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Explorer les profondeurs de la terre (l'histoire innovante derrière la technologie hardcore)

2024-08-04

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Notre journaliste Liu Yiqing


"Crust No. 1" exécute le "Projet de forage scientifique continental international du bassin de Songliao". Photo gracieuseté de l'Université de Jilin

Si vous ouvrez une colonne

Depuis le 18e Congrès national du Parti communiste chinois, le Comité central du Parti, dirigé par le camarade Xi Jinping, a profondément encouragé la mise en œuvre de la stratégie de développement axée sur l'innovation, proposé la tâche stratégique d'accélérer la construction d'un pays innovant, établi l'objectif de construire une puissance scientifique et technologique en 2035, d'approfondir continuellement la réforme du système scientifique et technologique et de stimuler pleinement l'enthousiasme, l'initiative et la créativité du personnel scientifique et technologique, et de promouvoir efficacement l'autonomie et l'autonomie scientifiques et technologiques -la confiance. Les efforts scientifiques et technologiques de notre pays ont réalisé des réalisations historiques et ont subi des changements historiques.

"Chang'e" capture la lune, "Tianhe" est stationné dans le ciel, "Tianwen" détecte le feu, "Cristol-1" avance dans les profondeurs de la terre et "Struggle" explore les 10 000 mètres de profondeur. La modernisation à la chinoise doit être soutenue par la modernisation technologique, car la réalisation d'un développement de haute qualité repose sur l'innovation technologique pour cultiver un nouvel élan. Désormais, ce journal lancera la rubrique « Histoires d'innovation derrière la technologie de base » Les journalistes iront en première ligne pour explorer la technologie de base, raconter des histoires d'innovation et se concentrer sur le dernier déploiement de la troisième session plénière du 20e. Comité central du PCC et découvrez les nouvelles industries engendrées par l'innovation technologique, les nouveaux modèles et la nouvelle énergie cinétique, montrant l'esprit du grand nombre de travailleurs scientifiques et technologiques qui sont diligents et actifs dans l'innovation scientifique et technologique.

Dans l'arrière-pays du désert du Taklimakan, la foreuse « Crust No. 1 » a rugi et un forage pétrolier et gazier de 8 795 mètres de profondeur était sur le point d'être achevé avec succès.

"Les puits au-dessus de 8 000 mètres sont difficiles à forer." Fan Yueshuai, professeur à l'École d'ingénierie de construction de l'Université de Jilin, a regardé la plate-forme de forage devant lui et a donné une explication : "Une plate-forme de forage pétrolier générale prendra au moins Il faut six mois pour forer un puits de pétrole de cinq à six kilomètres de profondeur. Cela ne prend que 95 jours pour terminer le puits, mais ici à Crust One, le puits peut être achevé en 95 jours.

De la profondeur de forage de cinq à six mille mètres dans le passé à plus de 8 000 mètres aujourd'hui ;

Par le passé, le forage prenait au moins six mois, voire trois mois aujourd'hui ;

D'inégalé dans le passé à l'établissement d'un nouveau record pour le forage scientifique continental mis en œuvre par les pays asiatiques ;

Comment est née « Crust No. 1 », cette plate-forme de forage scientifique de surface de puits ultra-profond développée de manière indépendante, d'une hauteur de 60 mètres, d'une superficie de plus de 10 000 mètres carrés et d'une profondeur de forage de 10 000 mètres ? Le journaliste s'est rendu sur place.

Faire face à des difficultés encore et encore——

Surmonter les difficultés et combler les lacunes dans les domaines de la recherche scientifique

Le 13 avril 2014 à minuit, « Crust No. 1 » a commencé à forer le puits « Songke 2 » d'Anda à Daqing, dans la province du Heilongjiang.

