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冠军企业一线行|金石钻探:“超强钻头”不断突破“世界深度”

时间:2024-06-13 23:32 来源:未知 作者:admin 点击:

  ag亚游国际集团摆动载荷上光机基圆柱面电磁制动器圆环面的母圆液压垫齿数加温强扭处理换面法“这是采用二次镶焊法制造的孕镶金刚石钻头,上面的凸起就是镶入的金刚石。这颗钻头参与了我国科学钻探工程‘松科二井’项目,深入地下7018米,创造了大陆科学钻探亚洲最深钻孔纪录。”在金石钻探(唐山)股份有限公司(下称金石钻探)展室,金石钻探技术研究所副所长刘志强向记者介绍公司的“王牌”产品。

  “松科二井”是全球第一口钻穿白垩纪陆相地层的大陆科学钻探井,也是亚洲国家实施的最深大陆科学钻井和国际大陆科学钻探计划(ICDP)成立22年来实施的最深钻井。

  表面上看是打一口井,实际考验的是国家的经济和基础工业实力以及科技创新能力。

  上天、入地、下海、登级,是探工者攀登科学高峰的梦想,也是金石钻探人一直追寻的目标。

  近日,记者走进金石钻探生产车间,看到一根根钢材经过数道精密工序后,变成了一个个小小的钻头,它们有的适应“软”岩层,有的适应“硬”岩层,更有超广谱性钻头,力图钻遍岩石圈所有岩石,做到“软硬通吃”……

  作为首批国家级专精特新重点“小巨人”企业、“地质岩心钻探钻具”国家标准起草单位之一,国家制造业单项冠军产品企业,金石钻探的“硬核”实力从何而来?

  相比“上天下海”,由于地壳岩石的重重阻隔,人类对地下世界知之甚少。科学钻探是获取地球内部信息最直接和最重要的手段。

  1996年,唐山市光明路,在面积仅200平米的6号厂房内,只有十来个人的金石钻探,开启了“向地球深部进军”的征程。

  “地质岩心钻探钻具是地质钻探的关键装备,公司从生产钻头开始,逐渐成为岩心钻探钻具生产的专业厂家。”金石钻探办公室主任李婕告诉记者,创业之初,公司主要生产用于地质勘探的金刚石钻头,地质勘探多在崇山峻岭,为了把钻头卖出去,研发人员天天往地质队跑,了解地质环境之后,再把适用当地岩层的钻头送过去试用。

  靠着服务和口碑,2000年,成立不到4年的金石钻探,销售收入就达到了500万元。销售领域也扩展到河北、山东、内蒙以及新疆等地。2003年,金石钻探开始生产岩心钻具,与钻头形成配套。

  2005年,国务院出台加强地质勘探工作的决定,金石钻探迎来高速发展期,产品种类增加ag亚游国际集团,企业年产值逐年递增50%以上。到了2012年,金石钻探总产值接近2亿元,产值、规模达到国内同行业第一,金刚石钻头国内市场占有率达到了35%。

  2012年之后,金石钻探转入自主研发,建立省级企业技术中心,2017年,建立了省级企业技术中心,可进行金相分析、力学实验检测、材料化学分析,主产品钻头、钻杆、全液压钻机开始与国外高端同类产品竞争市场。

  “金石钻探生产4大类产品,金刚石制品、钻套管、取芯心系统以及附属制品。金石钻探主要产品和业务有地质钻头和扩孔器、地质钻杆和套管、取心钻具、附属工具设备、全液压钻机ag亚游国际集团、高端定制钻探工具、钻探示范工程、钻探技术服务,其中金刚石钻头的寿命与时效,都通过自主研发得到了质的飞跃。”刘志强说,公司拥有全球先进的智能化金刚石岩心钻探钻具生产线,自主研发的地质岩心钻探钻具连续19年刷新了国内小口径最深钻孔纪录。

  28年来,金石钻探深耕细分赛道从未懈怠,不但成为行业深孔钻具制造的引领者,地质岩心钻探钻具还荣膺国家制造业单项冠军产品。

  “无论钻头还是钻具,都需要解决在地球内部的高温、高压、高地应力条件下,确保钻具配件能正常工作的难题。”刘志强说,在“松科二井”项目中,要保证钻探设备在241摄氏度高温状态下,顺利完成工作目标,取出完整岩心。

