强化科技创新 支撑绿色勘查

本文摘要：自然资源部中国地质调查局北京探矿工程研究所（以下全称探矿工程所）创立于1957年，从我国勘探技术零起点抵达，艰苦奋斗，矢志国家地质勘探技术研究，1959年在北京周口店创建勘探试验站，从此开始了以地质勘探科研报国的漫漫征程。上世纪70年代，以探矿工程所派的一批国内大名鼎鼎的泥浆、勘探技术专家入驻西藏羊八井，明确提出了地热钻井与成井一整套技术与工艺措施，顺利解决问题了一系列难题，获得十多项根本性科研成果，取得原地质矿产部科技成果一等奖。

自然资源部中国地质调查局北京探矿工程研究所（以下全称探矿工程所）创立于1957年，从我国勘探技术零起点抵达，艰苦奋斗，矢志国家地质勘探技术研究，1959年在北京周口店创建勘探试验站，从此开始了以地质勘探科研报国的漫漫征程。上世纪70年代，以探矿工程所派的一批国内大名鼎鼎的泥浆、勘探技术专家入驻西藏羊八井，明确提出了地热钻井与成井一整套技术与工艺措施，顺利解决问题了一系列难题，获得十多项根本性科研成果，取得原地质矿产部科技成果一等奖。1984年与1985年交错之际，原地质矿产部要求，周口店勘探试验站改回独立国家的县团级事业单位，这标志着勘探试验站月独立国家，名称改回地质矿产部勘探试验站。

从此冲破了我国科技体制改革试点工作的序幕。1985年10月28日，原地质矿产部月批准后将地质矿产部勘探试验站改名为地质矿产部探矿工程研究所。

1995年，探矿工程所应邀指导已完成西藏羊八井钻井工程，奠定了其深部高温地热钻井技术在国内的领先地位。2000年8月25日，经中央编成办公室批准后，地质矿产部探矿工程研究所改名为北京探矿工程研究所。2002年初，探矿工程所月划入原国土资源部管理，隶属于中国地质调查局。

尤其就是指2005年1月起，该所作为中国地质调查局的直属单位，积极主动紧贴地质调查主战场，地质调查承托服务起到和技术创新能力构建了质的进步。2017年5月，我国南海神狐海域天然气水合物试采构建历史性突破，自主创新已完成20项关键技术和7项根本性技术装备。探矿工程所作为参研单位之一，其自主创新的保压采样技术和天然气水合物保温保压采样装置名列其中，超越了国外独占。

同年12月1日，广州海洋地质调查局专门给探矿工程所发去热情洋溢的感谢信，特别感谢其为海马号ROV设施研制的反循环结壳钻机，在大洋41B航次大洋丰钴结壳调查中，顺利射穿了3个站位的结壳矿层。这是我国深海遥控机器人首次配备钻机作业并乘势获得成功。2018年，探矿工程所高度重视自然资源部中国地质调查局党组拒绝和局根本性部署，联合的组织局属涉及单位同国内外钻井装备设计机构、科研院所和生产生产企业积极开展交流合作，协同创意技术研制成功，大力实施根本性部署。

同时，该所还与局属工程、二级项目分担单位密切合作，高质量已完成了东南沿海、雄安地热、下扬子页岩气、油气田铀矿、准噶尔、北方石炭、陕东晋西等7项支出单列钻井地质调查任务，在钻井调查中战胜了高原、戈壁等艰苦环境，解决了寒冷、暴雪、台风等险恶天气，解决问题了多种简单地层钻入难题，提供高质量岩心实物资料及地质信息。探矿工程所的发展可谓我国地勘行业的历史缩影，60多年厚实的技术文化底蕴和人才优势，早已伸延到设备的科技创新中。该所自律研制的3000米永磁直驱顶驱走钻机顺利应用于广东省惠州市惠热1井高温地热资源钻井地质调查，惠热1井目前是广东省钻孔深度仅次于、水温最低、自喷流量仅次于的地热勘探井。

新时代，探矿工程所坚决贯彻绿色勘查理念，以地质钻井及高温地热钻井钻井液固相控制技术、3500米的永磁直驱顶驱走钻机系统等，积极开展地质钻井绿色环保施工，同时也吹响了雄安新区地热清洁能源调查评价的进占号角，以科技创新改写行业传奇。地质钻井及高温地热钻井钻井液固相控制技术 TG型振动筛 地热钻井用五级固控系统国家重点新产品TGLW型离心机QJQ型泥浆清洁器钻井液二级固控循环系统针对地质钻井绿色环保施工的拒绝，探矿工程所顺利研制TGLW系列钻井液离心机、QJQ系列泥浆清洁器、TG振动筛及多级钻井液固控循环系统，具备体积小、质量重、模块化、不易迁往等特点，可实现钻井液不落地循环处置，有效地清理危害固相。钻井液离心机使用单电机结构模块化设计，大于分离出来粒度5m，可给定变频控制系统构建无级调压，适应环境有所不同地层特性，空缺了国内小口径地质钻井用离心机空白。

