2018年10月21日 星期日
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创新,引领发展的最强动力

——中国地质调查局勘探技术所2017年工作回眸

2018-1-22 10:45:42 来源:中国矿业报

以钻探为主的探矿工程能力,反映着一个国家地质勘探技术的水平和实力,亦是我国地质调查在技术方面真正进入世界一流水平的“试金石”。

做我国地质钻探装备与技术研发的领航者,正是中国地质调查局勘探技术研究所几代人孜孜追求、不断实践的生动写照。

作为中国地质调查局重要的直属技术支撑机构,中国地质调查局勘探技术研究所承担着国家基础性、公益性地质调查和战略性矿产勘查中的钻掘技术发展以及新技术研究工作,并在地质大调查钻掘设备、器具、工艺方法的研究、技术推广和应用示范等方面取得了卓越成就。

2017年,适逢中国地质调查局勘探技术所建所60周年。这一年,该所深入学习宣传贯彻党的十九大精神,以习近平新时代中国特色社会主义思想为行动指南和指导思想,坚决贯彻落实国土资源部、中国地质调查局党组重大决策部署和全国地质调查工作会精神。在全体干部职工的共同努力下,该所抓住发展机遇,以国家科技创新驱动战略为指导,结合“三深一土”国土资源科技创新战略实施,进一步明确地质科技发展的战略制高点与业务布局和团队建设,以“两重工作”为重点,着力提升全所科技创新能力,支撑局六大地质科技攻坚战,为加快世界一流的新型地质调查局建设做出了应有的贡献。

这一年,该所在各项工作中所取得的累累硕果也为其60华诞献上了实实在在的大礼。

卡赞开钻仪式现场

坚持自主研发,科技创新取得一批重大成果

科技是国之利器,国家赖之以强,企业赖之以赢,人民生活赖之以好。党的十九大报告提出“加快建设创新型国家”,强化创新第一动力的地位和作用,突出以科技创新引领全面创新。

2017年,中国地质调查局勘探技术研究所(以下简称“勘探技术所”)立足国家重大需求,围绕国土资源部、中国地质调查局重大决策部署,制订“两重工作”实施方案,以地质钻探装备与工艺技术的研发和推广应用为重点,在“三深一土”科技创新领域取得了一大批重大科技成果,在有效推进中国地质调查局科技攻坚战和国土资源部中心工作的同时,也为国家能源转型、新能源开发利用、生态文明建设等提供了有力的技术装备支撑。

华北区域地质科技创新中心基地勘探所三维图

——贯彻实施“三深一土”战略,研发核心技术,增强在国家重大科技平台的话语权,全力支撑深地探测工程实施。

国土资源“十三五”科技创新规划制定了以向地球深部进军为统领,全面实施深地探测、深海探测、深空对地观测和土地工程科技“四位一体”的科技创新战略,确立了“三深”战略领域跻身世界先进行列、土地科技水平显著提升的总体目标。围绕这一目标,2017年,勘探技术所着力加强核心技术自主研发能力,并取得了多项科技成果:依托“十二五”国家“863”重大项目课题“4000米地质岩心钻探成套技术装备”,自主研发的4000m交流变频电驱动地质岩心钻机结合地热调查井施工正在进行野外试验。至2017年12月31日,该井钻深达1436米,初步验证了钻机的主要技术性能。牵头9家单位联合申报国家重点研发计划“深地资源勘查开采”重点专项2018年度项目“大深度智能地质钻探技术与装备”,目前正在组织编写预申报书。研制成功国际先进水平XJY950钢级精密冷拔无缝钢管、钻杆,用于深孔高背压、高温环境下的H规格的绳索取心液动锤钻具,耐高温密封材料在180℃环境工作超200h,针对粉沙岩类水敏地层用ST-96绳索取心钻具提高了复杂地层取心率。