  大陆科学钻探不同于普通石油钻探,取出完整岩心是最关键的环节。因为通过岩心分析读取的数据越清晰精准,越有科学研究价值和指导意义。“松科二井”不仅要打到预定深度,为了实现地层研究厘米级的要求,还必须实现95%以上的岩石取心率(取出来的岩心长度与钻井深度的比值),这在世界上都是没有先例的。

  围绕取心率95%这一高要求开展技术攻关,金石钻探最终助力‘松科二井’顺利完井。

  专啃“硬骨头”,不断攻克“卡脖子”难题,在金石钻探,自主研发一直就是常态。

  据刘志强介绍,之前全液压岩心钻机的大部分液压件、包括关键器件都是从国外进口。金石钻探与国内专精特新企业合作研发制造,逐渐形成了一个岩心钻机国内全产业链,金石钻探也是国内岩心钻机唯一实现100%国产化的企业。“我们研发成功的岩心钻机不仅耐用,检修维修也很方便。”刘志强说。

  金刚石钻头时效低、寿命短。金石钻探采用自主研发的配方和工艺技术,综合性能提升50%以上,攻克了深孔和特深孔钻探世界难题;绳索取心钻杆柱采用自有发明专利(浅层螺纹硬化技术),使用寿命超过了国际行业的标杆企业,在海外市场供不应求。

  “与钻头配套的是钻杆,在钻探中,钻杆一根接一根的连接,且要保证不出意外,难点在螺纹。这也让金石钻探的小口径绳索取心钻杆最深钻探深度达到了4000多米。”金石钻探生产总监丁向忠介绍。

  去年9月11日,金石钻探带着9号金刚石钻头启程莫斯科参加世界大赛。9号金刚石钻头是一款超广谱性钻头,能做到“软硬通吃”,可控制钻孔轨迹达到高精度,是金石钻探近十年来的最新研发成果。

  “一般情况下,遇坚硬致密打滑地层时,宜选用低硬度金刚石钻头。遇卵石砂石等地层时,宜选用高硬度金刚石钻头。软的、中硬和完整均质的硬岩层一般宜用表镶钻头,坚硬的和破碎及软硬不均的、裂隙性和高研磨性岩层宜选用孕镶钻头。”刘志强介绍,金石钻探研发的系列钻头,广谱性高、适应性强,一个钻头可以适用多种地层,并且寿命方面提高50%到100%。

  由中国工程院院士谢和平领衔的深圳大学、四川大学团队和金石钻探团队在金石钻探全面建成“深部原位五保取心系统测试平台”,并正式投入使用。团队研制的国家自然科学基金委重大科研仪器项目“深部岩石原位保真取心与保真测试分析系统”,其中的全球首套深海沉积物(可燃冰)保压保温取样/存储装备,于2023年9月29日搭载“奋斗者”号万米级载人深潜器完成海试任务。本次海试实现了深海原位压力温度的固体可燃冰样本主动保温保压世界零的突破。

  2022年,金石钻探首次提出以地质钻探指南助力钻探提速的钻探施工理念,2023年编制完成《地质岩心钻探指南》。应用指南指导施工,预计可每年为国家节约钻探成本10亿元以上。

  2022年,砂岩型铀矿地层试验钻孔,依照指南组织设计施工,岩心采取率提升80%以上,年台钻效率提高20%以上。

  2023年,本溪铁矿强造斜地层,2000米深钻孔。依照指南,仅用98天,H口径终孔,终孔深度2012米,终孔精度接近开孔设计精度。

  2023年,山东某富铁矿ag亚游国际集团,孔深1360米,920米超厚覆盖层。依照指南设计施工。H口径终孔,覆盖层岩心采取率提高了30%,达到90%以上,倾角保持在1度以内。

  截至目前,国内新探明非油气矿产勘查所用的地质钻探工具40%以上为金石钻探制造,高端产品出口占比达35%以上。

  对未来企业的发展,金石钻探定位于开拓、引领、服务ag亚游国际集团。小小钻头,还将继续引领行业突破这个世界的“深度”。