初心如“钻” 向地球深部进军

发稿时间:2020-12-28 15:10:00 来源: 光明日报

  初心如“钻” 向地球深部进军

  ——记第七届全国道德模范、安徽省地质矿产勘查局教授级高级工程师朱恒银

  光明日报记者 丁一鸣 常河

  【道德模范光明礼赞】

  想象一下,在地表向下开孔,人类向内自由落体,将会发现什么?地下1米,深深浅浅的地鼠洞穴率先映入眼帘;地下200米,煤矿井内明晃晃的探照灯有如夜空中的万千星点;地下500米,各类金属矿藏“显山露水”、千奇百怪;地下1000米,“工业血液”石油日夜奔流不息……

  “新中国成立初期,我国普遍使用的纯机械式钻机,只能推进到地下500米至600米深,且速度极慢。20世纪70年代中期,我成为一名钻探工人,那时仍难以突破800米。而今天,已是大不一样,我们将地质岩心钻探深度从1000米推进至3000米,现已推进至5000米。”全国道德模范、安徽省地质矿产勘查局313地质队教授级高级工程师朱恒银感慨地说。

  2020年3月,由朱恒银带领团队自主研发的国内首台5000米多功能变频自动钻机,亮相新疆克拉玛依玛湖油田。鏖战200余日,捷报频传,开钻6口井,完井5口,共完成进尺19549米,最高日推进速度达700余米。

  深度,从1000米以浅至5000米以深;速度,从每天数十米到每天数百米;力度,从机械式、半液压式再到全液压式、变频自动式;角度,从直孔到可以弯曲、分枝、对接。“地质神兵”朱恒银的奋斗史,既是一部技术创新史,也是一部中国地质钻探从后进到赶超、再到领跑的变迁史。

  “初心就是为国找矿”

  钻探是一门苦差事,一年多半奔波在野外,天作盖地为庐,满手油污、浑身泥浆是常态。而朱恒银一干就是44年,即使年逾花甲,依旧坚守岗位。

  坚持源自热爱,热爱始于担当。“我的初心就是为国找矿,找大矿,找富矿。”朱恒银说。

  走过缺煤少油的艰苦年代,当年国家资源能源匮乏程度之深,朱恒银深有感触。他刚参加工作时,我国钻探全行业处处被外国掣肘,“钻头、钻杆等关键部件几乎全部依赖进口,当美国掘地2000米已是‘家常便饭’时,我们却依然被远远拦在千米关口之外。”朱恒银回忆。

  1977年10月,参加工作刚满一年的朱恒银,随队在安徽霍邱铁矿钻探现场施工。一次夜班交接时,钻头突然被钻孔内的碎岩块卡住,“老班长”当即强力拉提钻杆,却不慎拉断钻机底脚螺丝,钻机瞬间倾翻,一下将“老班长”弹飞。当时,机房柴油机背憋熄火,发电机停止运转,机房漆黑一片。“我赶紧提起‘小马灯’,在钻塔角落找到‘老班长’后,发现他头部血流不止,已经昏迷。尽管后来抢救及时,没有生命危险,但‘老班长’不得不永远告别钻探工作。”正是那个夜晚,深深地刺痛了朱恒银,他下定决心,“一定要改变国内钻探设备技术的落后面貌”。

  手抬肩扛机械翻山越岭,他从不喊累;夜宿报纸糊窗的土坯房,甚至牛棚,他从不叫苦;设备落后老化,安全事故常发,他也不害怕。无数个在荒山野岭的不眠夜,真正让朱恒银焦虑不安的,是自己理论生疏、技能匮乏。

  1978年,朱恒银考入安徽地质职工大学,潜心研修探矿知识技能。毕业后,他没有选择在城市工作,而是毅然回到地质队,再次面对荒山,“老班长”的话在他耳边久久回响,“目之所及也许荒凉,却埋藏着无尽宝藏,我们是国家建设的‘地质尖兵’,从事地质找矿是我们的无上荣光”。

  “立足岗位的小改小革为重大创新奠定基础”

  “都说‘上天不易,入地更难’,作为一项‘隐蔽工程’,入地究竟有多难常常不为人知。”朱恒银表示。

  地层是“有生命的”,它们千变万化、复杂多样。实际施工中,岩层软硬不均或松散破碎,钻探需要适应各种困难环境,“没有金刚钻揽不了瓷器活”。钻机每向地下推进100米,地下温度就会上升3℃左右,到地下5000米时,温度可达150℃之高;向数千米处推进,小小钻孔内有千钧阻力,扭矩过大常常拧断钻杆……

  “钻探是一项系统工程,对地球深部奥秘的持续探索,集成了一个国家现阶段内的先进科技成果,侧面反映了一个国家工业发展水平的高低。”朱恒银说。

  对钻探设备技术的极致追求,激励着朱恒银不断向创新高峰攀登。“朱教授职业生涯的第一项小发明创造,就是因为我。”313地质队职工刘金保回忆道。

  1984年,刘金保担任钻探施工现场泥浆操作员,当时泥浆搅拌技术十分原始,往往需要进行人工搅拌,劳动强度巨大。望着工友们满身泥浆且效率不高,必赢快速注册:朱恒银急在心里。

  于是,他利用业余时间研发了一台水力泥浆搅拌器。投入使用后,实践证明这台机器不仅搅拌均匀,速度也大大提高,更重要的是将工人从人工搅拌泥浆中解脱了出来。

  朱恒银的创新之门就此打开。随后,他在钻探施工岗位上,先后研发成功了8项“五小”成果,并得以充分应用,相继获得各级“五小”成果奖。“创新是积累的过程,立足岗位的小改小革是本分,也为日后重大创新奠定了基础。”朱恒银如是说。

  常年扎根一线,朱恒银有自己的“创新观”。“工作岗位上,创新须务实,要立足于解决实际工作中出现的问题、难点,致力于提高工作效率及安全性,力求短、平、快”“有些看似微小的创造,往往可能赋予钻探工作较大的改变”“钻探器具创新必须经历百次试验,确保人身和孔内安全,才能推广应用,不是写篇论文就了事”。

  “国家需要什么,我们就找什么”

  我们为什么要越钻越深?

