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Erkundung der Tiefen der Erde (die innovative Geschichte hinter Hardcore-Technologie)

2024-08-04

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Unser Reporter Liu Yiqing


„Crust No. 1“ führt das „Songliao Basin International Continental Scientific Drilling Project“ durch. Foto mit freundlicher Genehmigung der Universität Jilin

Wenn Sie eine Spalte öffnen

Seit dem 18. Nationalkongress der Kommunistischen Partei Chinas hat das Zentralkomitee der Partei mit Genossen Xi Jinping als Kern die Umsetzung der innovationsgetriebenen Entwicklungsstrategie intensiv vorangetrieben und die strategische Aufgabe vorgeschlagen, den Aufbau eines innovativen Landes zu beschleunigen Das Ziel, im Jahr 2035 eine wissenschaftliche und technologische Macht aufzubauen, die Reform des wissenschaftlichen und technologischen Systems kontinuierlich zu vertiefen, die Begeisterung, Initiative und Kreativität des wissenschaftlichen und technologischen Personals umfassend zu stimulieren und die wissenschaftliche und technologische Eigenständigkeit und Eigenständigkeit wirksam zu fördern -Vertrauen. Die wissenschaftlichen und technologischen Unternehmungen unseres Landes haben historische Erfolge erzielt und historische Veränderungen durchgemacht.

„Chang'e“ fängt den Mond ein, „Tianhe“ ist am Himmel stationiert, „Tianwen“ entdeckt Feuer, „Cristol-1“ dringt in die Tiefen der Erde vor und „Struggle“ erkundet das 10.000 Meter tiefe Meer. Die Modernisierung im chinesischen Stil muss durch technologische Modernisierung unterstützt werden. Um eine qualitativ hochwertige Entwicklung zu erreichen, sind technologische Innovationen erforderlich, um neue Impulse zu setzen. Von nun an wird diese Zeitung die Kolumne „Innovationsgeschichten hinter Hardcore-Technologie“ veröffentlichen. Reporter werden tief in die Front vordringen, um Hardcore-Technologie zu erkunden, Innovationsgeschichten zu erzählen und sich auf die neuesten Entwicklungen der dritten Plenarsitzung des 20. zu konzentrieren Erleben Sie das Zentralkomitee der KP Chinas und erleben Sie die neuen Industrien, die durch technologische Innovation, neue Modelle und neue kinetische Energie entstanden sind, und zeigen Sie den Geist der großen Zahl wissenschaftlicher und technologischer Arbeiter, die fleißig und aktiv an wissenschaftlichen und technologischen Innovationen beteiligt sind.

Im Hinterland der Taklamakan-Wüste ertönte der „Crust No. 1“-Bohrer, und eine 8.795 Meter tiefe Öl- und Gasbohrung stand kurz vor dem erfolgreichen Abschluss.

„Brunnen über 8.000 Metern sind schwer zu bohren.“ Fan Yueshuai, ein Lehrer an der Fakultät für Bauingenieurwesen der Jilin-Universität, blickte auf die Bohrinsel vor ihm und gab eine Erklärung: „Eine allgemeine Ölbohrinsel wird mindestens dauern.“ „Es dauert nur ein halbes Jahr, eine Ölquelle mit einer Tiefe von fünf bis sechs Kilometern zu bohren. Die Fertigstellung der Bohrung dauert nur 95 Tage, aber hier bei Crust One kann die Bohrung in 95 Tagen fertiggestellt werden.“

Von der Bohrtiefe von fünf- bis sechstausend Metern in der Vergangenheit bis zu über 8.000 Metern heute;

Früher dauerte das Bohren mindestens ein halbes Jahr, heute sind es etwa drei Monate;

Von einem bisher unerreichten Ergebnis bis hin zu einem neuen Rekord für kontinentale wissenschaftliche Bohrungen, die von asiatischen Ländern durchgeführt wurden;

Wie entstand „Crust No. 1“, diese unabhängig entwickelte wissenschaftliche Ultra-Tiefbrunnen-Oberflächenbohranlage mit einer Höhe von 60 Metern, einer Fläche von über 10.000 Quadratmetern und einer Bohrtiefe von 10.000 Metern? Der Reporter besuchte.

Immer wieder mit Schwierigkeiten konfrontiert——

Überwinden Sie Schwierigkeiten und schließen Sie Lücken in wissenschaftlichen Forschungsbereichen

Am 13. April 2014 um Mitternacht begann „Crust No. 1“ mit der Bohrung am Anda „Songke 2 Well“ in Daqing, Provinz Heilongjiang.