À l'hiver 2015, sur le site de forage « Songke Well 2 », Wang Qingyan, concepteur en chef adjoint de « Crust No. 1 » et professeur à l'École d'ingénierie de construction de l'Université de Jilin, se tenait sous la « Crust No. 1 ». " avec plusieurs piliers de recherche scientifique, faisant les cent pas anxieusement. , tout en regardant en diagonale vers le haut le derrick au deuxième étage de l'appareil de forage et la machine automatique de disposition des tuyaux qui n'a pas encore été installée en place.

La tâche qui aurait pu être installée en une ou deux heures a déjà pris plus de trois heures dans le froid des hautes altitudes en raison du manque de familiarité des ouvriers du derrick avec l'équipement. Il fait bientôt nuit, que dois-je faire ? Indépendamment de la dissuasion, Wang Qingyan est monté sur scène en personne et a grimpé jusqu'au point d'installation depuis la partie inférieure de la plate-forme du deuxième étage à travers la cage suspendue.

"La grue a élevé le professeur Wang à une altitude de 40 mètres, ce qui équivaut à plus de dix étages. Il faisait un froid glacial et le vent hurlait. La cage se balançait et nous avions des sueurs froides. Nous avons participé à l'ensemble." développement de la plate-forme de forage de 10 000 mètres « Crust One », a déclaré le professeur Gao Ke, directeur du département de génie pétrolier du Collège d'ingénierie de construction de l'Université de Jilin.

Au moment où le soleil se couche, l'interface de la machine à disposer les tuyaux est enfin connectée. "Après avoir atteint le sol en toute sécurité, le professeur Wang a dit franchement : Pourquoi n'avez-vous pas peur ? Il a un peu peur des hauteurs et ses jambes sont faibles. Mais afin de résoudre rapidement le problème, il doit monter en personne." Gaoke se souvient.

Il existe d’innombrables histoires similaires. Au début du projet, afin d'élaborer le plan de conception le plus rapidement possible, le professeur Sun Youhong, concepteur en chef de « Crust One », discutait souvent avec tout le monde jusque tard dans la nuit. En 2013, dans la société de production Sichuan Honghua Petroleum Equipment Co., Ltd., afin d'accélérer les progrès de la recherche et du développement, les chercheurs sont montés sur des tricycles transportant les composants de la « croûte n° 1 » vers et depuis la production, l'inspection de la qualité et déboguer des zones d'usine distantes de trois ou quatre kilomètres. En octobre 2013, plus de 50 gros camions-remorques ont chargé la « croûte n°1 » qui avait été démontée en plusieurs parties et l'ont transportée de son « lieu de naissance » Guanghan, Sichuan, jusqu'à l'emplacement du « Puits Songke 2 » à Daqing, Heilongjiang. La distance totale était de 3 456,7 kilomètres. Sun Youhong a suivi le convoi et a dirigé le transport tout au long du processus...

Les technologies et équipements clés développés indépendamment sont devenus le cœur de la plate-forme de forage de 10 000 mètres « Crust No. 1 ». L'équipe R&D a surmonté trois problèmes techniques majeurs, notamment la faible précision du contrôle de la pression du trépan de forage profond, la faible vitesse de rotation du plateau tournant de l'équipement de forage profond et la faible automatisation de l'équipement, et a réalisé des percées dans le forage à entraînement supérieur entièrement hydraulique à grande vitesse, haute -disposition automatisée des tuyaux avec précision et vitesse élevée. Il existe de nombreuses technologies clés telles que le dévissage et le transport automatiques des trains de tiges de forage.

Lors de l'évaluation de réception, le groupe d'experts a fait l'éloge de la plate-forme de forage de 10 000 mètres « Crust No. 1 » : l'ensemble de la machine présente une intégration élevée, un degré élevé d'automatisation et un fonctionnement stable. Elle a comblé le vide dans le domaine de l'ultra. -des plates-formes de forage scientifique pour trous profonds dans mon pays et a considérablement amélioré ses capacités le niveau de conception et de traitement de la plate-forme de forage complète et des composants clés dans mon pays.