  “首要目的依然是找矿,国家需要什么,我们就找什么。”朱恒银表示,“地质出思路,物探圈靶区,钻探去验证。”通过钻探,可以了解矿藏种类、具体部位、面积大小、储量多少、开采难易等关键信息,为资源能源开发利用提供依据。

  2006年,国家基础设施建设如火如荼,伴随着进口矿石原料价格不断上涨,找矿成为当务之急。当年,《国务院关于加强地质工作的决定》发布,新一轮地质找矿中,“攻深找盲,摸底探边”成为重点。探索深部找矿,钻探技术是关键。然而,当时我国地质找矿深度仍在1000米左右徘徊,钻探装备、工艺无法满足要求。

  当时从国外进口的车载式钻机,不仅价格昂贵,而且不适用于国内山区、农村道路。“我们要学习国外的先进技术,但必须要符合国情需求”,朱恒银倡议要自主研发适应我国深部钻探需求的特色钻探装备。一年后,他率先提出了深部矿体勘探钻探关键技术与方法的研究项目,带领团队研发了分体塔式全液压动力头钻机和高强度绳索取心钻杆、钻具及工艺技术。

  2010年,朱恒银团队利用自主研发的钻探装备,在安徽霍邱铁矿首创了我国小口径绳索取岩心钻探2706.68米的最深纪录。随后,突破了大于3000米的找矿深度,建立了入地3000米深部岩心钻探技术体系,将我国地质找矿深度从1000米以浅推进至3000米以深的国际先进水平,成为深部岩心钻探的领跑者。

  在霍邱深部,朱恒银团队发现了储量位居全国第五的特大型铁矿;在安徽金寨,找到了单矿体储量世界第一的金寨沙坪沟特大型钼矿,经济价值达千亿元。

  如今,伴随着国家资源能源需求的提档升级,以及对环境保护的日趋重视,寻找地下新型能源,如页岩气、干热岩、煤层气等,已成为时代新课题。“我们最新自主研发的5000米多功能变频电动钻机,正是为此而生,它显著提升了钻机的机械化、自动化、数字化、信息化水平,目前仍在试验阶段,相信将来一定可以大展拳脚。”朱恒银对此充满信心。

  “向地球深部进军至最后一刻”

  除找矿之外,钻探还能为地质学研究提供强大支撑,通过地层分析,揭示人类“脚下的秘密”。与此同时,钻探已经深度融入社会服务:监测地下水、预警地质灾害、防范煤矿安全事故、控制矿区环境污染等,都离不开这一“幕后英雄”。

  “目前,钻探行业已经由以单纯找矿为核心,逐步转变为以找矿为主、全方位服务经济社会发展。”朱恒银说。

  2004年,朱恒银受南京师范大学委托,带领队伍承接了《江淮下游新生代晚期环境变化研究》钻探项目。施工地点位于江苏泰州,当地地层条件复杂,属较典型的特殊地层。校方要求钻探施工采取原状样岩心,全孔岩心采取率不低于90%,且保持岩心的原状结构,无扰动、无污染。

  高要求一度让项目停滞不前,而当时,朱恒银却因为手术住进了医院,只能躺在病床上坚持修改取心钻具设计和施工方案。为了解决钻探原状样取心难题,手术刀口还未拆线,他就偷偷溜出了医院,赶到施工现场,继续攻克难关。

  最终,由于钻探原状样取心技术的突破,钻孔终孔深度达754.76米,全孔原状不扰动岩心样采取率达97%,顺利完成取心,为地质学研究提供了重要实物资料。

  2008年汶川地震后,国家启动了汶川地震断裂带科学钻探项目。2009年,朱恒银带领团队承担了科学钻探3号孔施工任务,该孔布置在汶川龙门山地震断裂带上,所钻地层历经多次强烈地震,岩层支离破碎,地层应力大,易造成钻孔缩径、坍塌、涌水、漏失等情况,属国内外罕见的复杂地层。施工中,余震时有发生,钻孔钻进至1175.40米处与1186.77米处均发生了孔内事故,进展缓慢,一时举步维艰。

  “不啃下这块硬骨头,决不收兵!”朱恒银下定决心。最终,他带领团队相继攻克了极为复杂的地层钻进、大直径取心、高应力下钻孔护壁等一系列技术难关,确保了岩心的原状样和94.6%的岩心采取率,实际钻进深度超过原设计孔深1200米,达到了1502.30米,受到了中国地质调查局的高度评价。

  从事地质勘探工作,就是挑战未知,只有把埋藏在地下的实物岩心取出来,才能揭示地壳的真实面目。而钻机只要一开动,就不能停,20多个春节,朱恒银都是与工友一起,守在钻机旁度过。

  “只要身体允许,我就会向地球深部进军至最后一刻。”朱恒银说,“从前是‘摸着钻’,后来是‘算着钻’‘看着钻’‘变着钻’,现在,‘自动钻’研究刚刚起步,真正实现钻探人工智能化,我们要做的还有很多。”

  《光明日报》( 2020年12月27日 01版)

责任编辑:李婧怡
 
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