科钻一井：将内窥镜深入地下5000米

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2、icallymeettheYibintravelneeds.Bus9 科钻一井工程的成功，是我国钻探技术发展的里程碑。 历时３年多、耗资近２亿元完成的中国大陆科学钻探工程日前通过国家验收，留下了一个没有地面干扰的、直径157毫米、深5158米的深井，成为亚洲第一个地球物理综合性长期观测实验基地。尽管如何进行更深入的科学研究，充分发挥其潜在价值，是一个还没有完结的科学问题，但从大陆钻探的技术角度来说，这个被称为科钻一井的工程已经圆满地画上了句号。 对工程所取得的技术进步，科钻一井工程总指挥、中国大陆钻探工程中心主任王达教授总结说：“尽管这不

3、是世界上最早、最深的井，然而从硬岩取心的角度说，科钻一井达到了世界先进的技术水平，取心率之高是世界上极为罕见的。” 为科学目标啃一块硬骨头 maintenancemeasures,thereisabigsecurityrisk,managementhashadagreatimpacttothecity.3.1-8busterminalstationstatusinYibincitylayouts(4)hoursofoperationmostofYibincitybuslinesin5:30-6:20,andbasicallymeetthe

4、Yibintravelneeds.Bus9大陆钻探技术是目前获取地球深部实物资料的唯一技术手段，是研究地壳构造和演化最重要的技术方法，受到各国科学家的广泛关注。在这项技术发展起来之前，人类对于地球深部不能观察、触摸，对地层下面究竟是什么，大多只能推测，因而同样的材料可以导引出不同的结论。 从1963年世界上第一个大陆钻探井开凿以来，人类探视地球内部的历史已有40多年，最深的一口井位于俄罗斯的科拉半岛，井深12262米。科学钻探因科学目标的差异，所要钻探的地层环境也千差万别。地层环境的差异，对钻探工程提出了不同的技术要求，其难度也各不相同。

5、 科钻一井的主要科学目标是重塑超高压变质带的形成与折返机制，揭示板块边部的深部物质组成及成矿与流体作用，因此要把钻探地址选在造山带。在这种地层打钻，所要应对的是硬度很高的结晶岩，可钻性多数为8～9级，少数岩石的可钻性达到10～11级。 与一般地质钻探相比，科学钻探本身就因目标多而难度大，科钻一号面临的难题不仅是地层坚硬，还要在这样的地层环境上全孔取心。在硬地层对5000多米深井全孔取心，这不仅在我国没有先例，在世界上也属于高难度钻井工程。俄罗斯钻探的1.2万多米深井，由于取心难度极大，工程持续了20多年，成本难以计算。而德国钻探的9000

6、多米深井，为了减少成本、缩短时间，其取心比率只有3%。 岩石坚硬，钻头消耗大；全孔取心、取样，要求高；地层易斜，难以保直；井身结构复杂，大直径硬岩扩孔钻进难度高、套管下入难度大；井深，下部地层状况未知；施工周期长，风险因素大，施工费用高……面对这些难题，科钻一井无论是从国内还是国外，都很难找到可以借鉴的成熟先例。 地下是一个风险未知领域 上天入地是人类的梦想，而天上地下的种种未知因素，却为人类的追梦之旅平添了许多风险。应对未知因素是大陆钻探工程在确定方案时首先要考虑到的。科钻一井工程借鉴了德国KTB曾经使用的一种双孔方案。 所谓双孔方案，

7、是指在正式钻探前，先打出一个先导孔，这个先导孔直径较大，可以通过它来摸清地层状况，再进行主孔施工。德国KTB9000多米的钻井，仅先导孔就钻进4000多米深。王达说，这种方法尽管安全，但成本太高。于是，工程指挥部借鉴了这个方案的成功之处，并考虑到它的不足，创造了一个“灵活”的双孔方案。由于对钻探所在地江苏东海县地下1000米内的情况早先就有一定的认识。于是，工程指挥部决定先打一个2000米的先导孔，再根据钻孔质量、地层情况决定是否另外开孔。最终由于有预先的计划，这个先导孔的质量很好，主孔施工就在它的基础上继续进行，方案的灵活性为工程大幅度

8、地节约了时间和成本。 maintenancemeasures,thereisabigsecurityrisk,managementhashadagreatimpacttothecity.3.1