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Explorando as profundezas da terra (a história inovadora por trás da tecnologia hard-core)

2024-08-04

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Nosso repórter Liu Yiqing


"Crust No. 1" está executando o "Projeto Internacional de Perfuração Científica Continental da Bacia Songliao". Foto cortesia da Universidade de Jilin

Se você abrir uma coluna

Desde o 18º Congresso Nacional do Partido Comunista da China, o Comité Central do Partido, com o camarada Xi Jinping como núcleo, promoveu profundamente a implementação da estratégia de desenvolvimento orientada para a inovação, propôs a tarefa estratégica de acelerar a construção de um país inovador, estabeleceu o objetivo de construir uma potência científica e tecnológica em 2035, aprofundar continuamente a reforma do sistema científico e tecnológico e estimular plenamente o entusiasmo, a iniciativa e a criatividade do pessoal científico e tecnológico e promover eficazmente a autossuficiência científica e tecnológica e a autoconfiança -confiança. Os empreendimentos científicos e tecnológicos do nosso país alcançaram conquistas históricas e passaram por mudanças históricas.

"Chang'e" captura a lua, "Tianhe" está estacionado no céu, "Tianwen" detecta fogo, "Cristol-1" avança nas profundezas da terra e "Struggle" explora o mar de 10.000 metros de profundidade. A modernização ao estilo chinês deve ser apoiada pela modernização tecnológica, alcançar um desenvolvimento de alta qualidade depende da inovação tecnológica para cultivar um novo impulso. A partir de agora, este jornal lançará a coluna "Histórias de inovação por trás da tecnologia Hard Core". Os repórteres irão fundo na linha de frente para explorar a tecnologia hard core, contar histórias de inovação e focar na implantação mais recente da Terceira Sessão Plenária do dia 20. Comitê Central do PCC e experimentar as novas indústrias geradas pela inovação tecnológica, novos modelos e nova energia cinética, mostrando o espírito do vasto número de trabalhadores científicos e tecnológicos que são diligentes e ativos na inovação científica e tecnológica.

No interior do deserto de Taklimakan, a broca "Crust No. 1" rugiu e uma perfuração de petróleo e gás de 8.795 metros de profundidade estava prestes a ser concluída com sucesso.

“Poços acima de 8.000 metros são difíceis de perfurar.” Fan Yueshuai, professor da Escola de Engenharia de Construção da Universidade de Jilin, olhou para a plataforma de perfuração à sua frente e deu uma explicação: “Uma plataforma geral de perfuração de petróleo levará pelo menos meio ano para perfurar um poço de petróleo com cinco a seis quilômetros de profundidade São necessários apenas 95 dias para concluir o poço, mas aqui em Crust One, o poço pode ser concluído em 95 dias.”

Da profundidade de perfuração de cinco a seis mil metros no passado até mais de 8 mil metros hoje;

No passado, a perfuração demorava pelo menos meio ano, até cerca de 3 meses agora;

De ser incomparável no passado a estabelecer um novo recorde de perfuração científica continental implementada por países asiáticos;

Como nasceu a "Crust No. 1", esta plataforma científica de perfuração de poço ultraprofundo desenvolvida de forma independente com uma altura de 60 metros, uma área de mais de 10.000 metros quadrados e uma profundidade de perfuração de 10.000 metros? O repórter visitou.

Enfrentando dificuldades repetidas vezes——

Superar dificuldades e preencher lacunas nas áreas de pesquisa científica

À meia-noite de 13 de abril de 2014, "Crust No. 1" iniciou a perfuração no Anda "Songke 2 Well" em Daqing, província de Heilongjiang.

No inverno de 2015, no local de perfuração "Songke Well 2", Wang Qingyan, vice-projetista-chefe da "Crust No. 1" e professor da Escola de Engenharia de Construção da Universidade de Jilin, estava sob a "Crust No. 1" " com vários pilares de pesquisa científica, andando ansiosamente. , enquanto olha diagonalmente para cima, para a torre no segundo andar da plataforma de perfuração e para a máquina automática de arranjo de tubos que ainda não foi instalada.

A tarefa que poderia ter sido instalada em uma ou duas horas já demorou mais de três horas no frio da altitude devido à falta de familiaridade dos operários da torre com o equipamento. Está escurecendo em breve, o que devo fazer? Independentemente da dissuasão, Wang Qingyan subiu pessoalmente ao palco e subiu até o ponto de instalação da parte inferior da plataforma do segundo andar através da gaiola suspensa.

“O guindaste ergueu o professor Wang a uma altitude de 40 metros, o que equivale a mais de dez andares. Estava um frio congelante e o vento uivava. desenvolvimento da plataforma de perfuração "Crust One" de 10.000 metros, disse o professor Gao Ke, diretor do Departamento de Engenharia de Petróleo da Faculdade de Engenharia de Construção da Universidade de Jilin.

