探有重要的指导意义。

十大地质科技进展

1.我国首次海域天然气水合物试采成功

由国土资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局叶建良为首席专家的研究团队组织实施的海域天然气水合物试开采，是世界上首次实现资源量全球占比90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物安全可控开采。连续试开采60天，累计产气量超30万立方米，创造了产气时长和总量的世界纪录。实现了勘查开发理论、技术、工程和装备自主创新。一是实现三项重大理论自主创新，创建天然气水合物系统成藏理论、“三相控制”开采理论，有力指导了试采目标井位确定和试采方案制定。二是实现储层改造、钻完井、勘查、测试与模拟、环境监测等关键技术自主创新。三是构建了大气、海水、海底、井下“四位一体”的立体环境监测网，监测结果显示，试采未对周边大气和海洋环境造成影响。

2.湖北宜昌寒武系—志留系页岩气调查实现重大突破

以中国地质调查局武汉地质调查中心陈孝红为首席专家的研究团队于2017年在宜昌黄陵隆起周缘实现下古生界页岩气调查重大突破。鄂宜页1HF井在寒武系获得6.02万立方米/日、无阻流量12.38万立方米/日的工业气流，鄂阳页1HF井、鄂宜页2HF井也分别在寒武系、志留系获得高产页岩气流。创新建立了古老隆起边缘页岩气富集模式；自主研发了构造复杂区地质导向技术、低地温页岩储层压裂液体系、高水平地应力差和常压储层压裂技术；创新形成了钻完井一体化工程管理的工作模式。该地区页岩气调查的重大突破填补了中扬子页岩气勘查的空白，实现了我国页岩气勘查从长江上游向长江中游的战略拓展。

3.延安气田复杂致密气藏开发关键技术创新

延长石油（集团）王香增团队针对延安气田位于鄂尔多斯盆地东南部“储层致密且横向变化快、地震预测技术适用性差、气藏叠置关系复杂、开发难度大”等一系列问题，开展了复杂致密气藏开发关键技术攻关，创新发展了非震条件下“沉积相控制、骨架井约束、动静态校正、逐级优化”的有效储层预测技术，创建了黄土塬地貌多井型立体井网动用技术，研发了大跨度长井段不动管柱多层分压改造技术，建立了基于产能试井和静态资料的早期快速产能预测模型，实现了快速建产、高效开发的目的。目前，延安气田已建成产能32×108立方米/年，累计产气74.83×108立方米；预计2018年底建成产能52×108立方米/年，“十三五”末建成产能100×108立方米/年，可满足陕西全省人民用气需求；同时，对保障国家能源安全、缓解天然气供需矛盾、保护陕北地区的绿水青山，具有重大的现实意义。

4.深部金矿阶梯式找矿技术方法成效显著

由山东省地矿局宋明春研究团队率先组织实施的深部找矿探索和技术研发项目，将成矿理论、找矿技术与勘查实践有机结合，自主研发了深部金矿勘查系列方法技术。研究团队突破传统浅表部金矿找矿思路，研发以“阶梯式成矿模式＋精细地球物理模型”为核心的深部金矿阶梯式找矿方法，获得国家发明专利，将胶东主要金矿区的探测深度由500米延伸到超过2000米，拓展了深部第二找矿空间。针对滨浅海勘查存在的钻孔定位、岩芯采取等技术难题，发明海域金矿勘查钻探方法，开辟了海域找矿新空间。集成创新多尺度逐步逼近成矿预测技术，首次预测胶东金资源总量约10000吨。新方法为胶东深部找矿提供了关键技术支撑，助推探明了三山岛、焦家和玲珑3个千吨级金矿田，使胶东跃居世界第三大金矿区。

5.西北印度洋现代海底热液成矿现象的首次发现

国家海洋局第二海洋研究所韩喜球团队在西北印度洋卡尔斯伯格脊上发现了6个热液区,其中3个属于正在发生热液成矿作用的活动热液区,有繁茂的热液生态系统和林立的海底黑烟囱;另有3个属于已经休眠的热液区。携“蛟龙号”首次对卧蚕1号、卧蚕2号、天休与大糦热液区进行了近距离观察和精细的调查采样，对热液活动的特征、热液流体的温盐和成分等物理化学参数、围岩类型与微地形地貌、多金属硫化物的分布、热液生物群落类型等有了详细的了解，厘定了各热液区热液成矿作用的类型,建立了成矿模式。为卡尔斯伯格脊现代海底热液成矿作用、极端生境生命起源和生物多样性等相关研究奠定了坚实基础;也为古代火山成因块状硫化物矿床的成矿机制研究和找矿勘查提供重要启示。