——大力提升科技创新能力,突破多项关键技术难题,在国内外打响中国地调品牌。

勘探技术所制定了《勘探技术所十三五”科技创新发展规划》,明确了以“建实一个中心,做好两个转化,把该所建成钻掘行业国内领先、国际一流的研究所”的建所总体思路。

(一)发挥技术优势,助力我国岩心钻探技术标准和装备在“一带一路”沿线国家推广应用。在“一带一路”建设中,勘探技术所的技术优势得到施展,通过应用“高精度定向钻进磁中靶系统”,为土耳其的两家碱矿提供定向钻井采矿技术和施工服务,在卡赞项目应用伽马探管与MWD协同作业方式,有效地控制钻头在碱底板以上一米处“行走”,获得95%以上的平均钻遇率,带方位伽马的增强型MWD机样正在ETI SODA工地进行入井工业试验。该技术得到了业主的高度认可,2017年12月,业主与勘探技术所签订了土耳其卡赞天然碱矿二期钻井项目合同。

(二)小口径地质钻探技术攻关获突破,为我国钻探孔向更深、更复杂的区域发展奠定了技术基础。勘探技术所负责的“马坑矿区复杂地层膨胀管技术的应用研究”通过验收并被评为优秀项目。项目组进一步优化了膨胀套管施工工艺,改进施工关键器具,Ф140/122膨胀波纹管完成定型加工,在若尔盖ZK0-1孔应用,解决了该地区钻孔在炭质板岩层长期存在的漏失问题。

(三)积极组织申报国家平台项目,推动科技创新。在由中国地质大学(北京)牵头立项的《多金属矿岩心钻探关键技术装备联合研发及示范》项目中,勘探技术所负责复杂地层取心技术和膨胀套管技术研究工作,成功申报了国家自然科学基金项目“科学超深井铝合金钻杆的腐蚀防护机制研究”。其大口径气动潜孔锤反循环钻进技术也在大连地铁工程施工中再创佳绩。

——立足特色学科和优势方向,积极筹划建设国家地质钻探工程中心。

2017年8月18日,科技部、财政部、国家发展改革委印发《国家科技创新基地优化整合方案》的通知(国科发基〔2017〕250号)提出,国家将对现有的国家工程中心进行整合。勘探技术所将根据整合要求再行筹建,上报了国家科技创新平台国家地质钻探工程中心实施方案及试运行总结报告,后续将逐步完善并建实建强该工程技术中心。

——支撑局科技攻坚战,在海域天然气水合物勘查试采、南方页岩气调查、北方新区新层系油气资源调查、北方砂岩型铀矿调查和京津石地区水热型地热资源调查中取得了可喜成绩。

中国地质调查局组织实施的海域天然气水合物首次试采圆满成功,取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,创造了产气时长和总量的世界纪录。勘探技术所多名技术人员参加了试采工作,其中科学技术处(项目管理处)处长谢文卫任试采指挥部办公室副主任,主要负责试采工程的协调组织和技术攻关工作。勘探技术所获得“中国地调局先进集体”称号,谢文卫、秦如雷被授予“先进个人”称号。

黔绥地1井完井深度1368.18m。钻至1133.25m,见下志留统龙马溪组-上奥陶统五峰组优质页岩层段,气测全烃由1.6697%升至3.993%,岩心浸水试验剧烈冒泡,现场解析气0.199m3/t。该井共计发现14段气测异常,累计厚度266.27m,为获得目的层页岩气评价参数,提供了真实可靠的地质资料。

完成松页油2井钻井和资料评审工作,等待归档;黑富地1井完成了钻探工作量1600米。

718工程共完成钻孔49口,钻探工作量21415米,岩心采取率为78.4%,高于任务书65%的指标,为铀矿调查工作提供了详实的实物资料。

“天津东丽湖深部地热科学钻探”工程于2017年11月20日开钻,12月31日已完成钻探工作量1436米。该工程紧密围绕京津冀地区地热资源勘探开发需求,为进一步推动京津冀地区地热清洁能源利用提供地质支撑,引导天津地区清洁地热能源深层次勘查开发。

——按照局规划部署,积极推进华北科技创新基地建设。

天津东丽湖深部地热科学钻探井(CGSD-1井)固井施工现场

华北区域地质科技创新中心基地建设项目备案材料获天津市东丽区审批局批复,完成了基地现势地形图,规划策划方案已获东丽区规划局审核通过,完成基地地块地形测绘、土地权籍调查及调查报告,成建制落户的审批工作已报天津东丽区公安局。勘探技术所整体搬迁建设华北区域地质科技创新中心基地得到局的批复,完成了基地规划布局,建设项目选址意见书已获批复。

