小新說

“十四五”圓滿收官、“十五五”揚(yáng)帆起航之際，由中央網(wǎng)信辦網(wǎng)絡(luò)傳播局、國務(wù)院國資委宣傳工作局指導(dǎo)，國務(wù)院國資委新聞中心主辦的《國家工業(yè)密碼·未來篇》網(wǎng)絡(luò)互動傳播活動正式啟動。小新聯(lián)合中國科協(xié)創(chuàng)新戰(zhàn)略研究院、總臺科晚、總臺《創(chuàng)新進(jìn)行時》欄目、中國移動咪咕、國家電網(wǎng)英大傳媒、機(jī)械工業(yè)出版社、《人民畫報》雜志、《美術(shù)》雜志、星球研究所、混知等伙伴共創(chuàng)，以宏觀的產(chǎn)業(yè)視角、微觀的技術(shù)視角，生動呈現(xiàn)中央企業(yè)在科技創(chuàng)新前沿取得的重大突破，在加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系進(jìn)程中的硬核力量，帶您讀懂中國工業(yè)的創(chuàng)新密碼。今天為您帶來《“超級電梯”，向地心進(jìn)發(fā)》，和總臺科晚一起帶您打卡中國石油12000米特深井自動化鉆機(jī)。

新疆塔克拉瑪干沙漠里，

矗立著一個相當(dāng)于24層樓高、

能吊起900噸重量的

“科幻機(jī)甲”。

不過，它的任務(wù)只有一個：

作為一個能一頭扎進(jìn)地球深處的

“超級電梯”，

帶著中國人的夢想向地心進(jìn)發(fā)。

這，就是中國石油鍛造的

全球首臺12000米特深井自動化鉆機(jī)。

可我們?yōu)槭裁匆M這么大勁

往“地心”鉆呢？

造這個“超級電梯”到底有多難？

除了找石油，它還能干嘛？

今天，小新就來好好聊聊

它背后的硬核故事。

為什么要“向地心進(jìn)發(fā)”？

中國是能源消費大國，

但易開采的淺層油氣資源正在快速消耗。

要端穩(wěn)端牢能源飯碗，

就必須向地球更深處尋找

“深藏不露的寶藏”。

所以，向地球深部進(jìn)軍，

是國家能源安全的迫切需求。

數(shù)據(jù)顯示，

我國陸上深層超深層油氣資源

占全國總量的34%，

且新增儲量中超深層的占比逐年攀升。

探索萬米地層，意義重大。

同時，

超萬米深地勘探

被公認(rèn)為衡量國家工程技術(shù)與裝備水平的

重要標(biāo)志。

“向地球深部進(jìn)軍

是我們必須解決的戰(zhàn)略科技問題。”

中國工程院院士孫金聲指出，

“超深層已成為我國油氣資源

增儲上產(chǎn)的主陣地，

是端牢能源飯碗的重大戰(zhàn)略選擇?！?/p>

12000米特深井自動化鉆機(jī)在深地塔科1井鉆井時的應(yīng)用過程

那么，為什么以前鉆不了呢？

這里面，有不少道阻且長的世界級難題。

首先，

深地探測面臨著

極溫、極壓、強(qiáng)腐蝕和

巨大負(fù)荷等極端環(huán)境。

以中國石油完鉆的

深地塔科1井為例，

這個位于塔里木盆地的超深井

有7項難度指標(biāo)位居全球第一：

地下溫度超200℃、

壓力突破130兆帕、

井壁承受應(yīng)力超660噸……

在如此極端環(huán)境中，

用普通設(shè)備嘗試，

等于把它們投入烤箱，

電子元件會瞬間失效，

金屬結(jié)構(gòu)也可能瀕臨崩潰；

而可以承受深地極端環(huán)境的設(shè)備，

在過去很長一段時間被國外巨頭壟斷，

價格高昂且供應(yīng)受限。

其次，

鉆探萬米對鉆柱控制精度的要求極高。

連接鉆頭和地面鉆機(jī)的鉆柱，

是一根長度超過萬米、

由數(shù)百根鉆桿連接而成的

“超細(xì)長面條”。

這根“面條”的自重就達(dá)到數(shù)百噸，

在地面轉(zhuǎn)動它，

就像站在摩天大樓頂端

用一根超長的竹竿

去挑動地面的一顆黃豆。

任何微小的操作失誤，

都可能在萬米長的鉆柱上被放大成

劇烈的“鞭甩效應(yīng)”，

導(dǎo)致鉆柱扭斷、卡死在井中，

甚至引發(fā)井壁坍塌、井噴等重大事故。

“四大法寶”的破局之路

面對這些世界級難題，

中國工程師們沒有退縮。

2022年底，

研發(fā)12000米自動化鉆機(jī)的任務(wù)

被定為中國石油高優(yōu)先級項目。

一場硬仗，就此打響。

12000米特深井自動化鉆機(jī)在深地塔科1井現(xiàn)場

第一大法寶：練就“擎天柱”