6.井下超前探放水和水害监测关键技术系统研发

国家煤矿水害防治工程技术研究中心武强带领的创新团队将钻探与物探技术有机无缝结合，研发了井下钻孔物探超前探放水成套技术与系列装备（钻孔激发极化、钻孔电磁波层析成像和钻孔雷达三大类超前探放水技术与装备），直观明了在有限数量钻孔中进行廉价、短距离精准随钻物探；应用物联网技术，将微震与激发极化高密度电法有机耦合，研发了可同时监测采动变形和突（透）水潜势于一体的矿井水害面状监测预警技术和装备，解决了矿井突水的水源、水量以及突水通道三者联合监测的难题；基于弹性波数据传输理论的三维电子罗盘测量钻孔轨迹技术，研发了随钻钻孔轨迹深度测量技术和装备，提出了利用弹性波的传输时间测量钻孔深度的技术方法。

7.多要素多技术城市地质调查有力支撑雄安新区总体规划编制

由中国地质调查局水环部郝爱兵为首席专家牵头组织实施的多要素多技术城市地质调查项目有力地支撑雄安新区总体规划编制。研究团队认真落实习近平总书记关于雄安新区规划建设的重要指示精神，改变观念、创新理念，围绕雄安新区规划编制需要，组织开展工程建设和地下空间开发利用条件、土地和地下水质量、地下水资源与地面沉降现状等多要素调查，创新编制支撑服务雄安新区总体规划地质调查报告、国土空间布局综合地学建议图和地下空间利用区划图，为雄安新区总体规划和土地利用、地下空间、交通、能源等专项规划编制提供了依据。首次以空间、资源、环境、灾害为调查对象，以城市规划、建设、运行、管理全过程为服务对象，以多方协调联动为工作机制，为多要素城市地质调查提供了示范。

8.全国煤中金属矿产资源评价取得新进展

由中国煤炭地质总局宁树正为首席专家主持的地质调查项目，坚持产学研结合，以全新工作理念开展全国煤中金属元素分布规律和矿产资源调查评价。总结了煤中金属元素矿产研究方法，确定了煤中金属元素矿产综合评价指标，首次划定了全国煤中金属元素成矿区带，发现一批新矿点，圈定了地质工作远景区。初步摸清了全国煤中金属元素矿产资源家底，预测煤中锗、镓、锂、铝、稀土矿产资源量分别为：1.17万吨、188.02万吨、86.49万吨、195746.9万吨、1130万吨。上述成果表明，煤中金属元素矿产资源潜力和价值巨大，是我国“三稀”矿产资源的重要组成部分。该项目实施拓展了煤炭地质工作新领域，对指导煤系矿产资源综合勘查和开发利用具有重要意义。

9.相山铀矿田三维地质“玻璃体”调查和成矿预测取得新进展

由核工业北京地质研究院李子颖为首席专家的研究团队承担的中核集团示范工程《相山铀矿田三维地质“玻璃体”调查和成矿预测》项目，运用多学科、多技术方法综合研究，建立了火山岩型铀矿深部有利成矿空间探测的地质、地球物理、地球化学三维立体勘查技术体系，首次实现了相山矿田2500米深度范围立体探测，构建了三维地球物理模型、三维地质模型，实现了相山矿田三维地质“玻璃体”。揭示了铀矿化、热液蚀变、元素的水平和垂向空间分布规律，查明了基底构造控矿规律，构建了三维综合找矿模型，首次实现了我国热液型铀矿三维定量定位预测。深部钻探查证取得突出成果，实现了相山矿田铀多金属找矿新突破。为相山铀矿田外围及深部铀资源找矿突破提供了技术支撑，对我国热液型铀矿找矿勘查具有重要的示范作用。

10.首次建成国家地质大数据共享服务平台—“地质云1.0”

由中国地质调查局发展研究中心高振记为首席专家的研究团队组织实施的国家地质大数据共享服务平台“地质云1.0”。采用混合云架构，实现了数据集成共享技术创新，研发了云环境下海量、异构、分布式地质数据的统一组织、调度与服务技术，初步解决了异构、异地、异主数据共享技术难题；实现了地质调查业务系统整合协同应用创新，集成开发了智能调查、业务管理、数据共享与信息服务等云应用系统，提高了系统整合及协同服务能力；实现了地质调查数据安全有序开放和分级共享机制创新，基本解决了“数据孤岛”与“信息烟囱”等老大难问题；探索了云环境下智能地质调查工作新模式。权威专家认为“地质云1.0”成果达到同行业国际领先水平，为国家正在推动开展的政务部门信息系统整合与数据资源共享提供了一个鲜活范例。