Im Winter 2015 stand Wang Qingyan, stellvertretender Chefdesigner von „Crust No. 1“ und Professor an der School of Construction Engineering der Jilin-Universität, am Bohrstandort „Songke Well 2“ unter der „Crust No. 1“. " mit mehreren Rückgraten der wissenschaftlichen Forschung, ängstlich auf und ab gehend. , während er schräg nach oben auf den Bohrturm im zweiten Stock der Bohrinsel und die automatische Rohranordnungsmaschine blickt, die noch nicht installiert ist.

Die Aufgabe, die in ein bis zwei Stunden hätte installiert werden können, hat in der kalten Höhe bereits mehr als drei Stunden gedauert, da die Bohrturmarbeiter mit der Ausrüstung nicht vertraut waren. Es wird bald dunkel, was soll ich tun? Ungeachtet der Abmahnung betrat Wang Qingyan persönlich die Bühne und kletterte vom unteren Teil der Plattform im zweiten Stock durch den Hängekäfig zum Installationspunkt.

„Der Kran hob Professor Wang auf eine Höhe von 40 Metern, was mehr als zehn Stockwerken entspricht. Es war eiskalt und der Wind heulte. Der Käfig schwankte und wir brachen in kalten Schweiß aus.“ Entwicklung der 10.000-Meter-Bohrinsel „Crust One“, sagte Professor Gao Ke, Direktor der Abteilung für Erdöltechnik am College of Construction Engineering der Universität Jilin.

Gerade als die Sonne untergeht, wird die Schnittstelle der Rohrbearbeitungsmaschine endlich angeschlossen. „Nachdem er sicher den Boden erreicht hatte, sagte Professor Wang offen: Warum haben Sie keine Angst? Er hat ein wenig Höhenangst und seine Beine sind schwach. Aber um das Problem schnell zu lösen, muss er persönlich nach oben gehen.“ Gaoke erinnerte sich.

Es gibt unzählige ähnliche Geschichten. Um den Designplan so schnell wie möglich vorzulegen, diskutierte Professor Sun Youhong, der Chefdesigner von „Crust One“, zu Beginn des Projekts oft bis spät in die Nacht mit allen. Um den Forschungs- und Entwicklungsfortschritt zu beschleunigen, fuhren Forscher im Jahr 2013 bei der Produktionsfirma Sichuan Honghua Petroleum Equipment Co., Ltd. mit Dreirädern, auf denen sie die „Crust No. 1“-Komponenten zur und von der Produktion, Qualitätsprüfung usw. transportierten Fehlersuche in Fabrikbereichen, die drei bis vier Kilometer voneinander entfernt sind. Im Oktober 2013 verluden mehr als 50 große Sattelschlepper die in Einzelteile zerlegte „Crust No. 1“ und transportierten sie von ihrem „Geburtsort“ Guanghan, Sichuan, zum Standort der „Songke 2 Well“ in Daqing, Heilongjiang Die Gesamtstrecke betrug 3.456,7 Kilometer. Sun Youhong folgte dem Konvoi und leitete den Transport während des gesamten Prozesses.

Die unabhängig entwickelten Schlüsseltechnologien und -geräte sind zum Kern der 10.000-Meter-Bohrinsel „Crust No. 1“ geworden. Das Forschungs- und Entwicklungsteam hat drei große technische Probleme überwunden, darunter die geringe Präzision der Drucksteuerung des Tiefbohrbohrers, die niedrige Drehgeschwindigkeit des Drehtellers der Tiefbohrausrüstung und die geringe Automatisierung der Ausrüstung, und hat Durchbrüche beim vollhydraulischen Hochgeschwindigkeitsbohren von oben erzielt -Präzise automatisierte Rohranordnung und Hochgeschwindigkeit. Es gibt viele Schlüsseltechnologien wie das automatische Abschrauben und Fördern von Bohrrohrsträngen.

Bei der Abnahmebewertung lobte die Expertengruppe die 10.000-Meter-Bohranlage „Crust No. 1“: Die gesamte Maschine verfügt über eine hohe Integration, einen hohen Automatisierungsgrad und einen stabilen Betrieb. Sie hat die Lücke im Ultra-Bereich geschlossen -Tieflochbohrgeräte in meinem Land und hat seine Fähigkeiten im Design und in der Verarbeitung der gesamten Bohrgeräte und Schlüsselkomponenten in meinem Land umfassend verbessert.