创新工作方式,推进党建工作创实效

2017年,勘探技术所党委在国土资源部、中国地质调查局党组的正确领导下,扎实推进“两学一做”专题教育,不断增强“四个意识”,围绕“五位一体”总体布局和“四个全面”战略布局,不断创新党建工作方式,全面推进思想、组织、作风、制度和廉政建设,推进单位文化建设,为单位各项工作的开展提供了有力思想政治保障。

参观“砥砺奋进的五年”大型成就展

——深入开展“责任落实年”活动,推进各项工作。严格落实全面从严治党主体责任,建立了《勘探所“三重一大”事项决策、报告和监督制度》等规章制度。支持项目负责人开展工作,促进出成果、出人才。针对财务大检查和内部审计提出的问题进行专题研究并提出整改措施。召开了“政治生态专项行动”专题民主生活会,查摆问题。采取调查问卷的形式对全所职工进行了“四态”调查。

——加强基层党组织建设,压实党建工作责任。该所现有9个党支部,其中野外临时党支部2个。制定支部年度“三会一课”计划并报所党委备案,做到年度有安排、月月有活动,建立健全党委委员分管基层党支部制度。

——强化监督执纪问责,推进党风廉政建设。按照“八问”和“六个强力推进”要求,持之以恒纠正“四风”,坚持重大事项民主决策,实现了党务、政务、事务公开。建立廉政风险防控工作“责任领导亲自抓、职能部门分工抓、责任人牵头抓、业务部门具体抓、纪检监察部门监督”的工作机制。实践“四种形态”,开展执纪问责。开展廉政文化周活动,组织开展廉政文化宣传。加强纪检监察干部队伍建设。

完善保障机制,激活科技人才的创造力

“功以才成,业由才广。”科技创新最重要的因素是人,必须充分调动科研人员积极性、创造性。2017年,勘探技术所加强人才培养和团队建设,着力建强工程技术队伍,提升承接油气、地热及固体矿产勘查钻探工程的业务能力。

在中国地质调查局勘探技术所2017年的一份工作报告中,有这样一段关于人才情况的描述:油气调查井和参数井钻井施工技术支撑和管理队伍基本建成,所内人员18人、外聘14人,完成了黔绥地1井和松页油2井工程,正在推进黔钟地1井工程和黑富地1井工程;地热钻井施工技术支撑和管理队伍基本建成,所内人员17人、外聘5人,正在推进“天津东丽湖深部地热科学钻探”工程;固体矿产勘查钻探施工技术支撑和管理队伍基本建成,所内人员22人、外聘10人,完成了718工程2017年钻探工作量21000余米。地质录井队伍已基本建成,所内人员4人、外聘6人,完成了黔绥地1井的录井工作,正在推进黔钟地1井和黑富地1井的录井工作。

黔绥地1井项目中期评估

报告记载的是勘探技术所人才录用的详细情况,也是其重视和加强人才队伍建设的一个缩影。

——加大人才培养力度,构建了以中青年为主的科技创新人才结构。2017年,勘探技术所结合实际采取岗位短期培训、学历教育、学术交流、参观考察和项目培养等方式,加大人才培养力度。积极创造条件为青年专业技术人员的成长搭建良好的平台,同时发挥好老专家的“传帮带”作用。目前,35~40岁左右的青年专业技术人员已成为该所科研项目的主要承担者和技术骨干。为激励青年科技人员,该所认真组织开展各类人才推荐选拔工作,完成了2017年度中国地质调查局地质科技奖、第十五次李四光地质科学奖、第16届“青年地质科技奖”(金银锤奖)、2017年度地质科技十大进展的申报工作。目前,该所有国土资源科技领军人才开发和培养计划2名,国土资源杰出青年科技人才培养计划1名,中国地质调查局高层次地质人才培养计划1名,中国地质调查局青年地质英才培养计划2名,中国地质调查局卓越地质人才1名、优秀地质人才5名,“青年地质科技奖”(金银锤奖)3人。

