——華夏地質(zhì)觀察局北京探河工程接洽所高科技功效簡介

北京探河工程接洽所創(chuàng)造于1957年，為華夏地質(zhì)觀察局直屬工作單元，重要接受探究表面接洽和前沿本領(lǐng)工藝與裝置研制，接受深地深海探測、動力資源觀察和淺層綠色勘查的探究工作與工程演示，發(fā)展探究高科技功效變化與實行運用，向社會供給公共利益性效勞。該所自創(chuàng)造此后，贏得國度高科技超過一等獎、二等獎各1項、部長級高科技超過獎50余項，贏得專利、軟硬件文章權(quán)等119項。

牽頭擬訂的《淺層取樣探究本領(lǐng)回程》、《地質(zhì)巖心探究金剛石鉆頭檢驗和測定典型》和《地質(zhì)巖心探究金剛石擴孔器檢驗和測定典型》3項行業(yè)規(guī)范，獲天然資源部接受頒布。

“十三五”功夫，展示出了一批國際進步、海內(nèi)超過的高科技功效:勝利沖破海疆自然氣水合物保鮮保壓取芯“卡脖子”本領(lǐng)，實行了海疆自然氣水合物保鮮保壓取樣本領(lǐng)裝置國產(chǎn)化；研制了用來攙雜地層前提的系列清洗液與堵漏中心本領(lǐng)，地質(zhì)探究沼液表面與本領(lǐng)居于海內(nèi)超過程度。所有攻關(guān)硬巖孕錯金剛石鉆頭要害本領(lǐng)，沖破海外本領(lǐng)把持。自決研制首臺4000m永磁電動鉆機，靈驗激動綠色勘查和機動化探究本領(lǐng)裝置的興盛。勝利研制海內(nèi)首臺超高溫高壓沼液流變儀，沖破了泰西國度對高端沼液流變儀的本領(lǐng)把持。上風(fēng)本領(lǐng)功效普遍運用于“一帶一齊”、京津冀共同興盛、粵港澳門大學(xué)灣區(qū)樹立、雄安新區(qū)地球熱能資源、綠色勘查等國度、部局宏大工程，博得了比擬好的社會和財經(jīng)效率。

淺掩蓋區(qū)綠色勘查本領(lǐng)

北京探河工程接洽所聚焦天然資源歸納觀察、監(jiān)測、處置和國度宏大工程等淺層綠色探究的需要，中心發(fā)展了便攜式取樣鉆機、模塊化取芯鉆機、綠色勘查探究本領(lǐng)本領(lǐng)研制，產(chǎn)生了6個系列的取芯（樣）裝置、多種動工工藝和多套淺鉆地質(zhì)觀察本領(lǐng)的淺層探究本領(lǐng)體制，并接踵在300m以淺掩蓋區(qū)和生態(tài)薄弱區(qū)，普遍運用于生態(tài)情況觀察、地盤品質(zhì)觀察、海岸帶地質(zhì)觀察、淺掩蓋區(qū)化學(xué)勘探丈量、地質(zhì)災(zāi)禍觀察、高新科技觀察、濕地觀察、淺上層工程勘測等處事范圍。

2020年此后，沿用遙感解譯、低空無人駕駛飛機丈量、地核考證和淺鉆取樣查證相貫串的處事本領(lǐng)，高品質(zhì)實行大興安嶺叢林池沼及臨近沙地草地生態(tài)薄弱區(qū)21個泥煤斑塊觀察取樣和邊境圈定處事，所有實行名目泥煤觀察工作。探究了1m以深泥煤層觀察本領(lǐng)，為該地域泥煤池沼碳庫觀察供給了數(shù)據(jù)和本領(lǐng)維持。

2021年，新研制便攜式電動取樣鉆機，初次將鋰離子干電池儲能本領(lǐng)運用于淺層取樣鉆機的研制，不妨實行10m以淺渙散堆積物與基巖的取樣，該鉆機帶領(lǐng)簡單，組建簡略，可供給手持式或支架式兩款機型；實行了淺鉆觀察零碳排，更綠色、更財經(jīng)、更安定。該鉆機不妨實行反轉(zhuǎn)和報復(fù)鉆進兩種鉆進工藝，處置了山國、林草等特出地質(zhì)量貌區(qū)防火期內(nèi)觀察的取樣困難，激動了綠色勘查本領(lǐng)興盛。

便攜式淺層鉆機在濕地池沼區(qū)舉行泥煤觀察

沼液本領(lǐng)