Am Abend des 23. Juni war die praktische Lehrbasis Tailai Street der Hochschule für Bauingenieurwesen der Universität Jilin hell erleuchtet.

Ein physischer Prototyp einer mehrere Meter langen Bohranlage ist im Einsatz. Anders als beim Einzelbohren herkömmlicher Bohranlagen rotieren zwei Bohrkronen in entgegengesetzte Richtungen, wodurch ein dynamischer Selbstausgleich des Drehmoments erreicht werden kann. Gao Ke und seine Kollegen nahmen Studenten mit, um Daten aufzuzeichnen.

„Dies ist unser ursprüngliches bionisches selbstausgleichendes Bohrwerkzeug. Diese Bohrtechnologie kann reibungslos bohren, ohne auf Bohrgeräte und Bohrrohre angewiesen zu sein. Sie kann die Bohrqualität sicherstellen und den Energieverlust reduzieren, insbesondere beim Tiefbohren. Der Effekt ist offensichtlicher.“ zur Hochtechnologie. Derzeit ist diese Forschung mit mehr als 40 Erfindungspatenten und 5 Software-Urheberrechten autorisiert.

Wissenschaftliche Forschungsdurchbrüche nacheinander –

Unabhängige Innovation zur Erforschung der tiefen Geheimnisse der Erde

„In den Himmel steigen, in die Erde eintreten, zum Meer hinabsteigen und zum Pol aufsteigen“ stellt die große Leistung der menschlichen Erforschung der Natur dar.

Aufgrund der Zwänge extremer Bedingungen wie hoher Temperatur, hohem Druck und hoher Bodenspannung tief in der Erde wissen die Menschen sehr wenig über den „Kern“ des Planeten, auf dem sie stehen.

Tief von der Oberfläche aus wird die Geschichte der Erdentwicklung in Gesteinsschichten aufgezeichnet. Das Bohren eines wissenschaftlichen Bohrlochs und das Erhalten von Abschnitten zylindrischer Kerne ist wie das Anfertigen eines „minimalinvasiven Stücks“ der geheimnisvollen Tiefen der Erde.

Wissenschaftliche Bohrungen sind die einzige Möglichkeit, tief in der Erde physikalische Informationen zu erhalten. Die Gewinnung kontinuierlicher und vollständiger Bohrkerne ist eine der wichtigen wissenschaftlichen Forschungsmissionen von „Crust 1“.

Um den großen Bedarf von Projekten zur Tiefenerkundung zu decken, hat der China Geological Survey das „Sonderforschungsprojekt für Tiefenerkundungstechnologie und -experimente“ gestartet. Eines der Projekte ist die „Entwicklung und Erprobung von Schlüsselinstrumenten und -ausrüstung für die Tiefenerkundung“. „, geleitet von „Model of the Times“ und der Jilin-Universität Der verstorbene Professor und Doktorvater Huang Danian fungierte als Verantwortlicher. Eines der Themen im Projekt ist die Entwicklung der 10.000 Meter langen wissenschaftlichen Bohrinsel „Crust-1“.

Im Jahr 2018 bohrte „Crust No. 1“ am Standort „Songke 2 Well“ bis zu einer Tiefe von 7.018 Metern in die Erdkruste und holte erfolgreich einen zusammenhängenden und vollständigen Bohrkern mit einer Gesamtlänge von 4.014 Metern. Bisher hat die Unterstützung der Forschung und Entwicklung von Großbohrgeräten meines Landes einen neuen Rekord für kontinentale wissenschaftliche Bohrungen in asiatischen Ländern aufgestellt und ist damit das dritte Land der Welt, das die wissenschaftliche Ultratiefbohrfähigkeit von 10.000 Metern unter der Erde beherrscht.

Gaoke erinnert sich noch daran: „Die Farben und Zusammensetzungen der Gesteinsformationen in verschiedenen Tiefen sind unterschiedlich. Gelber Sandstein, schwarzer Schlammstein … sie dokumentieren die Veränderungen und die Entwicklung des Erdinneren.“

Nachdem Geologen die Mineralzusammensetzung, die Sedimentstruktur und die Isotopenmessungen des Kerns analysiert und untersucht hatten, stellten sie das Kreideklima und die biologischen Überlebensszenen wieder her und bewiesen damit direkt die Richtigkeit verschiedener aktueller Hypothesen zum Massensterben von Arten.