——积极引进各类人才,提升整体能力素质。近年来,勘探技术所积极采取措施,进一步加大人才引进力度,充实和优化专业技术人才队伍,完善干部队伍结构。2010年以来,该所共新进人员53人:高校毕业生49人(其中博士1人、硕士研究生22人、本科26人),调入3人(其中博士后人员1人),安置复员人员1人。

——完善人才激励机制,鼓励干事创业。为吸引人才、留住人才,勘探技术所不断完善人才激励机制。一是完善收入分配制度,实行了岗位绩效工资制度。结合该所实际上报了奖励分配方案,在收入分配制度上坚持向科研一线岗位和优秀人才倾斜;二是向局上报了该所关于岗位设置制度执行情况和关于开展岗位补充遴选工作的请示,经局审核,批准了该所的岗位职数,2018年将开展岗位遴选工作;三是对优秀人才进行奖励。兑现了2016年度考核为优秀地调项目“松辽盆地资源与环境深部钻探工程”副负责人、2017年担任地调项目二级项目负责人和副负责人、子项目负责人和3名入选局优秀地质人才计划人员的绩效工资;按照局对该所参加南海神狐海域天然气水合物试采工作做出突出贡献给予40万元特殊贡献奖励额度和有关要求,对直接参与试采工作并做出重要贡献的人员给予了奖励。

提高管理水平,业务与财务工作迈上新台阶

抓管理可以提效率。对现有资源进行精益的管理、精细的统筹,是实现资源效益最大化的重要保障措施,这对加快发展运行起着“润滑剂”的作用。

2017年,勘探技术所从项目质量、成果转化、装备、基地建设、安全生产等业务管理环节和财务预算角度强化管理,取得一系列进展。

——加强项目质量管理,确保项目高效运行。该所组织完成了质量体系的监督审核工作,自检互检率达100%,结合项目的实施进度抽检率也达到100%。对2016年度验收项目的管理文件进行了排序装订,使科技档案的保管更集中、规范,充分发挥科技档案的服务功能。

——加大科技成果转化力度,规范公司管理。该所在广泛征求科技人员建议的基础上,制定了科技成果转化实施细则,完成了2017年该所成果转化情况的工作报告。全年申请专利24项,10项申请获国家知识产权局授权,其中发明专利4项。进一步规范所属聚力公司的管理与运行。

——发挥平台优势,推动行业发展。探工学会成功举办了第十九届全国探矿工程(岩土钻掘工程)学术交流年会,来自全国各地143个地勘单位的300多名代表参会。《探矿工程(岩土钻掘工程)》编辑部完成了12期正刊的出版工作,宣传和报道探矿工程(岩土钻掘工程)的新技术、新装备及生产实践经验等。积极参加国内钻探学术交流和新技术推广培训活动,派出专家讲课,对新技术、新方法进行推广与宣传。

——加强基地建设,提高科研、生活条件。该所基础设施及科研业务楼安全节能改造项目工程竣工验收,现已投入正常使用,办公环境得到极大改善,大大提高了科研和办公效率。

——全力做好安全生产、保密和综合治理工作。签订安全生产责任书143份,开展安全生产培训演练,提高了职工的安全意识和自救水平。组织保密培训和自查互查,并接受局检查,按要求完成了整改,制定了档案保密制度和涉密计算机机房管理规定等,修订了保密承诺书和保密责任书。加强综合治理和保卫工作。

——注重财务管理,狠抓预算执行。2017年,该所全面落实地调项目法人负责制和项目负责人负责制和以预算为核心的财务管理体系,风险防范能力进一步提升。

确定发展方向,开拓奋进再创新的辉煌

经过多年发展,如今的勘探技术研究所已经成为我国从事探矿工程和岩土钻掘应用技术研究规模最大、综合实力最强的科研开发队伍,不断打破国外同类产品的技术垄断,逐步形成了本土化技术服务优势,不仅在定向钻井领域走在了业界前列,而且在越来越多的领域显示出特有的魅力。

2018年工作怎么做?勘探技术所已经初步绘制出新一年的发展“路线图”。

——充分发挥技术、人才、资本优势,科技创新再立新功。以参与华北地质科技创新中心建设为契机,进一步完善与提升“方位伽马”测井仪器和技术,使之应用于薄层、急倾斜矿产的定向钻进与追踪。完成土耳其ETI SDOA五期和五期增补全部138口井和KAZAN SODA二期30口井的施工任务,重点开展φ122mm规格膨胀套管技术开发和推广应用,使该技术在地质钻探行业孔内事处理中发挥更大作用。

