深地勘探与救援迎来“多面手”钻机

来源：滚动播报

（来源：千龙网）

近日，在天津举行的中国国际矿业大会上，中国煤炭地质总局正式发布了T138柔性自适应双动力头车载钻机。这款由该局联合山河智能装备股份有限公司共同研发的新型装备，是我国首台采用双发动机、双动力源、双动力头、内外双循环及专业工程越野全驱底盘的智能化车载钻机。它既能在极端复杂地层中高效作业，也能在矿山救援中快速打通生命通道。它凭借独特的柔性自适应能力被誉为多面手“巨无霸”。

攻关深地勘探与救援设备

“没有装备的自主可控，就没有资源开发的主动权，也没有矿山生命救援的保障线。”中国煤炭地质总局地勘矿业部部长林中湘在接受科技日报记者采访时说。

我国煤层气资源储量位居全球第三，2000米以深的煤层气资源因地层复杂一度被视为勘探禁区。随着矿产资源开发向深部推进，岩性复杂、构造发育、应力变化、地温升高、地质结构不稳定等问题成为发展瓶颈。

“传统钻机在这些极端条件下往往无法有效作业，导致孔壁坍塌、卡钻埋钻事故频发，甚至钻孔报废。”山河智能研究院院长徐喜建说。

技术瓶颈在应急救援领域表现得更为严峻。中国煤炭地质总局国家矿山应急救援大地特勘队救援专家肖明国介绍：“在事故救援过程中，我们不得不依赖进口车载钻机，设备与服务费用高达数千万元，且响应迟缓，暴露了我国在高端救援装备上的困境。”

面对这一严峻挑战，中国煤炭地质总局与山河智能展开深度协同，双方确立了目标：研发具备国际一流水平的SWPDT系列深井套管车载钻机、SWPDC系列履带式钻机及大吨位模块式钻机，攻克“钻护一体同心跟管钻进”核心技术，实现从80吨到180吨及以上的全系列化型谱，彻底扭转高端钻探装备受制于人的局面。

钻进技术实现智能化

作为全球最大吨位车载式深井钻机之一，T138柔性自适应双动力头车载钻机在细分领域已跻身全球技术领先行列。它围绕“钻护一体”理念，形成了工艺、控制、平台三大创新。

在工艺创新方面，T138柔性自适应双动力头车载钻机可配备水、泥浆、空气、泡沫四种循环介质，可在正压正循环与气举反循环间快速切换。“这就像给钻机配备了一个全能工具箱。”山河智能工业技术研究院总经理林宏武解释道：“它能根据地层特性智能选择最优工艺组合，实现从松软土层到坚硬岩层的全地层覆盖。”

设备可在内侧动力头单独钻进与双动力头同心跟管钻进等多种模式间无缝切换，极大提升了复杂地层中的排渣效率与孔壁稳定性，有效解决超复杂地层排渣和护壁难题，为深地勘查和救援提供了高效可靠的解决方案。

在控制创新方面，研发团队建立了双回转电液伺服系统动力学模型，并基于此开发智能闭环控制系统，实现真正意义上的智能跟管钻进。

徐喜建介绍说：“双动力头协同技术使套管能紧随钻头同步钻进，达到即时护壁、救生孔‘一次成型’的效果。这对矿山救援至关重要，意味着救生孔可以一次成型完成，不需要反复修孔。”

系统还结合岩石大数据库进行回转自适应控制，能基于岩石特性自适应调节钻进参数，预设安全围栏，提前预判并避免卡钻、埋钻等事故，将解卡提升力增大至180吨，将安全保障方式从“依赖人工经验”提升至“智能主动保障”。

“绿色钻机”显著降低油耗

T138柔性自适应双动力头车载钻机还采用了绿色高效的多动力源集成系统，首创“柴油+市电”双动力及混动模式，并配合智能能量管理系统，实现多种动力源优化管理与互为备用。

通过研发双发动机并联驱动和能量回收再利用系统，装备在保持大吨位作业能力的同时，管柱提升速度提升25%，能耗显著降低，是名副其实的“绿色钻机”。这种绿色混动技术，不仅符合全球节能趋势，也为矿业装备的可持续发展提供了中国方案。

如今，山河智能开发的SWPDT系列车载式钻机、SWPDC系列履带式钻机及模块化系列钻机已在全国多个领域投入使用，实现了设备的完全自主可控。

在能源资源勘探领域，该系列装备适用于煤层气、页岩气、石油天然气等能源开发，满足深部资源勘探需求。在陕西彬州、贵州盘州等煤层气开发现场，装备多次高效完成深度超1500米水平井作业；其中，在陕西彬州煤层气开发项目中，装备仅用19天就完成了1153米水平井钻探，比原计划提前11天，刷新了国产钻机施工纪录。目前该系列钻机累计完成钻井总进尺已突破十万米。

“相比国外雪姆钻机平均油耗约40升/小时，我们的钻机平均油耗仅为20升/小时，单机单井节约油料成本近10万元，为客户单井节约成本达20万元以上。”林宏武介绍，“这让国产高端钻机从用不起、等不起变成了更划算、更高效。”