北京探河工程接洽所是海內(nèi)最早專科從事沼液本領(lǐng)接洽的單元之一。從20世紀(jì)60歲月發(fā)端，從來全力于為國度宏大工程供給沼液本領(lǐng)維持，靈驗效勞了我國第一口超高溫（329.8℃）地球熱能井ZK4002—新疆羊八井探究、華夏陸地科學(xué)探究、汶川地動科學(xué)探究、南黃海陸地架科學(xué)探究、雄安新區(qū)和青海集權(quán)干熱巖探究等宏大工程。先后實行了40余個國度級和省部長級名目接洽，獲世界科學(xué)常會獎等國度級、部長級贊美12項，獲國度創(chuàng)造專利12項，適用新式專利2項，國度級新產(chǎn)物2項（廣譜護壁劑、多功效劑），出書撰著2部?，F(xiàn)有泥漿試驗樓和中間試驗小組3000多m2，設(shè)有新資料合成室、高溫沼液試驗室、大海沼液試驗室、環(huán)境保護沼液試驗室及防漏堵漏試驗室等，具有國表里百般進步的合成及檢驗和測定儀器100余臺套。

超高溫水基沼液本領(lǐng)效勞青海集權(quán)干熱巖GR1井和GH-03井，個中，GR1井完鉆深度3705m，井底溫度236℃，是我國初次鉆獲隱藏最淺溫度最高的干熱巖體；綠色環(huán)境保護沼液本領(lǐng)運用于川藏鐵路定測地質(zhì)勘測和“西十”高速鐵路地道孔動工，助力國度普通辦法樹立；成膜護壁護心沼液本領(lǐng)運用于廣西柳州東塘1井等頁巖氣探究，助力頁巖氣勘查等；溶蝕性地層護壁護心本領(lǐng)運用于老撾萬象、剛果（布）等鉀鹽探究工程，勝利包辦油基沼液，獲得含光鹵石和溢晶石完備巖心，效勞“一帶一齊”國度礦產(chǎn)資源勘查；羽狀程度井環(huán)境保護沼液本領(lǐng)運用于邯鄲、淮南等數(shù)十個煤礦防突水羽狀多分支程度井，維持效勞礦山生態(tài)建設(shè)和處置工程；海水沼液本領(lǐng)維持效勞南黃海陸地架科學(xué)探究工程CSDP-02孔，完鉆深度2843.13m，創(chuàng)大海地球科學(xué)探究全孔取芯孔深寰球記錄；地質(zhì)探究堵漏本領(lǐng)已在山西、甘肅、吉林等多個非金屬礦區(qū)舉行了當(dāng)場運用，不只堵漏勝利率高，還對破滅地層孔壁具備明顯的護壁功效。

超高溫水基沼液本領(lǐng)在青海集權(quán)干熱巖GR1井運用

廢泥漿池中長出的植被

環(huán)境保護沼液本領(lǐng)在淮南張集煤礦區(qū)羽狀多分支程度井運用

綠色環(huán)境保護沼液本領(lǐng)在“西十”高速鐵路馬白山地道勘查孔運用

老撾萬象鉀鹽探究工程中二鹽沼液掏出的含溢晶石礦體巖心

海水沼液本領(lǐng)在南黃海陸地架科學(xué)探究工程運用

超高溫高壓流變儀

北京探河工程接洽所革新研制了非交戰(zhàn)式外環(huán)強力磁嚙合回旋啟動體例和非交戰(zhàn)式精細粘度丈量體例，從基礎(chǔ)上霸占了保守密封體例在高溫高壓動靜三重前提下壽命短的困難。具備實足自決常識產(chǎn)權(quán)的監(jiān)測控制軟硬件體例，可樹立轉(zhuǎn)速、溫度、壓力、時間長度等參數(shù)，可及時表露和生存嘗試截止，手動和機動兩種處事形式、華文和英文操縱界面可在線及時切換。在青海集權(quán)干熱巖探究進程中，運用超高溫高壓流變儀在當(dāng)場嘗試了多個沼液樣本在高溫高壓情況下的流變性，為優(yōu)化沼液配方供給了科學(xué)按照，保護了探究工程安定、高效實行。

深部硬巖金剛石鉆頭提速本領(lǐng)