十大地质找矿成果

1.湖南省平江县仁里发现超大型铌钽多金属矿

由湖南省核工业地质局三一一大队周芳春为首席专家的团队在湖南省平江县仁里发现了超大型铌钽矿。仁里矿区位于湖南省平江县，钦杭成矿带主带的中部，幕阜山复式花岗岩的西南缘，为典型的花岗伟晶岩脉型铌钽矿床。项目团队运用大岩基地区多期次岩浆演化的“共岩浆补余分异”稀有金属成矿理论，在矿区发现铌钽矿脉14条，圈定矿体17个，（333+334）五氧化二钽资源量10791吨，五氧化二铌资源量：14057吨，平均品位：五氧化二钽：0.036%、五氧化二铌：0.047%。矿区铌钽品位富，找矿潜力大， 五氧化二钽远景资源量有望突破2万吨，潜在经济价值超过1千亿元。突破了“大岩基地区难以形成超大型稀有金属矿床”的既有认识，总结、提出的铌钽等稀有金属矿成矿规律及控矿因素的新认识，丰富和发展了稀有金属成矿理论，对华南地区稀有金属找矿具有重要的指导意义。

2.福建省建瓯市井后探明超大型优质叶蜡石矿

由中化地质矿山总局福建地质勘查院卢林为首席专家的团队在福建省建瓯市井后矿区探获超大型叶蜡石矿。井后叶蜡石矿属火山期后低温热液交代矿床。矿体呈似层状赋存于晚侏罗世南园群火山碎屑岩中，最大走向延展长725米，最大延深600米，各矿体累计总厚可达90米。矿石划分玻纤级和陶瓷两个品级。项目技术人员从火山构造研究开始，在火山期后热液蚀变与矿石原岩组构的研究中发现了火山岩地层与火山期后气液矿化蚀变之间的有机联系，取得矿区成矿理论的突被，并依此科学规划地质找矿技术路线，有效推导成矿空间，合理布设探矿工程，地质找矿取得重大突破，提交一处特大型叶蜡石矿床，资源量达4000余万吨，资源储量占全国叶蜡石累计查明总资源储量的1/3，为我国最大叶蜡石矿床。

3.内蒙古自治区乌拉特中旗石哈河首次发现大型砾岩型砂金矿

由内蒙古第三地质矿产勘查开发有限责任公司冯硕颖为首席专家的团队在内蒙古自治区巴彦淖尔市乌拉特中旗石哈河地区发现一大型露天开采的砂金矿床，这是内蒙古地区近年来发现的第一个大型冰碛砾石型砂金矿床。备案矿石资源储量44695481.22立方米，金金属量17020.85千克，平均品位金0.3808克/立方米，混合砂平均厚度25.30米。石哈河冰碛砾石型砂金矿矿石可选性较强，为易选矿石；矿床采矿、选矿生产工艺成熟可靠。该矿床的开采将对发展边疆经济，增加地方财政收入起到积极的作用。

4.塔里木中西部顺北地区探明超深层大型油气田

由中石化西北油田分公司焦方正为首席专家的研究团队通过3年的攻关研究，在顺北9169米超深层探获大型油气田。明确了塔中北坡陆棚—斜坡部位是优质烃源岩分布区，由此将重点勘探区域由隆起向斜坡部位拓展，大大扩大了下古生界碳酸盐岩勘探范围；建立了塔里木周缘前陆盆地寒武纪烃源岩成烃、沿断裂带运移聚集成藏新模式，提出了“立足原地烃源岩，沿着高陡断裂带、寻找原生油气藏”新的勘探思路；初步明确顺北地区油气成藏条件与富集规律，形成顺北超深碳酸盐岩裂缝洞穴型油气藏成藏理论；建立了塔里木盆地沙漠覆盖区超深层裂缝洞穴型储集体预测技术系列、"超深、三高" 井钻完井配套技术，超深小井眼短半径定向钻井技术（水平井斜深8169米）跨入世界领先行列；这些理论技术有效指导了区带评价及勘探部署，天然气探明储量73.8亿立方米，控制储量33.82亿立方米，预测储量412.3亿立方米，实现了超深找矿的突破。

5.准噶尔盆地玛湖凹陷南斜坡二叠系探明大型油田

由中国石油新疆油田分公司何海清为首席专家的团队在玛湖凹陷南斜坡探获大型油田。项目组提出上乌尔禾组为区域不整合面之上第一套填平补齐的沉积，具备形成大油区条件。创新性提出三项认识和三项配套技术：1.构建了大型地层背景下砂体纵向叠置、横向连片大面积成藏新模式；2.建立了凹槽区厚层状低饱和度、斜坡区互层状和古凸带薄层状三种类型油藏分布模式，探井成功率从35%提高到76%；3.发现了上二叠统支撑砾岩高产储层新类型，指导试油选层，多井获得百吨高产；4.攻克扇体刻画、低渗砾岩测井评价和低饱和度油层改造三项配套技术，试油获油率从45%提高到83%。在上述认识和技术的支撑下，玛湖凹陷南部上乌尔禾组勘探快速推进，落实三级石油地质储量3.36亿吨，展现出5亿吨级前景。

