7018米！中国科学家又迎来历史性突破

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神舟上天、小龙下海后，中国科学家在地球深处的探索迎来了历史性的突破！

“地壳一号”万米钻机整体系统在宋克二号井拍摄(6月1日拍摄)。新华社记者徐昌社

2日，吉林大学研发的“地壳一号”万米钻机正式宣布其“首秀”完成:钻探深度7018米，创下亚洲国家科学钻探的新纪录，标志着中国成为世界上继俄罗斯、德国之后第三个拥有实施万米大陆钻探计划的专用设备和相关技术的国家。

十年磨一次“钻”！

“走进地球的深处”

科学钻探是获取地球深部物质和了解地球内部信息最直接、有效、可靠的方法，是地球科学发展不可或缺的支撑，是解决人类社会发展面临的资源、能源、环境等重大问题不可或缺的技术手段。

自20世纪70年代以来，许多发达国家相继实施了许多科学钻探计划。代表是苏联科拉半岛12262米的超深钻井，这是目前世界上最深的井；德国ktb-超声波深钻，9101米，排名第二。

“地壳一号”万米钻机在宋克二号井拍摄的整个系统(6月2日无人机拍摄)。新华社记者徐昌社

1996年2月，德国、美国和中国作为首批成员发起了国际大陆科学钻探计划。目前，中国已成功申请了“大别-苏鲁”大陆超深钻井、中国环境科学钻探青海湖项目、克祖安1号井和2号井项目等多项icdp项目，在大陆科学钻探领域取得了显著成就。

工作人员离开总部，前往钻井平台作业区(6月2日拍摄)。新华社记者徐昌社

锋利的工具很管用。以前，中国的地球物理仪器主要依靠进口，但国外的高精度仪器对中国是封锁的。

“如果我们是‘小米加步枪’的部队，人们就是有导弹的部队。”中国著名战略科学家、国家“千人计划”专家、吉林大学跨学科系主任黄大年教授在逝世前接受采访时说。他深知这是国家发展中不可回避和回避的话题，必须打破发达国家对设备和技术的封锁。

参与“深部探测技术与实验研究专项”是黄大年回国后的第一项重要任务——担任“深部探测关键仪器设备研究与实验项目”9号专项的负责人。

本项目的第五个课题——“深大陆科学钻探设备的研究与开发”，是吉林大学作为主要承担单位，为满足我国深地球探测任务对超深钻探高端设备的需求而研发的。

克服困难！

中国科学家突破了高温和“取芯”等技术难题

松辽盆地位于中国东北，位于兴安山和长白山的交界处。2006年8月18日，在松辽盆地北部中央坳陷区钻探的中国白垩系大陆科学钻探工程(宋克1号井)分两个孔进行。

2007年10月20日，宋克第一口井成功钻井，取芯总进尺2577米，总心长2485米，为后续研究白垩纪地表系统和温室气候变化的重大地质事件奠定了坚实基础。

工作人员检查了钻井平台上的全液压顶驱(6月1日拍摄的照片)。新华社记者徐昌社

宋克2号井于2014年钻探，目的是钻穿松辽盆地白垩系，发掘深层能源潜力，建立松辽盆地深层地层结构，寻找白垩纪气候变化的地质证据，发展深层勘探技术。

“地壳一号”万米钻机已成为宋克二号井工程竣工的唯一选择。“‘地壳一号’经受住了考验，无故障率达97.5%，最大日进尺286米，充分体现了中国自主开发钻机的能力。”宋克二号井工程总装备工程师、“地壳一号”万米钻机研发负责人、吉林大学副校长孙友红说，“地壳一号”突破了四项关键技术，其中一些甚至达到了国际领先水平，使我国钻井装备研发水平成功跻身国际第一梯队。

“地壳一号”万米钻机整体系统在宋克二号井拍摄(6月1日拍摄)。新华社记者徐昌社

确保钻头在持续超高温下不会遭受“中暑”是科学家面临的一个重要问题。中国地质科学院勘探技术研究所所长、宋克二井工程总指挥张进场说，钻井越深，温度越高，钻井液的技术难度越大。宋克2号井下钻100米时，地下温度将上升3-4℃，钻至井底温度已超过240℃。经过反复研究和实验，该团队研制出一种新的钻井液配方，经受住了井底高温的考验，创造了中国钻井液应用最高温度的新纪录。

“钻地”成功后，科学家们面临着“鼓起勇气”的挑战。在极不平坦和复杂的球体上“动刀”极其困难，在确保钻孔不会坍塌和破裂的同时，还必须完整地取出深岩心。

工作人员在“地壳一号”万米钻机的钻井平台上工作(6月1日拍摄)。新华社记者徐昌社

宋克二井采用国内第一台大直径同直径取心钻具，用钻具直接钻一个大孔，一次钻至设计孔径，克服了大直径取心钻头破岩、抓粗取心、出井等关键技术难题。

这样，省去了传统“小直径取芯、大直径扩孔”过程中的许多工序，避免了从小孔到大孔钻进过程中的许多风险，节省了大量材料。同时，获得的岩心样品的物理量是设计量的五倍。

深入地面7018米！

开启中国“地球科学”的新起点

在5月21日召开的宋克2号井成果鉴定会上，李廷栋、康玉柱、吴强、侯增谦、杨景穗院士等相关专家一致认为，该成果在理论、技术、工程和装备上取得了重大突破，拓展了中国深部能源勘探开发新空室，引领了白垩纪古气候研究和服务，总体上达到了国际先进水平，在深部钻探技术和白垩纪陆相古气候研究方面达到了国际领先水平。

目前，宋克2号井所有岩心均已采集，这将对今后研究白垩纪古气候演化和人类生活环境演化起到关键作用。“研究白垩纪是因为它是最接近我们的温室气候时期，也是高二氧化碳、高海平面和高温的‘三高’时期。了解白垩纪对于研究地球未来的演化具有重要的参考意义——它可能进入这个‘三高’时期。”宋克二井首席科学家、中国科学院院士王成山说。

在松辽盆地白垩系国际大陆科学钻探工程“地壳1号”万米钻机与宋克2号井现场交流会上，院士和专家向工作人员询问了全液压顶驱的工作情况(6月2日摄)。新华社记者徐昌社

王成山描述道:“宋克二井为整个地球科学界提供了一个大舞台——它第一次重建了白垩纪大陆气候从一百万年到十万年的气候演化史，发现了各种时间尺度上大陆气候变化的主要控制因素，为研究温室气候条件下地球气候系统的演化机制找到了新的证据。”

总的来说，通过宋克二井的“时间隧道”，中国地质学家基本上恢复了白垩纪的景象。

日落时分“地壳一号”万米钻机整体系统(6月1日拍摄)。新华社记者徐昌社

经过四年多的技术研究，2013年，吉林大学成功研制出中国首台万米大陆科学钻探专用设备——“地壳一号”万米钻机，填补了中国大陆深科学钻探设备领域的空白，极大地提高了中国超深科学钻探设备的技术水平。

此外，7018米的宋克2号井还揭示了松辽盆地形成的原因、过程和结果，为支持大庆油田未来50年的发展和确保我国能源安全提供了重要的数据支持。

下一步，中国科学家将继续开发1.5万米系列国产超深钻井设备，做好中国1万米以上陆相和大型含油气盆地科学钻探项目的选址和实施工作。

人类的旅程不仅仅是星星和大海，还包括探索通向地球深处的隧道，更近距离地聆听地球母亲的“心跳”。

来源：零点娱乐时刊