北京探河工程接洽所研制金剛石鉆頭始于20世紀(jì)60歲月，曾介入陸地科學(xué)探究、汶川科鉆、南海自然氣水合物輪采、雄安地球熱能等多項國度宏大工程名目，贏得國度專利近10項，國度中心新產(chǎn)物2項，獲部長級科學(xué)本領(lǐng)獎2項。所產(chǎn)生的硬巖高效金剛石鉆頭本領(lǐng)，普遍效勞于科學(xué)探究、大海、動力勘測、地質(zhì)礦產(chǎn)等范圍，大幅普及了硬巖探究動工功效，引領(lǐng)了我國硬巖探究本領(lǐng)的高速興盛。

一、NR826M復(fù)合鑲齒刀翼式金剛石所有鉆頭

對準(zhǔn)3000m以深可鉆性差、高研磨性地層，保守牙輪和PDC 鉆頭沒轍鉆進或鉆進功效極低困難，北京探河工程接洽所科學(xué)研究共青團和少先隊深刻領(lǐng)會地層材料，科學(xué)控制本領(lǐng)重心，沖破高溫胎體成型、高溫保徑等多項本領(lǐng)瓶頸，勝利研制出了具有自決常識產(chǎn)權(quán)的NR826M復(fù)合鑲齒刀翼式金剛石所有鉆頭（ZL201210304454.9），共同井底能源（螺桿或渦輪） 鉆進，平衡壽命到達牙輪鉆頭的3~8 倍，沖破了海外本領(lǐng)把持，實行了高端金剛石鉆頭的國產(chǎn)化。鉆頭在四川元壩稠油田、新疆塔里木油田、吉林油田以及雄安地球熱能等宏大工程運用，所鉆地層有自流井組真珠沖含礫地層、高研磨性須家河地層，滄浪鋪地層，新疆塔里木油田巨厚礫石層，新疆準(zhǔn)噶爾盆地哈山山前結(jié)構(gòu)玄武巖地層、玉東區(qū)塊開派茲雷克組玄武巖地層，松遼盆地梨樹斷陷中心結(jié)構(gòu)帶營城組砂泥巖地層之類，共同螺桿或渦輪鉆進博得了明顯功效，為深部動力高效勘測開拓供給了強有力本領(lǐng)維持。

NR826M系列金剛石所有鉆頭

1.NR826M所有金剛石鉆頭在新疆博孜區(qū)塊運用功效

新疆塔里木油田博孜1區(qū)塊102-4井井深超6000m，上部巨厚礫巖層，厚薄超2000m，地層可鉆性差，板滯鉆速低。革新研制出新式NR826M大直徑金剛石所有鉆頭，配合高速渦輪勝利舉行了鉆進運用，靈驗處置了高速渦輪鉆進一致生存的外保徑磨損重要的本領(lǐng)困難。鉆頭與美利堅合眾國史密斯和人民油井鉆頭比擬本能十分，鉆頭用度僅為海外鉆頭的50%，大大貶低了鉆井本錢。

2.NR826M所有金剛石鉆頭在四川元深1井運用功效

元深1井安排井深8680m，是華夏南邊海相最深井，坐落四川盆地川北坳陷九龍山背斜南西翼。該區(qū)塊的須家河組細砂巖層可鉆性極差，板滯鉆速低。鉆井安排指出，入口渦輪+入口孕錯金剛石鉆頭提速是本井成敗之要害，但是過程本領(lǐng)計劃，沿用探河工程所革新研制的16英尺NR826M新式金剛石所有鉆頭，進尺最高達274.96m，板滯鉆速最高達1.45m/h，明顯降低成本增效，為我國南部深層油稠油田一致地層鉆井供給了高效國產(chǎn)處置計劃。

二、高效耐報復(fù)尖圓齒PDC取芯鉆頭本領(lǐng)

對準(zhǔn)新疆吉木薩爾油田勘測進程中鉆遇彈塑性地層、取芯鉆進速度慢、取芯率低的困難，北京探河工程接洽所研制的PC1316M-JY高效耐報復(fù)金剛石復(fù)合片取芯鉆頭，共同自決研制的長筒取芯鉆具，在我國最大的頁巖油油田-吉木薩爾油田勘測進程中鉆遇彈塑性地層，取芯鉆進速度慢、取芯率低。勝利實行了彈塑性地層取芯提速。鉆頭單支板滯鉆速較其余廠家鉆頭普及2.4～3.1倍，創(chuàng)作了該區(qū)塊兩項記錄：取芯鉆進最高板滯鉆速（1.02m/h）及最長單回次取芯進尺（21.1m）。

鉆頭及巖芯

三、隔水底噴高效硬巖金剛石取芯鉆頭本領(lǐng)