6.甘肃省西和县大桥探明超大型金矿

由甘肃省地质调查院张忠平为首席专家的团队在西秦岭地区发现并探明了一处超大型硅化角砾岩型金矿床。矿床控制长约4500米、宽40～1100米，发现金矿体53条，累计探获金资源储量105吨，伴生银资源量276吨，并在外围发现了渭子沟、马家山、安子山等金矿点。该矿床的发现和勘查为西秦岭地区增加了新的金矿类型，为地质找矿指出了新方向，并提供了类比依据和理论指导。矿床已于2012年建厂投产并取得了显著的经济效益，大大改善了当地贫困落后的面貌和就业状况，促进了经济发展。

7.江西省武宁县东坪发现超大型钨矿

由江西省地质调查研究院楼法生为首席专家的团队在武宁县东坪探获超大型钨矿。团队成功运用赣南石英脉型黑钨矿“五层楼”成矿模式，历时6年持续勘查，实现找矿突破。东坪矿床共探获储量：保有钨矿（122b+332+333）矿石量47729千吨，金属量（三氧化钨）213941吨，平均品位0.448%；保有低品位钨矿（332+333）矿石量6105千吨，金属量（三氧化钨） 5946吨，平均品位0.097%。其储量规模超过福建行洛坑、湖南瑶岗仙和江西西华山等钨矿，成为目前我国乃至世界资源储量规模最大的黑钨矿。矿床具有规模大、品位高、易采易选等特点。东坪矿床的发现丰富和完善了“五层楼”式石英脉型钨矿床成矿理论和成矿规律，拓展了长江中下游成矿带钨矿找矿空间、找矿思路和找矿方向。提出了赣北地区自南至北存在160Ma±、150~145Ma、135~125Ma三期钨成矿作用的认识。

8.云南省盈江县大石坡发现超大型红柱石矿

由中国冶金地质总局昆明地质勘查院李伟为首席的团队在云南盈江县大石坡矿区探获超大型红柱石矿。在该区发现并圈定7个红柱石矿体，探获（333+334？）类矿石量91979.89万吨，红柱石矿物量11043.57万吨，工业矿平均品位18.0%，低品位矿平均品位8.5%。该矿的发现与勘查，开创了云南寻找红柱石矿的先河，实现了该区找矿新突破。采用湿式磁选—浮选流程工艺，红柱石回收率62.03%，精矿满足HJ-55产品技术要求；通过碳热还原工艺可直接生产硅铝合金、3N高纯硅；磁选云母可综合回收氯化铷。未来矿山开发社会经济意义重大，对我国红柱石矿勘查及应用研究将起到良好的示范作用。

9.河南省嵩县雷门沟探明超大型钼矿

由河南省地质矿产勘查开发局第三地质勘查院章传飞为首席专家的团队在嵩县雷门沟探获超大型钼矿。矿区地处华北地台的南缘，熊耳山古隆起与嵩县中新生代断陷盆地的交界处，属环太平洋成矿带东秦岭矿带，岩浆及构造活动具多旋回和多期次活动的特点，矿床受高—中温热液蚀变影响，是以钼为主伴生硫的可供综合利用的一特大型斑岩型钼矿床,共完成钻探17184.90米，圈定大小矿体92个，其中工业钼矿体19个；低品位钼矿体66个；钼氧化矿体7个。共估算（332）+（333）工业矿钼矿石资源量80180万吨，钼金属量636373吨。开发本区钼矿资源为当地及周边地区提供资源的同时，也将促进本地区工业的发展，改善当地居民生活水平，对地方经济的繁荣将起到重要的作用，经济意义巨大。

10.广东省英德市鱼湾发现大型稀土矿

由广东省有色金属地质局九四〇队温汉辉为首席专家的团队在英德市鱼湾探获大型稀土矿床。圈定6个矿体，估算花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿资源量（332+333）矿石量136411千吨，全相稀土氧化物总量153618吨、平均品位0.1126%，离子相氧化物总量105218吨、平均品位0.0771%；另有低品位矿石量2801千吨，储量规模达到大型。矿区探明的稀土储量为广东省近年第一。矿山总工业价值约80亿元，矿山服务年限50年，具较好经济效益；可带动当地相关产业的发展，并增加就业及税收，具有较好的社会效益。

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。