“超級電梯”，向地心進發｜國家工業密碼·未來篇

小新說

“十四五”圓滿收官、“十五五”揚帆起航之際，由中央網信辦網絡傳播局、國務院國資委宣傳工作局指導，國務院國資委新聞中心主辦的《國家工業密碼·未來篇》網絡互動傳播活動正式啓動。小新聯合中國科協創新戰略研究院、總檯科晚、總檯《創新進行時》欄目、中國移動咪咕、國家電網英大傳媒、機械工業出版社、《人民畫報》雜誌、《美術》雜誌、星球研究所、混知等夥伴共創，以宏觀的產業視角、微觀的技術視角，生動呈現中央企業在科技創新前沿取得的重大突破，在加快發展新質生產力、建設現代化產業體系進程中的硬核力量，帶您讀懂中國工業的創新密碼。今天爲您帶來《“超級電梯”，向地心進發》，和總檯科晚一起帶您打卡中國石油12000米特深井自動化鑽機。

新疆塔克拉瑪干沙漠裏，

矗立着一個相當於24層樓高、

能吊起900噸重量的

“科幻機甲”。

不過，它的任務只有一個：

作爲一個能一頭扎進地球深處的

“超級電梯”，

帶着中國人的夢想向地心進發。

這，就是中國石油鍛造的

全球首臺12000米特深井自動化鑽機。

可我們爲什麼要費這麼大勁

往“地心”鑽呢？

造這個“超級電梯”到底有多難？

除了找石油，它還能幹嘛？

今天，小新就來好好聊聊

它背後的硬核故事。

爲什麼要“向地心進發”？

中國是能源消費大國，

但易開採的淺層油氣資源正在快速消耗。

要端穩端牢能源飯碗，

就必須向地球更深處尋找

“深藏不露的寶藏”。

所以，向地球深部進軍，

是國家能源安全的迫切需求。

數據顯示，

我國陸上深層超深層油氣資源

佔全國總量的34%，

且新增儲量中超深層的佔比逐年攀升。

探索萬米地層，意義重大。

同時，

超萬米深地勘探

被公認爲衡量國家工程技術與裝備水平的

重要標誌。

“向地球深部進軍

是我們必須解決的戰略科技問題。”

中國工程院院士孫金聲指出，

“超深層已成爲我國油氣資源

增儲上產的主陣地，

是端牢能源飯碗的重大戰略選擇。”

12000米特深井自動化鑽機在深地塔科1井鑽井時的應用過程

那麼，爲什麼以前鑽不了呢？

這裏面，有不少道阻且長的世界級難題。

首先，

深地探測面臨着

極溫、極壓、強腐蝕和

巨大負荷等極端環境。

以中國石油完鑽的

深地塔科1井爲例，

這個位於塔里木盆地的超深井

有7項難度指標位居全球第一：

地下溫度超200℃、

壓力突破130兆帕、

井壁承受應力超660噸……

在如此極端環境中，

用普通設備嘗試，

等於把它們投入烤箱，

電子元件會瞬間失效，

金屬結構也可能瀕臨崩潰；

而可以承受深地極端環境的設備，

在過去很長一段時間被國外巨頭壟斷，

價格高昂且供應受限。

其次，

鑽探萬米對鑽柱控制精度的要求極高。

連接鑽頭和地面鑽機的鑽柱，

是一根長度超過萬米、

由數百根鑽桿連接而成的

“超細長麪條”。

這根“麪條”的自重就達到數百噸，

在地面轉動它，

就像站在摩天大樓頂端

用一根超長的竹竿

去挑動地面的一顆黃豆。

任何微小的操作失誤，

都可能在萬米長的鑽柱上被放大成

劇烈的“鞭甩效應”，

導致鑽柱扭斷、卡死在井中，

甚至引發井壁坍塌、井噴等重大事故。

“四大法寶”的破局之路

面對這些世界級難題，

中國工程師們沒有退縮。

2022年底，

研發12000米自動化鑽機的任務

被定爲中國石油高優先級項目。

一場硬仗，就此打響。

12000米特深井自動化鑽機在深地塔科1井現場

第一大法寶：練就“擎天柱”