青海集權(quán)干熱巖為火成巖結(jié)構(gòu)，巖石堅忍、研磨性強、可鉆性差，更加在破滅帶取芯艱巨。對準(zhǔn)該鎮(zhèn)層研制的隔水底噴高效硬巖取芯鉆頭共同自行研制長筒取芯鉆具，勝利實行兩次破滅帶長筒高效取芯，取芯成果率均為100%，兩次創(chuàng)作并沖破了該地域破滅帶單趟鉆海內(nèi)進尺記錄。

鉆頭及巖芯

四、硬巖高效斜齒金剛石取芯鉆頭本領(lǐng)

程度井硬巖（礫巖油、花崗巖等）探究在工業(yè)氣壓高轉(zhuǎn)速前提下，鉆頭常常唇面拋光而難以靈驗進尺。對此，探河工程所研制了硬巖高效斜齒金剛石取芯鉆頭。經(jīng)過納米稀文革性增韌、偏愛切削構(gòu)造及非均質(zhì)處事層加強本領(lǐng)，靈驗處置了該題目。鉆頭在新疆瑪湖精致礫巖油程度長井段鉆進步芯，運用功效明顯。八寸半取芯鉆頭單支最高進尺75.9m，平衡板滯鉆速到達0.7m/h。

鉆頭及巖芯

地質(zhì)探究沼液固控體例

北京探河工程接洽所研制的地質(zhì)探究沼液固控體例實用于陸域、大海資源勘測開拓，產(chǎn)生了沼液輪回處置體例、沼液離心術(shù)、振蕩篩、沼液純潔器、冷卻體例等系列擺設(shè)，滿意探究進程中對沼液舉行固相遏制、輪回運用及無害化處置的需要，使之到達環(huán)境保護排放規(guī)范，滿意綠色勘查訴求。

1.“國度中心新產(chǎn)物”——地質(zhì)探究沼液離心術(shù)

沿用單電機模塊化、雙電鉆逆向構(gòu)造安排，可準(zhǔn)時廢除沼液中2μm及之上固相顆粒，符合各別沼液處置需要，靈驗普及鉆進功效，貶低探究本錢，大幅縮小廢漿排放，滿意節(jié)約能源環(huán)境保護訴求。

TGLW沼液離心術(shù)

2.泥漿純潔器:泥漿純潔器貫串水利旋流器與振蕩篩的上風(fēng)，可在較大范疇內(nèi)安排固相廢除本領(lǐng)，廢除20至74μm固相。

QJQ泥漿純潔器

3.輪回處置體例：經(jīng)過貫串各別固控擺設(shè)上風(fēng)及罐體拉攏產(chǎn)生輪回處置體例，簡化學(xué)工業(yè)藝過程，滿意各別地層個性和探究工藝需要。

沼液固控輪回處置體例

簡捷、低耗、模塊化安排的固控體例，代替了天然沉降的掉隊本領(lǐng)，變換了廢漿沒轍反復(fù)運用和情況傳染重要的近況；加速了繩子取芯、孔底能源等工藝本領(lǐng)的實行運用；激動了地質(zhì)探究沼液處置本領(lǐng)革新和超過，為綠色勘查供給了本領(lǐng)保護。

新一代永磁直驅(qū)電動鉆機

近十年來，北京探河工程接洽所依靠國度宏大科學(xué)研究名目平臺，研制的永磁直驅(qū)電動系列鉆機，已贏得5項專利，所有滿意了探究工程綠色環(huán)境保護動工訴求。

永磁直驅(qū)電動鉆機的提高體例和反轉(zhuǎn)體例沿用稀土永磁電機徑直啟動，構(gòu)造大略，分量輕。完備無沖突剎車、隨時懸停、無牙輪傳動、硬巖鉆進時超低速精準(zhǔn)送鉆等本領(lǐng)上風(fēng)。可實行提下鉆、送鉆功效一體化，并可將下鉆時鉆具的位能，經(jīng)過永磁電機火力發(fā)電回饋到電力網(wǎng)中或積聚到庫容中。

永磁直驅(qū)電動鉆機的遏制體例沿用一體化遏制，多界面集成遏制，人機交互和睦，操縱大略真實，同聲也為電動鉆機后續(xù)的智能晉級供給擴充平臺，符合行業(yè)新趨向。

