【编者按】近期，C919大型客机、中国空间站、深地塔科1井等多项国家重大科技创新实现突破。这其中，频现江苏身影。把握时代脉搏，勇立创新潮头，创新驱动发展战略在江苏落地生根、硕果累累，科技自立自强交出精彩答卷。“江苏科技力量”群星闪耀，很多“硬核”成果成为推动经济社会发展的现实动力。

交汇点讯 5月30日11时46分，我国首口万米科学探索井——深地塔科1井鸣笛开钻，开启了我国“万米深井”时代。该井位于新疆阿克苏地区沙雅县境内，紧邻埋深达8000米的富满10亿吨级超深油气区，设计井深1.11万米，钻井完井周期457天。同时，12000米特深井自动化钻机这一“国之重器”的成功研制，为我国挑战深地极限、开发超深层油气资源提供了坚实的装备保障。

(资料图)

记者了解到，承钻该井的全球首台12000米特深井自动化钻机，其中两大关键配套设备：液压动力卡瓦和防喷器吊移装置，正是由江苏诚创智能装备有限公司研发制造。

“如果没有液压动力卡瓦做支撑，就不能完成超深井作业需求。”诚创智能行政总监王爱山告诉记者，在钻机下钻的过程中，需要许多根钻杆接连组合，像竹子一样一节节深入万米地下，而液压动力卡瓦就像是竹子每节之间的连接环，牢牢“抓住”每一节下潜的钻杆。在石油钻井起下钻作业时，多功能液压卡瓦具有自动卡持钻杆、套管、钻铤等钻柱的功能，同时还具有液压扶正、自动刮泥和耐磨功能，是一种理想的井口自动化工具。

在液压动力卡瓦的加持下，我国钻井深度也像竹节一样“节节高”。王爱山介绍，该型液压卡瓦实现了同类产品多个方面的重大技术突破。例如，适用转盘从37.5″提升到49.5″，填补了国际市场空白。同时，通过材料，结构，工艺优化，承载能力从4500kN提升到6750kN，使国内原来钻进深度从7000米提升到12000米。

随着钻井深度越来越深，对于液压动力卡瓦的咬合力要求也越来越高，同时对钻柱的咬合伤害也越来越大。那么，能否在提升咬合力的同时减少对钻柱的磨损？王爱山介绍，研发团队通过技术创新，改变牙板结构形式、改善了牙板受力方向和与钻柱的接触面积，使牙痕深度从0.14㎜降低至0.08㎜，不仅不断满足超深井钻的需要，还延长了含硫气井以及超深井钻具使用寿命。

“丢手即锁定，拉出即松开的设计，解决了在钻井过程中钳头更换的时效和安全问题。”王爱山说，“驱动对中设计”解决了钻具偏离井口卡瓦不能坐卡的问题，“阶梯式设计”增大了通径，使液压卡瓦通过性更好，适应更强，“防溅原理设计”则避免了泥浆飞溅到牙板上引起卡瓦打滑的问题，同时也达到了清洁生产的目的。

王爱山介绍，液压动力卡瓦在国内石油钻井井口自动化细分领域补短板、填空白，具有较强的国际竞争力。目前，该产品已通过省部级鉴定，鉴定结论为“国际先进、国内领先”。2021年，企业研发的液压动力卡瓦作为国家首台套7000米人机交互自动化钻机关键核心配套装备，应用于我国首个陆相断陷盆地页岩油国家级示范区—胜利油田牛页1井。2022年，国资委1025专项“国家关键核心技术攻关项目---15000米智能钻机研发”，诚创智能再次受邀参与超大载荷（11250 kN）液压动力卡瓦的研发攻关。

在钻井机械装备中，防喷器是防止井喷事故的必要组件，相当于钻井机械的“保护神”。王爱山介绍，诚创智能研发的防喷器吊装移动装置满足了石油钻井队安装、拆卸防喷器的需求。其采用“四倍增程设计”，提升了吊装高度范围，从4.8米扩充至12.6米，解决了以前靠短节连接实现半空中吊装作业的痛点。

业内专家介绍，一般将4500米到6000米的井深定位为深井，6000米到9000米的井为超深井，超过9000米的井为特深井。特深井钻探是油气工程技术瓶颈最多、挑战最大的领域。而位于塔克拉玛干沙漠腹地的“深地塔科1井”预计钻探深度11100米。

为什么要打这么深的井？“能源饭碗要端在自己手里。中国作为能源消耗大国，能源安全形势极为严峻。在此背景下，各大油田需要不断通过勘探获得更多的油气储量。”江苏省地质研究专家俞先生告诉记者，随着勘探的持续深入，深层、超深层油气勘探，隐蔽油气藏勘探，页岩气、页岩油、煤层气等非常规能源勘探已成为我国油气储量增长的主阵地。相关数据显示，世界新增油气储量60%来自深部地层，而我国83%深地油气仍有待探明开发。近十年来，高精度地震技术的快速发展为地质学家带来了寻找超深层油气的眼睛，而相对应的超深层钻探工程技术，就是使地质学家能够拿到超深层油气的那只手。俞先生介绍，塔里木盆地深部海相地层油气资源丰富，同时具有“冷盆”的特征，有形成超深层油藏的潜力。经过多年的油气勘探，已在塔北隆起与塔中隆起奥陶系碳酸盐岩发现了一系列沿走滑断层溶蚀孔缝洞型超深层储层油藏，并形成了“古隆起控油、斜坡富集”的油气分布规律认识。而之前的勘探成果主要集中于9000米以内的奥陶系和寒武系地层。探索更深部位的震旦系、南华系地层是否也有形成规模油藏的潜力就需要更强大的工程技术提供支撑。

在地球深处钻一口井，到底有多难？业内专家认为，其难度堪比“登天”。钻井深度越深，地层温度越高、压力越大。接近地层万米深度时，高温环境能让金属钻具变成“绸缎”一样软，让钻探工作每进一米，钻探难度都呈几何级数增加。同时，井筒内1200多节相连的钻杆在为钻头传输动力时，其近700吨的自重将给钻机带来极大负荷。

没有金刚钻，不揽瓷器活。往地球更深处“进军”，重要的前提是我国钻井技术有了新的突破。目前，我国在钻井工程技术核心装备、关键助剂、高端工具仪器方面取得重大突破，深地塔科1井采用我国自主研制的全球首台12000米特深井自动化钻机，钻机载重能力最大达900吨，相当于能同时吊起6吨的成年大象150头。

作为中国第一口万米科探井，深地塔科1井有着完善该地区深部地质资料、验证地球物理波组、探索含油气性的任务，同时可完善超深钻工程体系、验证相关技术、培养相关人才。其实施，标志着我国向地球深部探测技术取得重大突破，将为我国未来油气资源开发和科学研究提供重要支持。

新华日报·交汇点记者 程晓琳 张宣

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