——进一步服务国家能源资源安全保障、生态文明建设、国土资源中心工作和地质调查事业,打响品牌,做大做强支柱产业。根据局整体部署,松科二井施工至既定井深,同时做好完井、撤场及环境恢复等工作,梳理总结工程成果、经验,为项目验收做准备;配合局总体战略部署,参与海域天然气水合物试采工程,开展海域天然气水合物资源试采工程实施(勘探技术所)项目研究。摸索不同造斜钻具匹配及不同钻进参数下的造斜能力及下套管方法,为小直径水平井设计及施工提供工程验证。参与东营野外试验场建设及施工工作,整合钻具及钻进参数完成2~3个孔段的水平井施工任务,总结规律为最终的水平井试采方案提供依据;开展海底动力基盘的研究;“4000米地质岩心钻探技术与装备”2018年3月进行整体验收,验收后完成雄安新区2口2500米的地热调查井施工,为雄安新区的战略规划实施提供技术装备支撑;牵头国内9家单位申报国家重点研发计划“深地资源勘查开采”重点专项2018年度项目“大深度智能地质钻探技术与装备”。

——发挥地质科技创新主力军作用,全力支撑局科技攻坚战。完成云南页岩气调查井钻探取样、录井、测井工作;718工程(勘探技术所)完成9000米的机械岩心钻探全孔取心钻探工作;完成“天津东丽湖深部地热科学钻探”、“CGSD-02”井钻探工作;完成容城地热田地热探采结合井钻探工作;参与松辽外围西部盆地油气基础地质调查,完成一口地质调查井施工任务。

——积极谋划推进科技成果转化平台。从组织架构重组、管理制度完善以及业务逐步融合等方面着手,进一步优化该所全资公司——聚力公司,真正发挥其作为该所科技成果转化平台作用,力争使该所市场产品开发工作闯出一片新天地,在促进全局科技创新成果转化上发挥重要作用。

——坚决落实全面从严治党,抓好党的建设和党风廉政建设。落实“两个责任”,加大监督力度和广度,实践运用“四种形态”,完善内控制度,持续开展廉政风险防控工作,推进巡视、审计、检查发现问题的整改。推进以预算、资金为核心的内控建设及相关财务管理工作。

——全面做好稳定工作、安全生产工作和保密工作。

百尺竿头再进一步。勘探技术所相关负责人表示,2018年,该所将牢固树立“四个意识”,坚定不移地用习近平新时代中国特色社会主义思想武装头脑、指导实践、推进工作,在中国地质调查局党组的正确领导下,不断取得新成绩,为加快世界一流的新型地质调查局建设做出更大的贡献。

重大科技成果一览

自1957年成立以来,该所累计完成重要科研成果500多项,其中,150余项获国家、省部级以上奖励,包括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36项以及国家专利98项、中国专利优秀奖4项。截至目前,该所已拥有4项国际领先技术、1项国际先进技术体系、2项国内领先技术装备,参与实施4项科学钻探工程。

4000米地质岩心钻机

四项国际领先技术

1.高精度对接连通井技术

高精度对接连通井技术可将相距数百米或上千米的井组在地下矿层连通,被誉为“钻孔地下‘导航’技术”,“慧磁”钻井中靶导向系统是该技术的核心。该系统是引导钻头钻入设定靶区的高技术测量系统,我国是继美国之后第二个拥有该项技术的国家。该技术首创低电压可充电电池供电,可用于煤矿井下等高危作业环境;入井探管直径和长度分别为42mm、1.4m,最小用于60mm直径钻杆,可完成更小曲率半径的定向井。

2.液动冲击回转钻探技术

液动冲击回转钻探技术是采用泥浆驱动液动锤为回转的钻头提供高频冲击作用,使得硬岩钻进速度和回次长度大幅增加,液动潜孔锤是该技术的核心。液动锤的研究与应用处于国际领先水平:理论创新方面,首创复合阀式原理;技术创新方面,整机零件由27个减少至12个,国际上率先利用常规泥浆驱动液动锤钻进,实现了在恶劣环境下的稳定工作,不更换零件连续工作时间由原来最长10多小时增至40小时以上,最长可达80小时。