泥浆清洁器将水力旋流器与振动筛有机融合，可清理20m~74m危害固相。钻井液固控循环系统可根据有所不同钻井市场需求给定固控设备，转变了传统钻井液大自然下陷处置方法，增加了钻井液废气对环境污染，符合清洁化生产的必须，合乎绿色勘查、绿色钻井的拒绝；循环过程中的液相重复使用利用，固相集中于重复使用处置，符合国家节能减排拒绝，对减缓实行绿色低碳和前进生态文明建设根本性战略部署具备最重要意义。目前，固控设备及系统已在青海、新疆、四川、甘肃、内蒙古等多个资源勘探和科学钻井工程现场获得了顺利应用于。在地质钻井固控系统研究基础上，为承托高温地热清洁能源勘探拒绝，构成了撬装模块化五级固控及钻井液冷却系统，处理量平均180立方米/小时，可实现高温环境下等钻井液处置及降温必须，为高温地热（干热岩）钻井获取有效地技术确保。

雄安地热雄安新区地热清洁能源调查评价现场钻井液固控循环不落地系统地热能是一种新的绿色清洁能源，在当今人们的环保意识日益强化和能源日益短缺的情况下，对地热资源的合理开发利用已越来越受到人们的注目。2017年4月，国家级新区雄安新区横空出世，其目标是竣工蓝绿交织、甜美暗淡、水城共融、多组团集约灵活发展的生态城市，以地热能居多，多能有序的暖气方案首度被明确提出，并把打造出全球地热利用样板作为目标之一。据此，探矿工程所参予中国地质调查局地调项目《雄安新区地热清洁能源调查评价》，的组织实行雄安新区D14地热探采井工程。为适应环境雄安新区对环保的拒绝，现场铁环机动力由柴油机动力改建为变频电力驱动，使用电传电控新技术、自动送来铁环技术强化对施工过程的监控，提升钻入效率，增加能耗；地热井实行过程中使用绿色环保泥浆体系，使用新技术对废浆展开处置，安装泥浆处置系统，增加井场对环境的污染。

雄安新区钻井施工现场做了设备动力不起火，泥浆不落地，增加了废气，减少了工程对环境的污染。该井于3月16日钻入至2500米，并成功终孔。雄安乃至京津冀地区地热资源非常丰富，开发利用前景辽阔。钻井地质调查是准确提供深部地层地热、地质学参数的唯一手段，也是目前地热资源开发利用的唯一途径。

该项目通过整理和分析雄安新区地质和钻井资料，总结区域地热钻井关键技术难题及对策，构成区域地热钻井地质调查技术报告，可为雄安、京津冀地区乃至全国地热资源钻井地质调查获取糅合与指导，对增进我国高温地热资源绿色调查和开发利用进展有十分最重要的意义。永磁直驱顶驱走智能化地质钻机为前进国家深部找矿战略实行、提升智能地质装备能力建设水平，自2011年起，自然资源部中国地质调查局北京探矿工程研究所的组织专业力量对3000米以深顶驱走钻机系统展开了解系统研究，创意永磁电机平驱走钻机技术，掌控新一代智能化地质钻机系统核心技术。

探矿工程所于2015年研制成功世界首台3000米永磁直驱顶驱走钻机系统，空缺了行业空白。该钻机顺利应用于浙江临安页岩气勘查LC-1井试验工程（完钻深度2328米，终孔直径150毫米），在广东惠州惠热1井地热井工程完钻深度为3009米（终孔直径150毫米）。

在此基础上，2018年研制成功3500米永磁直驱顶驱走钻机系统，更进一步提高了自动化掌控水平，通过试验孔施工试验，检验了设计思路，超过了设计拒绝。3500钻机3000钻机在惠热1井施工惠热1井现场放喷科学试验3000钻机在LC-1井试验施工 其中，惠热1井是迄今为止广东省内水温最低、自喷流量仅次于的地热资源调查井，构建了广东乃至东南沿海地热资源勘探的重大突破。通过创意应用于自律研发的永磁直驱顶驱走钻机、高温井触、填充钻入、高温钻井液等装备和技术，有效地密码了高温钻井技术难题，可行性构成了一套高效环保的高温地热钻井调查技术新的体系。

探矿工程所研制的永磁直驱顶驱走钻机系统，通过变频系统展开无级调压，不具备结构非常简单、维保便利、能耗制动器、自动化程度高等特点。钻井作业过程中，不具备超强铁环浅、大负荷、宽行程、低处置能力等优势。司钻作业智能化、自动化，不具备自动送来铁环功能。

可终端电网展开施工，不倚赖柴油发电机组展开野外作业，充分发挥永磁电机高功率因素的优势，比起同规格普通电驱钻机节约电耗多达20%，不具备节能减排的极大优势。钻机的顺利研制与应用于为我国绿色勘查体系发展获取了大型装备承托。

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