10月15日，国内首台万米大陆科学钻探钻机“地壳一号”从四川广汉市启运前往大庆油田所在的松辽盆地，将执行“松辽盆地白垩纪大陆科学钻探”、“深部大陆科学钻探装备研制”等多项科学研究任务。“地壳一号”标志着我国成为继前苏联和德国之后世界上第三个拥有实施万米大陆钻探计划专用装备和相关技术的国家。

国内首台万米大陆科学钻探钻机“地壳一号”

将刷新我国钻探深度纪录

“地壳一号”万米大陆科学钻机的研制是国家“深部探测技术与实验研究专项”当中，吉林大学所承担的“深部大陆科学钻探装备研制与实验”子课题的重要组成部分。该万米钻探专用钻机设计装机高60米，占地10000多平方米，其钻进能力达到1万米，项目启动以来国家累计专项拨款1.0287亿元。

针对科学钻探的特殊性，吉林大学和宏华集团组成联合科研团队，自主研发、改进了高转速全液压顶驱系统、高精度自动送钻系统和起下钻自动排管系统等一系列关键技术，并采用国内领先的数控变频电动钻机技术(DBS)，钻机科学钻探能力达到世界先进水平。

浩浩荡荡的“地壳一号“运输车队”

为顺利完成此次远程运输，工作人员将万米科学钻机设备拆解包装为126件，总体积6000余立方米，总重量达1500多吨。其中，长度超过10米的结构件33件，单件最大长度13米；单件最大重量约40吨；各部件分装于50辆六轴重型拖挂运输车上，每辆车长21.5米；全部钻机设备的出厂检验、防腐处理、包装装车等工序历时近一个月。运输车队将途经四川、陕西、河南、河北、北京、天津、辽宁、吉林、黑龙江等9个省、直辖市，130多个县市，单程总运输里程3500多公里，途中将翻越秦岭等高山危险路段，预计整个车队将于10月21日到达大庆井场。

据介绍，整个运送过程面临着运输部件庞大、车辆众多、路途遥远、路况复杂，环境天气多变等诸多困难挑战。为确保钻机设备安全、顺利到达目的地，国家国土资源部协调交通运输部落实沿途交通运管部门对车队通行给予保障和配合；国家深部探测专项办公室会同吉林大学、宏华集团多次对钻机运输路线进行实地踏查，并确定了最终的运输方案。

吉林大学地调院组织承担研发的我国首台万米大陆科学钻探专用钻机此前已在四川进行过钻探实验

吉林大学建设工程学院副院长赵大军介绍，“地壳一号”运达黑龙江大庆安达松科2井井场后，将立马投入组装、测试，最迟于年底前开始钻探。

松辽盆地国际大陆科学钻探工程设计井深6600米，将实现国内大陆科学钻探的重大突破。截至目前，世界上超过8000米的超深孔科学钻探只有前苏联的科拉超深孔和德国的KTB孔，我国原最深科学钻探孔为江苏CCSD-1孔，钻探深度为5158米。

“地壳一号”钻机

科研探万米 全球仅一项成功案例

几年前，我国已拥有设计深度达1.2万米、用于石油开采的钻机。为啥科研用的万米钻机会“姗姗来迟”？

“科研用的钻机，比生产用的要求高很多。”赵大军介绍，石油开采多在沉积岩进行，质地较软；科研却需钻探变质岩和火山岩，质地坚硬，且因为要取岩芯，不能“野蛮施工”，这对于钻机转速、钻进工艺都提出很高要求。

此前，全球仅有前苏联钻出过深度超过1万米的科学钻探孔，德国的KTB孔于1994年钻探至9101米。我国目前最深的科学钻探孔位于江苏，仅5158米。美国冷战时期也曾实施过“莫霍计划”试图钻穿地壳，但后来半途而废。

前苏联的科拉超深钻孔达到地下12289米，至今保持着科研钻探记录

保证科研要求，还要冲刺万米深度，校企都想尽办法：钩载能力直接影响钻探深度。宏华集团此前最深的9000米钻机，差着25吨钩载能力，为此攻关历时半年。

更困难的，是给钻机降温。在大庆油田所在的松辽盆地，地下每降低100米，温度升高3.9度。在6000米深度上，即可超过300度。“如果不降温，工作中的钻头只要2分钟就融化了。”赵大军说，“地壳一号”此次运用新技术的填充泥浆，帮助钻头冷却，在6000米深度上可将温度降低一半。

“地壳一号”将先在松科2号井场“练手”，首次钻探深度6400米，然后尝试8000米左右深度。赵大军直言，受降温能力等限制，钻机暂还不能冲击万米深度，“但钻探万米是必然目标。”他表示，已打算制造设计深度1.5万米的钻机。

探寻“时间隧道” 寻找油气资源

中国地质科学院深部探测研究中心主任陈宣华认为，之所以研发万米钻机，目的至少有两个：帮助科学家预测全球气候变化，进一步拓展当地油气勘探领域。

在地质构造复杂地区，堆积着不同年代的地层，就如同“时间隧道”，记录着当时气候变化的信息。“地壳一号”首次“练手”的深度，正好覆盖从6500万年到1.5亿年前的白垩纪地层。“白垩纪是地球不断升温的时期，和现在很像。”陈宣华认为，获知白垩纪的气候变化规律，有助于预测如今的全球气候变化。

另一方面，选择在大庆油田开工，是为了寻找这片我国最大油田的资源潜力。陈宣华表示，此前油气勘探，一是深度达不到，二是没有全程提取岩芯。此次采用先进的勘探手段，完全可能找到油气资源的漏网之鱼。