Dans la soirée du 23 juin, la base d'enseignement pratique de la rue Tailai du Collège d'ingénierie de construction de l'Université de Jilin était bien éclairée.

Un prototype physique d'une plate-forme de forage de plusieurs mètres de long fonctionne. Différent du forage à un seul trépan des plates-formes de forage traditionnelles, il est doté de deux forets tournant dans des directions opposées, ce qui permet d'obtenir un auto-équilibrage dynamique du couple. Gao Ke et ses collègues ont emmené les étudiants enregistrer des données.

"Il s'agit de notre outil de forage bionique original à auto-équilibrage. Cette technologie de forage peut forer en douceur sans dépendre d'appareils de forage ni de tiges de forage. Elle peut garantir la qualité du forage et réduire les pertes d'énergie, en particulier dans le forage profond. L'effet est plus évident." à la haute technologie. Actuellement, cette recherche a été autorisée avec plus de 40 brevets d'invention et 5 droits d'auteur sur des logiciels.

Les percées de la recherche scientifique les unes après les autres——

Innovation indépendante pour explorer les profonds mystères de la terre

« Monter au ciel, entrer sur la terre, descendre à la mer et monter au pôle » porte la grande prouesse de l'exploration humaine de la nature.

En raison des contraintes liées aux conditions extrêmes telles que les températures élevées, les pressions élevées et les contraintes du sol élevées dans les profondeurs de la terre, les humains connaissent très peu le « noyau » de la planète sur laquelle ils se trouvent.

En creusant profondément à la surface, l'histoire de l'évolution de la Terre est enregistrée dans des couches de roches. Forer un puits de forage scientifique et obtenir des sections de carottes cylindriques, c'est comme réaliser une « tranche mini-invasive » de la mystérieuse terre profonde.

Le forage scientifique est le seul moyen d'obtenir des informations physiques en profondeur. L'obtention de carottes continues et complètes est l'une des missions de recherche scientifique importantes de « Crust 1 ».

Afin de répondre aux besoins majeurs des projets d'exploration des terres profondes, le Service géologique de Chine a lancé le « Projet de recherche spécial sur la technologie et les expériences d'exploration en profondeur ». L'un des projets est le « Développement et l'expérimentation d'instruments et d'équipements clés pour l'exploration en profondeur ». ", dirigé par "Model of the Times" et l'Université de Jilin. Le regretté professeur et directeur de doctorat Huang Danian en était le responsable. L'un des thèmes du projet est le développement de la plate-forme de forage scientifique "Crust-1" de 10 000 mètres.

En 2018, sur le site « Songke 2 Well », « Crust No. 1 » a foré jusqu'à une profondeur de 7 018 mètres dans la croûte terrestre et a réussi à récupérer une carotte continue et complète d'une longueur totale de 4 014 mètres. Jusqu'à présent, le soutien majeur à la recherche et au développement d'équipements de forage de la Chine a établi un nouveau record pour le forage scientifique continental mis en œuvre par les pays asiatiques, devenant ainsi le troisième pays au monde à maîtriser la capacité scientifique de forage de puits ultra-profonds de 10 000 mètres sous terre.

Gaoke s'en souvient encore : "Les couleurs et les compositions des formations rocheuses à différentes profondeurs sont différentes. Grès jaune, mudstone noir... ils enregistrent les changements et l'évolution de l'intérieur de la Terre."

Après que les géologues ont analysé et étudié la composition minérale de la carotte, la structure sédimentaire et les mesures isotopiques, ils ont restauré le climat du Crétacé et les scènes de survie biologique, prouvant directement l'exactitude de diverses hypothèses actuelles sur l'extinction massive des espèces.