3.大口径长筒取心钻探技术

该所原创的大口径三筒联装取芯钻进技术,在“松科二井”Φ311mm口径井段中连续钻取Φ214mm岩心1672.60m,回次取心长度超过30m。该技术实现了“同径取心、一径成孔”,获取的岩心实物资料是常规方法的5倍以上;实现了“单回次超长钻程取心钻进”,回次取心长度是国内外同径取心的3倍以上。

4.小口径膨胀波纹管护壁技术

膨胀波纹管护壁技术是在局部事故孔段下入“支架”而不缩小孔径的孔壁修复技术,也被称为“钻孔的‘支架’修复技术”。勘探技术所率先研究76mm和96mm规格小口径地质钻探波纹管护壁技术,填补了该技术领域的世界空白。

一项国际先进技术体系

2000m以内地质岩心钻探技术体系主要成果包括:全液压系列岩心钻机、高钢级地质管材和高强度绳索取芯钻杆、高效液动锤、新型事故处理工具、新的钻探器具标准等五方面,整体达到国际先进水平,部分达到国际领先水平。其中,“2000m以内全液压地质岩心钻探装备及关键器具”获2015年度国家科技进步二等奖。

两项国内领先技术装备

1.3500m全液压地质岩心钻机

自主研发的YDX-6型全液压地质岩心钻机,采用N级口径钻深可达3500m,机械化、自动化水平高。该钻机配套高精度仪表及钻参系统,能满足金刚石绳索取心、冲击回转等深孔地质钻探工艺要求,正在深部地质找矿和油气资源调查中发挥作用。

2.车载全液压深井钻机

SDC系列车载全液压钻机,机械化、自动化水平高,仪表及钻参系统配套齐全,能满足泥浆钻进、空气钻进等深孔地质钻探工艺要求,可用于煤层气抽采井快速钻孔、浅层油气井、抢险救援通风井以及勘探孔、物探孔、地热井、水井等的施工。

四项科学钻探工程

1.牵头实施松科二井(CCSD-SK2)工程

由中国地质调查局组织,勘探技术所牵头实施的“松科二井”是松辽盆地科学钻探计划的主体工程,是迄今亚洲实施的最深的大陆科学钻探井,设计孔深6400m,钻穿白垩系。该工程是我国第三个获得的ICDP资助的项目,也是ICDP资助的最深的科钻井。

2.承担松科一井(CCSD-SK1)主孔工程施工作业

2006年8月~2007年10月,该所承担了国家“973”计划项目——“白垩纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化”的松辽盆地科钻一井(松科一井)主孔钻探工程,井深1810m。该工程首次综合石油钻井技术、水文水井钻探技术、岩心钻探技术,在复杂沉积地层中成功完成的科学钻探工程,进一步丰富了我国的科学钻探技术体系。

3.为中国大陆科钻一井(CCSD-1)工程提供核心钻探技术

由国土资源部组织实施,中国地质调查局承担的国家重大科学工程,中国大陆科学钻探工程——科钻一井(CCSD-1)揭示了超高压变质带的形成与折返机理,建立了超深钻孔长期观测站。作为骨干成员单位,勘探技术所研发的液动锤、硬岩取心、绳索取心+螺杆钻+液动潜孔锤三合一、绳索取心+螺杆钻二合一等钻具及硬岩纠斜技术是该工程具有国际先进水平的科学钻探技术体系的核心组成部分,获两项国家发明专利。

4.为汶川地震科学钻探(WFSD)工程提供极破碎地层取心技术

勘探技术所作为骨干成员单位参与了2008年10月由国土资源部组织启动实施的科技部国家科技发展支撑项目——汶川地震断裂带科学钻探工程(WFSD),并负责WFSD-3井现场技术和管理工作。研制的深孔复杂地层取心钻具和长半合管取心技术,对提高高应力极破碎复杂地层的岩心采取率、岩心质量和复杂地层深部综合钻探效率发挥了重要作用。

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