永磁直驅(qū)電動鉆機已在海內(nèi)多地陸域頁巖氣、地球熱能等非慣例動力深部探究工程中舉行普遍運用：2015年維持實行浙江臨安頁巖氣探究工程工作，完鉆井深2328.18m；2017-2018年維持實行東南沿?；葜莸厍驘崮芴骄抗こ坦ぷ?，完鉆井深3009.17m，獲得127℃高溫地球熱能；2019年效勞雄安新區(qū)地球熱能井探究工程，完鉆井深1812.13m；2021年效勞淮南張集煤礦開拓底板灰?guī)r水害大地地區(qū)探查處置工程（1期），暫時實行累計進尺9000m。整機體例展示了綠色環(huán)境保護、構(gòu)造進步、透徹送鉆、智能遏制等上風(fēng)和特性。

ZJ40DBZ鉆機司鉆遏制體例

ZJ40DBZ鉆機效勞張集煤礦水害處置工程

海疆自然氣水合物保鮮保壓取樣本領(lǐng)

在海疆自然氣水合物質(zhì)源勘查中，保鮮保壓取樣本領(lǐng)從來被海外本領(lǐng)封閉，為了沖破把持，北京探河工程接洽所構(gòu)造老練力氣發(fā)展了一系列本領(lǐng)攻關(guān)，研制出了具備自決常識產(chǎn)權(quán)的海疆自然氣水合物保鮮保壓取樣本領(lǐng)。

高壓密封本領(lǐng)，研制了翻板密封組織和機動球形閥組織來實行對樣本管的靈驗密封，在打撈時經(jīng)過板滯差動觸發(fā)組織封閉，實行對樣本管的靈驗密封。蓄能補壓本領(lǐng)，研制的壓力積累安裝不妨按照巖心管內(nèi)壓力變革，機動賦予壓力積累，維持樣本原位壓力。耐高壓保鮮本領(lǐng)，研制了耐高壓真空雙層保鮮樣本管，沿用網(wǎng)狀維持構(gòu)造普及抗壓強度，噴涂隔音保鮮涂層，中斷樣本與外界的熱量調(diào)換，維持樣本原位溫度。低擾動PDC取樣鉆頭本領(lǐng)，經(jīng)過對鉆頭構(gòu)造舉行優(yōu)化安排，減小對樣本的擾動，實行在井底穩(wěn)固反轉(zhuǎn)鉆取樣本。對繩子打撈和吊掛體例、鉆具貫穿辦法、內(nèi)取樣管差效果構(gòu)等也舉行了優(yōu)化安排，對保鮮保壓取樣工藝發(fā)展了接洽，實行了安定、高效、高品質(zhì)的取樣進程。

海疆自然氣水合物保鮮保壓取樣鉆具重要有兩種：報復(fù)式保鮮保壓取樣鉆具和反轉(zhuǎn)式保鮮保壓取樣鉆具。

海疆自然氣水合物保鮮保壓取樣鉆具外管總成

報復(fù)式保鮮保壓取樣鉆具

反轉(zhuǎn)式保鮮保壓取樣鉆具

報復(fù)式保鮮保壓取樣鉆具實用于軟-中硬地層，不妨滿意2000m以內(nèi)（水深+鉆深）自然氣水合物地質(zhì)樣本的高品質(zhì)采獲，樣本直徑為52mm。2015年，該型鉆具在南海北部陸坡水深1300m海疆完備實行我國初次自決實行的海疆自然氣水合物保鮮保壓探究取樣工作，采獲深海底部自然氣水合物樣本并勝利焚燒，鉆具的保壓勝利率、巖心采用率等要害本領(lǐng)目標(biāo)均到達海外同類鉆具程度。

采獲的保壓樣本紅外掃描圖及當(dāng)場集氣焚燒

反轉(zhuǎn)式保鮮保壓取樣鉆具實用于中硬—硬地層，不妨滿意水深2500m、海底以次500m自然氣水合物地質(zhì)樣本的高品質(zhì)采獲，樣本直徑為51mm。2019年，該型鉆具在我國南海水深786m海疆勝利鉆獲海底水合物地質(zhì)樣本，并焚燒勝利，鉆具的球形閥封閉率、保壓勝利率到達100%，巖心采用率等要害本領(lǐng)目標(biāo)均已勝過海外同類鉆具程度。

2019年當(dāng)場集氣、焚燒

海疆自然氣水合物保鮮保壓取樣本領(lǐng)已博得多項功效，彌補了海內(nèi)空缺，標(biāo)記著我國已完備沿用自決本領(lǐng)發(fā)展海疆自然氣水合物探究取樣勘查的本領(lǐng)。

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