Assim que o sol se põe, a interface da máquina para organizar tubos é finalmente conectada. “Depois de chegar ao solo com segurança, o professor Wang disse francamente: Por que você não tem medo? Ele tem um pouco de medo de altura e suas pernas estão fracas. Gaoke lembrou.

Existem inúmeras histórias semelhantes. No início do projeto, para elaborar o plano de design o mais rápido possível, o professor Sun Youhong, designer-chefe do “Crust One”, discutia frequentemente com todos até tarde da noite. Em 2013, na produtora Sichuan Honghua Petroleum Equipment Co., Ltd., para acelerar o progresso da pesquisa e desenvolvimento, os pesquisadores andaram em triciclos transportando os componentes "Crust No. 1" de e para a produção, inspeção de qualidade e depurando áreas de fábrica com três ou quatro quilômetros de distância. Em outubro de 2013, mais de 50 grandes caminhões de reboque carregaram o "Crust No. 1" que havia sido desmontado em partes e o transportaram de seu "local de nascimento" Guanghan, Sichuan, até o local do "Poço Songke 2" em Daqing, Heilongjiang. A distância total foi de 3.456,7 quilômetros. Sun Youhong seguiu o comboio e dirigiu o transporte durante todo o processo.

As principais tecnologias e equipamentos desenvolvidos de forma independente tornaram-se o núcleo da plataforma de perfuração "Crust No. 1" de 10.000 metros. A equipe de P&D superou três grandes problemas técnicos, incluindo baixa precisão do controle de pressão da broca de perfuração profunda, baixa velocidade de rotação da plataforma giratória do equipamento de perfuração profunda e baixa automação do equipamento, e fez avanços na perfuração de alta velocidade totalmente hidráulica, alta -arranjo automatizado de tubos de precisão e alta velocidade Existem muitas tecnologias importantes, como desparafusamento automático e transporte de colunas de tubos de perfuração.

Durante a avaliação de aceitação, o grupo de especialistas elogiou a plataforma de perfuração "Crust No. 1" de 10.000 metros: toda a máquina tem alta integração, alto grau de automação e operação estável. Ela preencheu a lacuna no campo de ultra. - plataformas de perfuração científica de furos profundos em meu país e melhorou de forma abrangente suas capacidades de design e nível de processamento da plataforma de perfuração completa e dos principais componentes em meu país.

Na noite de 23 de junho, a Base de Ensino Prático da Rua Tailai da Faculdade de Engenharia de Construção da Universidade de Jilin estava bem iluminada.

Um protótipo físico de uma plataforma de perfuração de vários metros de comprimento está funcionando. Diferente da perfuração de broca única das plataformas de perfuração tradicionais, ela possui brocas duplas girando em direções opostas, o que pode alcançar o autoequilíbrio dinâmico do torque. Gao Ke e seus colegas levaram estudantes para registrar dados.

"Esta é a nossa ferramenta de perfuração biônica com autoequilíbrio original. Esta tecnologia de perfuração pode perfurar suavemente sem depender de equipamentos de perfuração e tubos de perfuração. Ela pode garantir a qualidade da perfuração e reduzir a perda de energia, especialmente em perfurações profundas. O efeito é mais óbvio." à alta tecnologia. Atualmente, esta pesquisa foi autorizada com mais de 40 patentes de invenção e 5 direitos autorais de software.

Avanços da pesquisa científica, um após o outro——

Inovação independente para explorar os mistérios profundos da terra

“Subir ao céu, entrar na terra, descer ao mar e subir ao pólo” encerra o grande feito da exploração humana da natureza.

Devido às restrições de condições extremas, como alta temperatura, alta pressão e elevada tensão no solo nas profundezas da Terra, os humanos sabem muito pouco sobre o “núcleo” do planeta em que se encontram.

Cavando profundamente na superfície, a história da evolução da Terra está registrada em camadas de rochas. Perfurar um poço científico e obter seções de núcleos cilíndricos é como fazer uma “fatia minimamente invasiva” da misteriosa terra profunda.

A perfuração científica é o único meio de obter informações físicas nas profundezas da terra. A obtenção de núcleos contínuos e completos é uma das importantes missões de pesquisa científica da "Crust 1".

A fim de atender às principais necessidades dos projetos de exploração terrestre profunda, o Serviço Geológico da China lançou o "Projeto Especial de Pesquisa em Tecnologia e Experimentos de Exploração Profunda". ", liderado por "Model of the Times" e pela Universidade de Jilin. O falecido professor e supervisor de doutorado Huang Danian foi o responsável. Um dos temas do projeto é o desenvolvimento da sonda de perfuração científica "Crust-1" de 10 mil metros.