Neben der terrestrischen Klimaforschung haben Wissenschaftler mit „Crust 1“ auch Möglichkeiten gesehen, Wissenschaft und Industrie zu verbinden. „Well Songke 2“ liegt im Songliao-Becken, einem der wichtigsten Öl- und Gasbecken meines Landes. Während des Bohrvorgangs entdeckten wissenschaftliche Forscher eine 102 Meter dicke Schiefergasschicht unter dem Songliao-Becken mit einem durchschnittlichen Methangehalt von 86 %. In Bohrtiefen von 4.400 bis 7.018 Metern wurden beckenartige heiße, trockene Gesteinsformationen mit Entwicklungsbedingungen entdeckt, die stabile und saubere Geothermie liefern können.

Bohrbrunnen werden in Betrieb genommen——

Die Kombination von Produktion und Forschung zur Unterstützung der industriellen Entwicklung

Am 4. Juli war im Hinterland der Taklimakan-Wüste „Crost One“ beschäftigt. „Das Bohren von ‚Crust No. 1‘ dauerte 95 Tage und die maximale Bohrtiefe an einem einzigen Tag erreichte 1,6 Kilometer, was eine große Hilfe bei der Kosteneinsparung und der Steigerung der Effizienz war“, sagte Fan Yueshuai, der gerade von der Bohrstelle zurückgekehrt war Bohrstelle.

Um die Explorations- und Entwicklungsstrategie meines Landes für Öl- und Gasressourcen zu beschleunigen, ging die 10.000-Meter-Bohrinsel „Crust No. 1“ nach erfolgreichem Abschluss der Mission „Songke 2 Well“ im Mai 2019 zum Tarim-Becken in Xinjiang Beginnen Sie mit dem ultratiefen Öl- und Gasbohrprojekt. Bisher hat die 10.000-Meter-Bohrinsel „Crust No. 1“ Öl- und Gasbohrprojekte mit 6 Bohrungen mit einer Tiefe von über 8.000 Metern und einer Bohrung mit einer Tiefe von über 9.000 Metern abgeschlossen.

„Jede der sieben Bohrungen hat Öl und Gas gefördert.“ Gaoke sagte stolz: „In den fünf Jahren seit seiner Gründung in Xinjiang hat sich ‚Crust No. 1‘ ohne größere technische Probleme bewährt. Es wird erwartet, dass im nächsten Jahr „Crust No. 1“ wird für eine umfassende Wartung und Überholung an seinen „Geburtsort“ zurückkehren.“

Der von Gaoke erwähnte „Geburtsort“ ist Sichuan Honghua Petroleum Equipment Co., Ltd.

Im August 2023 hielt Sichuan Honghua Petroleum Equipment Co., Ltd. eine Pressekonferenz ab, um den Prototyp des Smart Drilling Rig 1.0 auf den Markt zu bringen. Hierbei handelt es sich um eine intelligente kommerzielle Ölbohrausrüstung, die das Unternehmen auf der Grundlage der Forschung und Entwicklung von „Crust No. 1“ auf den Markt gebracht und mit der Marktnachfrage kombiniert hat. Das intelligente Bohrgerät 1.0 kann eine Ein-Klick-Verbindung in wichtigen Aspekten der Ölförderung wie Bohrhub, Rohrrudermaschine und Top-Antrieb realisieren, um die Produktionseffizienz zu verbessern. „Universitäten verfügen über starke Originalitätsfähigkeiten und Unternehmen über starke F&E-Fähigkeiten. Die Zusammenarbeit zwischen Schulen und Unternehmen kann Defizite ausgleichen und die Entwicklung von Wissenschaft und Technologie fördern und gleichzeitig die Entwicklung der Ausrüstungsindustrie vorantreiben.“ Petroleum Equipment Co., Ltd. erklären.

Die mit der Bohrinsel „Crust-1“ verbundenen technologischen Errungenschaften wurden auch auf die Polarbohrinsel „Aurora“ übertragen. Diese Ausrüstung war die erste in meinem Land hergestellte Polarbohrinsel, die in einer Umgebung von minus 55 Grad Celsius betrieben werden kann. Die „Aurora“ ist für die Durchführung von Öl- und Gasexplorationsarbeiten in der sehr kalten Jamal-Region des russischen Polarkreises verantwortlich. Dies ist ein Großprojekt der chinesisch-russischen Energiekooperation und das erste Großprojekt im Ausland, das nach Chinas Vorschlag umgesetzt wurde die Initiative „One Belt, One Road“.

Koordinator dieser Ausgabe: Yang Shuobi

Layoutdesign: Zhang Danfeng

„People's Daily“ (Seite 04, 4. August 2024)