国机集团为深地国家科技重大专项提供关键技术支撑

中国经济报导:国机集团下属中国地质装备集团有限公司(中地装集团)自主研制的高端钻探装备,深度参与国家深地战略核心任务,为深地国家科技重大专项提供关键技术支撑。

其研发的 XD 系列电传动顶驱式岩心钻机、5000 米智能地质钻探装备等,在超深科学钻探、战略资源勘探、地热开发等领域实现多项技术突破,成为我国深地探测的 “国之重器”。

核心装备与技术突破

1. XD-40DB 型电传动顶驱钻机:万米深钻的先锋利器

作为深地国家科技重大专项 “渭河盆地深钻计划” 的主力装备,XD-40DB 钻机采用变频控制、数字传输和集中操作系统,融合机、电、液及信息化技术于一体。其核心优势包括:

智能化操控:通过参数化孔内实时监控系统,可精准调整钻进压力、转速等关键参数,确保岩心提取完整率超过 95%,满足渭河盆地复杂地层(火山岩、沉积岩交互)的高精度取心需求。

自动化作业:井口作业全流程自动化程度达 90% 以上,集成铁钻工、自动井架工等设备,显著降低人工干预风险,提升深部钻探效率。

多工艺适配:兼容地质小口径绳索取心钻探(76 毫米)与大口径地热井钻探(150 毫米),在渭河盆地一期工程中实现 “一孔多用”,为后续万米深钻积累数据。

2. 5000 米智能地质钻探装备:深部资源勘探的全能平台

该装备构建了 “钻探装备轻量化、钻进控制智能化、孔口作业自动化” 的技术体系,攻克超高温(200℃以上)、超高压(130 兆帕以上)等极端工况难题:

高效取心技术:采用 P-5000 高性能薄壁绳索取心钻杆,配合绿色环保冲洗液体系,在 JZ04 地热地质勘探井创造 4017.50 米钻探深度和 97.08% 岩心采取率的亚洲纪录。

全井场集成控制:通过 1200 余个传感器实时采集数据,实现管柱作业、设备管理、钻进参数的全数字化联动,较传统钻机效率提升 40%。

深地专项中的战略应用

1. 科学钻探:解码地球深部的钥匙

渭河盆地深钻计划:作为国际大陆钻探计划(ICDP)与深地专项的联合项目,XD-40DB 钻机于 2025 年 7 月启动第一钻,目标获取 3000 米连续岩芯,揭示新生代东亚气候演化规律,并为深部地热(温度超 150℃)和氦气资源开发提供科学依据。

该计划二期工程将挑战 7500-10000 米深度,打造全球新生代气候研究的 “金钉子”。

铀矿科学深钻:XD-40DB 钻机在江西省相山镇铀矿基地实现 150 毫米大口径绳索取心 3000 米钻探,突破我国铀矿深部找矿深度瓶颈,推动资源勘探从 “浅表” 向 “立体” 转型。

2. 资源开发:深部能源的开采先锋

地热与非常规油气:5000 米钻机在山东招远金矿 3000 米科学钻探中,实现台月效率近 500 米,助力深部地热资源评估;

在云南页岩气勘查中,通过优化泥浆循环系统,降低 30% 钻探成本。

战略矿产保障:XD 系列钻机在胶东金矿、西藏铬铁矿等矿区累计完成钻探工作量 10 万余米,发现深部矿体超 20 处,直接支撑新一轮找矿突破战略行动。

3. 技术验证:深地工程的标准制定者

中地装参与制定《回转缆悬索桥设计规范》《深部钻探装备安全标准》等 12 项国家及行业标准,其研发的 “地质雷达 + 声波探测” 动态监测技术,被纳入深地专项地质灾害预警体系。

产业协同与社会效益

1. 创新联合体:构建深地装备全产业链

国机集团联合中石油、中石化等 9 家央企组建 “深层超深层油气勘探开发创新联合体”,整合钻机研发、钻头材料、智能控制等领域资源,推动国产装备在塔里木盆地、四川盆地等超深层油气田的规模化应用。

例如,与东方电气集团合作开发的 12000 米深智钻机,关键部件国产化率达 100%,钻探成本降低 25%。

2. 经济赋能:深部资源开发的乘数效应

直接效益:5000 米钻机在江西铀矿项目中,通过缩短工期和减少设备损耗,单井节约成本超 800 万元;渭河盆地深钻计划预计带动区域地热发电装机容量新增 500 兆瓦,年产值超 20 亿元。

间接效益:钻机技术输出至巴西、尼泊尔等国,推动 “一带一路” 深部资源合作;培养专业技术人才超 500 人,形成 “装备研发 - 工程服务 - 标准输出” 的产业生态。

3. 生态价值:绿色深地的实践样本

在王屋山 - 黛眉山世界地质公园等敏感区域,国机集团采用工厂化预制钢桁梁、无人机航测优化路径等技术,减少地表扰动面积 60%,并同步实施植被恢复工程,种植适生树种 5 万余株。