普通鑽機提升能力不過三四百噸，

要支撐萬米鑽探的巨大負荷，

傳統的鑽臺和提升系統不堪重負。

中國石油自主研製的6000馬力巨無霸絞車

最大提升能力達到了900噸，

相當於能穩穩吊起600多輛小轎車；

搭載的70MPa超高壓循環系統，

爲攻克萬米深井超高溫、高壓、地層擠壓等

世界級難題提供了強大的動力支撐。

第二大法寶：“超腦”智慧

過去的鑽機，

各系統像一羣需要逐個指揮的士兵，

而現在的鑽機控制系統，

則如同一位高明的交響樂團指揮家，

它能同時指揮動力貓道輸送管柱、

鑽臺機械手抓取對扣、

鐵鑽工旋緊絲扣、

頂驅旋轉下壓、

二層臺機械手排放鑽柱……

多個設備如臂使指，

協同流暢，

動作行雲流水。

司鑽坐在控制室裏，

動動手指或按下一個鍵，

就能指揮整個鑽臺的複雜作業。

第三大法寶：環境“護盾”

在環境脆弱的塔克拉瑪干沙漠，

保證項目有序進行的同時不破壞當地環境

也是一大挑戰。

中國石油鑽機的動力貓道、

鑽臺機械手、

二層臺排管裝置等關鍵執行機構，

採用了更先進、更安靜的電驅動技術，

這些技術徹底消除了

傳統液壓驅動模式下

液壓油泄漏的污染風險，

運行噪音也大大降低。

第四大法寶：編織“天網”

安全是萬米深井鑽探的生命線，

中國石油編織了一張“天羅地網”，

全方位保證鑽井現場的作業安全。

電動輔助絞車、

電驅鑽井液閘閥組等輔助設備，

實現了司鑽的遠程精準操控，

將作業人員從高壓區域等

危險區域解放出來，

從根本上保障了人員安全。

動態防碰安全管理系統

如同給鑽機裝上了

“電子眼”和“防撞預警雷達”，

實時監控鑽臺上衆多運動設備

（機械手、頂驅、吊卡等）的位置，

一旦有碰撞風險，

系統會立即預警，

甚至自動停止危險動作。

幾十米高的井架和龐大底座的起升，

過去是高風險作業，

而遠程遙控起升井架底座

讓工程師可以在安全距離外

通過遙控器精準控制起升過程，

徹底規避了人身傷害風險。

同時，中國石油還應用了

多重互鎖與應急機制，

通過設置嚴密的安全邏輯互鎖

防止誤操作，

並配備完善的

緊急停機、防噴器控制等應急系統。

除了找油，這臺鑽機還能挖回什麼？

2025年2月20日，

中國石油對外宣佈，

中國首口超萬米科探井——

深地塔科1井在地下10910米勝利完鑽。

塔科1井成爲當時亞洲第一、

世界第二垂深井，

標誌着我國自主攻克了

萬米級特深井鑽探技術瓶頸，

鑽探能力躋身國際先進行列。

隨着鑽頭挺進至10910米深度完鑽，

585天，

12000米自動化鑽機帶動鑽具

突破了地下12套不同巖性、

不同壓力層系的地層，

從地心取出堪比月壤珍貴的巖芯。

這些來自數億年前的岩石標本，

首次在全球陸地萬米深層發現油氣顯示，

不僅將揭示地球深部流體系統與地熱結構，

更將推動形成中國特色

萬米油氣成藏地質理論。

12000米特深井自動化鑽機在深地塔科1井鑽井時的應用過程

12000米特深井自動化鑽機的

國產化意義非凡：

關鍵部件100%實現國產替代，

材料裝備國產化率達90%，

徹底解決了核心部件“卡脖子”問題。

2024年1月，

它成功入選

“2023年度央企十大國之重器”。

在與複雜地質岩層與深地的未知較量中，

12000米自動化鑽機

不僅驗證了自身的性能實力，

更助力了中國石油奠定

萬米深地工程技術領域的

國際領先地位。

地下萬米不是終點，

而是新探索的起點。

這座“超級電梯”承載着

中國智造的榮光，

更肩負着端穩能源飯碗的戰略使命。

當人類不斷突破

深空、深海、深地的邊界，

有一件事愈發明晰：

向未知進軍的勇氣，

是一個民族最珍貴的“重器”。

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責任編輯丨程鏡睿

校對丨李虹縈 陳伊南

執行主編丨劉海草 張灝然

內容來源丨中國石油