普通鉆機(jī)提升能力不過三四百噸，

要支撐萬米鉆探的巨大負(fù)荷，

傳統(tǒng)的鉆臺和提升系統(tǒng)不堪重負(fù)。

中國石油自主研制的6000馬力巨無霸絞車

最大提升能力達(dá)到了900噸，

相當(dāng)于能穩(wěn)穩(wěn)吊起600多輛小轎車；

搭載的70MPa超高壓循環(huán)系統(tǒng)，

為攻克萬米深井超高溫、高壓、地層擠壓等

世界級難題提供了強(qiáng)大的動力支撐。

第二大法寶：“超腦”智慧

過去的鉆機(jī)，

各系統(tǒng)像一群需要逐個指揮的士兵，

而現(xiàn)在的鉆機(jī)控制系統(tǒng)，

則如同一位高明的交響樂團(tuán)指揮家，

它能同時指揮動力貓道輸送管柱、

鉆臺機(jī)械手抓取對扣、

鐵鉆工旋緊絲扣、

頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)下壓、

二層臺機(jī)械手排放鉆柱……

多個設(shè)備如臂使指，

協(xié)同流暢，

動作行云流水。

司鉆坐在控制室里，

動動手指或按下一個鍵，

就能指揮整個鉆臺的復(fù)雜作業(yè)。

第三大法寶：環(huán)境“護(hù)盾”

在環(huán)境脆弱的塔克拉瑪干沙漠，

保證項目有序進(jìn)行的同時不破壞當(dāng)?shù)丨h(huán)境

也是一大挑戰(zhàn)。

中國石油鉆機(jī)的動力貓道、

鉆臺機(jī)械手、

二層臺排管裝置等關(guān)鍵執(zhí)行機(jī)構(gòu)，

采用了更先進(jìn)、更安靜的電驅(qū)動技術(shù)，

這些技術(shù)徹底消除了

傳統(tǒng)液壓驅(qū)動模式下

液壓油泄漏的污染風(fēng)險，

運(yùn)行噪音也大大降低。

第四大法寶：編織“天網(wǎng)”

安全是萬米深井鉆探的生命線，

中國石油編織了一張“天羅地網(wǎng)”，

全方位保證鉆井現(xiàn)場的作業(yè)安全。

電動輔助絞車、

電驅(qū)鉆井液閘閥組等輔助設(shè)備，

實現(xiàn)了司鉆的遠(yuǎn)程精準(zhǔn)操控，

將作業(yè)人員從高壓區(qū)域等

危險區(qū)域解放出來，

從根本上保障了人員安全。

動態(tài)防碰安全管理系統(tǒng)

如同給鉆機(jī)裝上了

“電子眼”和“防撞預(yù)警雷達(dá)”，

實時監(jiān)控鉆臺上眾多運(yùn)動設(shè)備

（機(jī)械手、頂驅(qū)、吊卡等）的位置，

一旦有碰撞風(fēng)險，

系統(tǒng)會立即預(yù)警，

甚至自動停止危險動作。

幾十米高的井架和龐大底座的起升，

過去是高風(fēng)險作業(yè)，

而遠(yuǎn)程遙控起升井架底座

讓工程師可以在安全距離外

通過遙控器精準(zhǔn)控制起升過程，

徹底規(guī)避了人身傷害風(fēng)險。

同時，中國石油還應(yīng)用了

多重互鎖與應(yīng)急機(jī)制，

通過設(shè)置嚴(yán)密的安全邏輯互鎖

防止誤操作，

并配備完善的

緊急停機(jī)、防噴器控制等應(yīng)急系統(tǒng)。

除了找油，這臺鉆機(jī)還能挖回什么？

2025年2月20日，

中國石油對外宣布，

中國首口超萬米科探井——

深地塔科1井在地下10910米勝利完鉆。

塔科1井成為當(dāng)時亞洲第一、

世界第二垂深井，

標(biāo)志著我國自主攻克了

萬米級特深井鉆探技術(shù)瓶頸，

鉆探能力躋身國際先進(jìn)行列。

隨著鉆頭挺進(jìn)至10910米深度完鉆，

585天，

12000米自動化鉆機(jī)帶動鉆具

突破了地下12套不同巖性、

不同壓力層系的地層，

從地心取出堪比月壤珍貴的巖芯。

這些來自數(shù)億年前的巖石標(biāo)本，

首次在全球陸地萬米深層發(fā)現(xiàn)油氣顯示，

不僅將揭示地球深部流體系統(tǒng)與地?zé)峤Y(jié)構(gòu)，

更將推動形成中國特色

萬米油氣成藏地質(zhì)理論。

12000米特深井自動化鉆機(jī)在深地塔科1井鉆井時的應(yīng)用過程

12000米特深井自動化鉆機(jī)的

國產(chǎn)化意義非凡：

關(guān)鍵部件100%實現(xiàn)國產(chǎn)替代，

材料裝備國產(chǎn)化率達(dá)90%，

徹底解決了核心部件“卡脖子”問題。

2024年1月，

它成功入選

“2023年度央企十大國之重器”。

在與復(fù)雜地質(zhì)巖層與深地的未知較量中，

12000米自動化鉆機(jī)

不僅驗證了自身的性能實力，

更助力了中國石油奠定

萬米深地工程技術(shù)領(lǐng)域的

國際領(lǐng)先地位。

地下萬米不是終點，

而是新探索的起點。

這座“超級電梯”承載著

中國智造的榮光，

更肩負(fù)著端穩(wěn)能源飯碗的戰(zhàn)略使命。

當(dāng)人類不斷突破

深空、深海、深地的邊界，

有一件事愈發(fā)明晰：

向未知進(jìn)軍的勇氣，

是一個民族最珍貴的“重器”。

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責(zé)任編輯丨程鏡睿

校對丨李虹縈 陳伊南

執(zhí)行主編丨劉海草 張灝然

內(nèi)容來源丨中國石油