世界最高海拔国际大陆科学钻探计划项目背后 取“芯”者来自四川
王凡
7月的西藏纳木错，湛蓝湖面，水天一色。湖中央，一座200多平方米的浮台上，钻塔高耸，机器轰鸣，穿着蓝色工作服的钻探技术人员正在忙碌，衣服上的“四川资源集团”字样。这是一支来自四川的队伍。
一个多月前，纳木错国际大陆科学钻探计划启动，这是迄今为止全球海拔最高的大陆科学钻探计划钻探项目，由中国科学院青藏高原研究所联合德国、瑞士、英国和美国等多国科学家及钻探技术人员共同实施。
这个夏天，在这片世界海拔最高的湖，这支来自四川的队伍，钻入湖面之下，提取湖泊岩芯样本。这些岩芯，也是“信件”，记录着湖底的“年轮”，封存着百万年前的信息，将帮助科研人员研究纳木错地区的环境气候变化信息，探寻纳木错“芯”里的秘密。
钻取湖“芯”的挑战
此次纳木错科考，计划在湖面上的3个点位进行，钻取千米长的湖泊岩芯。经过8个成员国深入研讨，决定由四川省自然资源投资集团所属华锋钻探公司担任这次湖泊岩芯钻探任务。
华锋钻探公司长期致力于固体矿产勘查钻探施工。围绕纳木错湖泊岩芯钻探，一支包括21名专业技术人员、平均年龄31岁的团队组建起来，对于有着丰富的钻探经验他们，项目意义非凡，“这是第一次进行高海拔湖泊钻探，也是第一次环境科学钻探。”
然而，在超过4700米海拔的高原湖泊，艰苦的施工环境，带来了前所未有的难度与挑战。“湖面风浪很大，钻探平台随着水面波动而晃动。不仅如此，还需要克服高原缺氧、强紫外线照射、作业劳动强度大等困难。”纳木错湖泊钻探项目部项目经理、华锋钻探公司工程师林俊宇介绍。
更大的挑战来自高原深水湖泊钻探本身，其在国内仍处于相对空白阶段，可参考和借鉴的案例不多。此外，纳木错湖底地质复杂，钻探面临淤泥质复杂地层连续钻进取、砂砾岩取芯率如何保障、深水湖底钻孔护壁等问题。“湖水深近百米，钻杆就‘悬’在水中，没有依附。湖底淤泥质很软，在淤泥里连续钻孔，容易出现淤泥倒流等情形。”林俊宇说。
针对高原深水湖泊钻探这一特殊作业环境，钻探团队参与了水上钻探平台设计，提前对钻探设备及特殊装置进行设计和改造。“根据水中作业情形、沉积物地层性质等，我们进行了有针对性的改进，比如钻杆的壁厚等都是非标准特制的，帮助提升安全性和钻进效率。”林俊宇说。
钻探深度刷新纪录
今年6月6日，随着钻杆缓缓向下延伸，垂直插入沉积物中，钻探工作启动。当晚，钻探团队获得第一批湖泊岩心样本。
经过一个多月的湖芯钻取，进行了7个钻孔的钻探，累计进尺超千米。7月12日，纳木错水上钻探平台传来好消息，在湖底深度超过400米处获取湖泊岩芯，这是我国首次在青藏高原大湖钻探中成功突破400米，刷新国内湖泊钻探最深纪录。
“湖泊钻探过程中，技术人员一边施工，一边摸索总结新工艺，破解多项技术难题。”华锋钻探公司相关负责人介绍。
绳索取芯工艺配合钻具的精准运用就是其中之一。“传统钻探工艺，通常一根钻管和一个钻头，取岩芯的时候，把整根管子拉出来；这次湖泊钻探，是‘管中管’，两层钻管和两个钻头，取湖芯时，外层钻管不动，内里的钻管用绳子拔出来。不同于常规绳索取芯钻探工艺的单动单钻头钻进，结合湖泊钻探平台不稳定这一特殊情况，为避免钻具起降，此次采用单动双钻头钻进方式。”林俊宇说，技术人员结合以往绳索取芯施工经验，优化钻进参数，在保证减少岩心扰动及提高采取率的前提下做到了高效率。
“湖泊钻探是钻探施工的分支领域，借助这次参与国际合作湖泊钻探项目的机会，后续我们也将结合陆地钻探、海洋钻探中的成熟经验，着力推动建立完善的湖泊钻探施工体系，包括施工工艺、施工设备、安全标准化建设、施工质量标准、技术规范等方面。”华锋钻探公司相关负责人介绍。
作为四川科技型战略性矿产资源勘查开发主体，四川省自然资源投资集团正持续推进新质生产力的创新发展，坚持“先立后破、稳中求进、先易后难、循序渐进”，围绕产业链精心布局创新链，分领域建设集团层面的科技创新平台，着力培育一批行业中的“单打冠军”、“小巨人”企业，促进自然资源领域科技创新。
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