Em 2018, no local "Songke 2 Well", "Crust No. 1" perfurou a uma profundidade de 7.018 metros na crosta terrestre e recuperou com sucesso um núcleo contínuo e completo com um comprimento total de 4.014 metros. Até agora, o principal apoio à pesquisa e desenvolvimento de equipamentos de perfuração do meu país estabeleceu um novo recorde para a perfuração científica continental implementada pelos países asiáticos, tornando-se o terceiro país do mundo a dominar a capacidade científica de perfuração de poços ultraprofundos de 10.000 metros subterrâneos.

Gaoke ainda se lembra disso: "As cores e composições das formações rochosas em diferentes profundidades são diferentes. Arenito amarelo, argilito preto... eles registram as mudanças e a evolução do interior da Terra."

Depois que os cientistas geológicos analisaram e estudaram a composição mineral do núcleo, a estrutura sedimentar e as medições isotópicas, eles restauraram o clima do Cretáceo e os cenários de sobrevivência biológica, provando diretamente a correção de várias hipóteses atuais sobre a extinção em massa de espécies.

Além da pesquisa climática terrestre, por meio da "Crust 1", os estudiosos também encontraram maneiras de combinar ciência e indústria. "Well Songke 2" está localizado na Bacia Songliao, uma das bacias de petróleo e gás mais importantes do meu país. Durante o processo de perfuração, pesquisadores científicos descobriram uma camada de gás de xisto com 102 metros de espessura sob a Bacia Songliao, com um teor médio de metano de 86%. Em profundidades de poços de 4.400 a 7.018 metros, foram descobertas formações rochosas quentes e secas do tipo bacia com condições de desenvolvimento, que podem fornecer energia geotérmica estável e limpa.

Poços de perfuração são colocados em produção——

Combinar produção e investigação para ajudar o desenvolvimento industrial

Em 4 de julho, no interior do deserto de Taklimakan, "Crost One" estava ocupado. "A perfuração da 'Crust No. 1' levou 95 dias, e a profundidade máxima de perfuração em um único dia atingiu 1,6 quilômetros, o que foi de grande ajuda para economizar custos e aumentar a eficiência", disse Fan Yueshuai, que acabara de retornar do programa. local de perfuração.

A fim de acelerar a estratégia de exploração e desenvolvimento de recursos de petróleo e gás do meu país, a plataforma de perfuração "Crust No. 1" de 10.000 metros, após completar com sucesso a missão "Songke 2 Well", foi para a Bacia do Tarim em Xinjiang em maio de 2019 para iniciar o projeto de perfuração ultraprofunda de petróleo e gás. Até agora, a plataforma de perfuração "Crust No. 1" de 10.000 metros concluiu projetos de perfuração de petróleo e gás com 6 poços com mais de 8.000 metros de profundidade e 1 poço com mais de 9.000 metros de profundidade.

"Cada um dos sete poços produziu petróleo e gás." Gaoke disse com orgulho: "Nos cinco anos desde a sua criação em Xinjiang, 'Crust No. 1' teve um bom desempenho sem grandes problemas técnicos. Espera-se que no próximo ano, 'Crust No. 1' retornará ao 'local de nascimento' para uma manutenção e revisão abrangentes."

O "local de nascimento" mencionado por Gaoke é Sichuan Honghua Petroleum Equipment Co., Ltd.

Em agosto de 2023, Sichuan Honghua Petroleum Equipment Co., Ltd. realizou uma conferência de imprensa para lançar o protótipo da plataforma de perfuração inteligente 1.0. Trata-se de um equipamento comercial inteligente de perfuração de petróleo lançado pela empresa com base na pesquisa e desenvolvimento da "Crust No. 1" e combinado com a demanda do mercado. A plataforma de perfuração inteligente 1.0 pode realizar a ligação com um clique em aspectos-chave da perfuração de petróleo, como elevação de perfuração, máquina de remo de tubos e acionamento superior para melhorar a eficiência da produção. "As universidades têm fortes capacidades de originalidade e as empresas têm fortes capacidades de P&D. A cooperação escola-empresa pode compensar as deficiências e promover o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, ao mesmo tempo que impulsiona o desenvolvimento da indústria de fabricação de equipamentos." Petroleum Equipment Co., Ltd.

Os avanços tecnológicos relacionados à sonda de perfuração "Crust-1" também foram aplicados à sonda de perfuração polar "Aurora". Este equipamento se tornou a primeira sonda de perfuração polar fabricada em meu país que pode operar em um ambiente de 55 graus Celsius negativos. A "Aurora" é responsável pela realização de operações de exploração de petróleo e gás na região muito fria de Yamal, no Círculo Polar Ártico Russo. Este é um grande projeto de cooperação energética sino-russa e o primeiro projeto de grande escala no exterior implementado após a proposta da China. a iniciativa "Um Cinturão, Uma Rota".

Coordenador desta edição: Yang Shuobi

Design de layout: Zhang Danfeng

“Diário do Povo” (Página 04, 4 de agosto de 2024)