Outre la recherche sur le climat terrestre, grâce à « Crust 1 », les chercheurs ont également découvert des moyens de combiner science et industrie. « Well Songke 2 » est situé dans le bassin de Songliao, l'un des bassins pétroliers et gaziers les plus importants de Chine. Au cours du processus de forage, les chercheurs scientifiques ont découvert une couche de gaz de schiste de 102 mètres d'épaisseur sous le bassin de Songliao, avec une teneur moyenne en méthane de 86 %. À des profondeurs de puits de 4 400 à 7 018 mètres, des formations rocheuses chaudes et sèches de type bassin avec des conditions de développement ont été découvertes, qui peuvent fournir une énergie géothermique stable et propre.

Les puits de forage sont mis en production——

Combiner production et recherche pour aider le développement industriel

Le 4 juillet, dans l'arrière-pays du désert du Taklimakan, "Crost One" était occupé. "Le forage de 'Crust No. 1' a duré 95 jours, et la profondeur maximale de forage en une seule journée a atteint 1,6 kilomètre, ce qui a été d'une grande aide pour réduire les coûts et augmenter l'efficacité, a déclaré Fan Yueshuai, qui venait de rentrer du pays." chantier de forage.

Afin d'accélérer la stratégie d'exploration et de développement des ressources pétrolières et gazières de la Chine, la plate-forme de forage de 10 000 mètres « Crust No. 1 », après avoir terminé avec succès la mission « Songke 2 Well », s'est rendue dans le bassin du Tarim au Xinjiang en mai 2019 pour commencer le projet de forage pétrolier et gazier ultra profond. Jusqu'à présent, la plate-forme de forage « Crust No. 1 » de 10 000 mètres a réalisé des projets de forage pétrolier et gazier avec 6 puits de plus de 8 000 mètres de profondeur et 1 puits de plus de 9 000 mètres de profondeur.

"Chacun des 7 puits a produit du pétrole et du gaz", a déclaré fièrement Gaoke. "Au cours des cinq années écoulées depuis sa création au Xinjiang, la 'Crust No. 1' a bien fonctionné sans aucun problème technique majeur. On s'attend à ce que l'année prochaine, « Crust No. 1 » reviendra au « lieu de naissance » pour une maintenance et une révision complètes. »

Le « lieu de naissance » mentionné par Gaoke est Sichuan Honghua Petroleum Equipment Co., Ltd.

En août 2023, Sichuan Honghua Petroleum Equipment Co., Ltd. a tenu une conférence de presse pour lancer le prototype de la plate-forme de forage intelligente 1.0. Il s'agit d'un équipement de forage pétrolier commercial intelligent lancé par la société sur la base de la recherche et du développement de « Crust No. 1 » et combiné à la demande du marché. La plate-forme de forage intelligente 1.0 peut réaliser une liaison en un clic dans des aspects clés du forage pétrolier tels que l'ascenseur de forage, le rameur de tuyaux et l'entraînement supérieur pour améliorer l'efficacité de la production. "Les universités ont de fortes capacités d'originalité et les entreprises ont de fortes capacités de R&D. La coopération école-entreprise peut combler les lacunes et promouvoir le développement de la science et de la technologie tout en stimulant le développement de l'industrie de fabrication d'équipements." Petroleum Equipment Co., Ltd. explique.

Les réalisations technologiques liées à la plate-forme de forage « Crust-1 » ont également été appliquées à la plate-forme de forage polaire « Aurora ». Cet équipement est devenu la première plate-forme de forage polaire fabriquée en Chine pouvant fonctionner dans un environnement de moins 55 degrés Celsius. L'Aurora est chargé de mener des opérations d'exploration pétrolière et gazière dans la région très froide de Yamal, dans le cercle arctique russe. Il s'agit d'un projet majeur de la coopération énergétique sino-russe et du premier projet à grande échelle mis en œuvre à l'étranger après la proposition de la Chine. l'initiative « Une ceinture, une route ».

Coordinateur de ce numéro : Yang Shuobi

Conception de la mise en page : Zhang Danfeng

« Quotidien du Peuple » (Page 04, 4 août 2024)