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世界最高海拔國際大陸科學鑽探計劃項目背后 取“芯”者來自四川

王凡
2024年07月18日13:11 | 來源:人民網-四川頻道
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7月的西藏納木錯,湛藍湖面,水天一色。湖中央,一座200多平方米的浮台上,鑽塔高聳,機器轟鳴,穿著藍色工作服的鑽探技術人員正在忙碌,衣服上的“四川資源集團”字樣。這是一支來自四川的隊伍。

一個多月前,納木錯國際大陸科學鑽探計劃啟動,這是迄今為止全球海拔最高的大陸科學鑽探計劃鑽探項目,由中國科學院青藏高原研究所聯合德國、瑞士、英國和美國等多國科學家及鑽探技術人員共同實施。

這個夏天,在這片世界海拔最高的湖,這支來自四川的隊伍,鑽入湖面之下,提取湖泊岩芯樣本。這些岩芯,也是“信件”,記錄著湖底的“年輪”,封存著百萬年前的信息,將幫助科研人員研究納木錯地區的環境氣候變化信息,探尋納木錯“芯”裡的秘密。

鑽取湖“芯”的挑戰

此次納木錯科考,計劃在湖面上的3個點位進行,鑽取千米長的湖泊岩芯。經過8個成員國深入研討,決定由四川省自然資源投資集團所屬華鋒鑽探公司擔任這次湖泊岩芯鑽探任務。

華鋒鑽探公司長期致力於固體礦產勘查鑽探施工。圍繞納木錯湖泊岩芯鑽探,一支包括21名專業技術人員、平均年齡31歲的團隊組建起來,對於有著豐富的鑽探經驗他們,項目意義非凡,“這是第一次進行高海拔湖泊鑽探,也是第一次環境科學鑽探。”

然而,在超過4700米海拔的高原湖泊,艱苦的施工環境,帶來了前所未有的難度與挑戰。“湖面風浪很大,鑽探平台隨著水面波動而晃動。不僅如此,還需要克服高原缺氧、強紫外線照射、作業勞動強度大等困難。”納木錯湖泊鑽探項目部項目經理、華鋒鑽探公司工程師林俊宇介紹。

更大的挑戰來自高原深水湖泊鑽探本身,其在國內仍處於相對空白階段,可參考和借鑒的案例不多。此外,納木錯湖底地質復雜,鑽探面臨淤泥質復雜地層連續鑽進取、砂礫岩取芯率如何保障、深水湖底鑽孔護壁等問題。“湖水深近百米,鑽杆就‘懸’在水中,沒有依附。湖底淤泥質很軟,在淤泥裡連續鑽孔,容易出現淤泥倒流等情形。”林俊宇說。

針對高原深水湖泊鑽探這一特殊作業環境,鑽探團隊參與了水上鑽探平台設計,提前對鑽探設備及特殊裝置進行設計和改造。“根據水中作業情形、沉積物地層性質等,我們進行了有針對性的改進,比如鑽杆的壁厚等都是非標准特制的,幫助提升安全性和鑽進效率。”林俊宇說。

鑽探深度刷新紀錄

今年6月6日,隨著鑽杆緩緩向下延伸,垂直插入沉積物中,鑽探工作啟動。當晚,鑽探團隊獲得第一批湖泊岩心樣本。

經過一個多月的湖芯鑽取,進行了7個鑽孔的鑽探,累計進尺超千米。7月12日,納木錯水上鑽探平台傳來好消息,在湖底深度超過400米處獲取湖泊岩芯,這是我國首次在青藏高原大湖鑽探中成功突破400米,刷新國內湖泊鑽探最深紀錄。

“湖泊鑽探過程中,技術人員一邊施工,一邊摸索總結新工藝,破解多項技術難題。”華鋒鑽探公司相關負責人介紹。

繩索取芯工藝配合鑽具的精准運用就是其中之一。“傳統鑽探工藝,通常一根鑽管和一個鑽頭,取岩芯的時候,把整根管子拉出來﹔這次湖泊鑽探,是‘管中管’,兩層鑽管和兩個鑽頭,取湖芯時,外層鑽管不動,內裡的鑽管用繩子拔出來。不同於常規繩索取芯鑽探工藝的單動單鑽頭鑽進,結合湖泊鑽探平台不穩定這一特殊情況,為避免鑽具起降,此次採用單動雙鑽頭鑽進方式。”林俊宇說,技術人員結合以往繩索取芯施工經驗,優化鑽進參數,在保証減少岩心擾動及提高採取率的前提下做到了高效率。

“湖泊鑽探是鑽探施工的分支領域,借助這次參與國際合作湖泊鑽探項目的機會,后續我們也將結合陸地鑽探、海洋鑽探中的成熟經驗,著力推動建立完善的湖泊鑽探施工體系,包括施工工藝、施工設備、安全標准化建設、施工質量標准、技術規范等方面。”華鋒鑽探公司相關負責人介紹。

作為四川科技型戰略性礦產資源勘查開發主體,四川省自然資源投資集團正持續推進新質生產力的創新發展,堅持“先立后破、穩中求進、先易后難、循序漸進”,圍繞產業鏈精心布局創新鏈,分領域建設集團層面的科技創新平台,著力培育一批行業中的“單打冠軍”、“小巨人”企業,促進自然資源領域科技創新。

(責編:章華維、高紅霞)

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