凡尔纳在《地心游记》中为我们描绘了一个奇幻瑰丽的地下世界,与现实中人类对地球深部的认知形成强烈反差。地球物理学领域的电磁勘探技术,如同为大地进行“CT扫描”:通过向地下发射不同类型电磁波,并依据不同岩石与矿体电导率差异所引发的感应信号特征,解析并绘制地下结构图,从而实现矿产资源勘查。
传统深部矿产勘探设备长期被国际巨头垄断,针对3000米以下高温高压地质环境及小孔径条件的勘探作业装备,堪称我国深部矿产勘探领域的“卡脖子”难题。如今,长江大学师生团队成功攻克了这一技术壁垒。
自2018年起,长江大学地球物理与石油资源学院湖北省油气资源电磁勘探技术科技创新团队,瞄准深部勘探技术瓶颈全力攻关。历经七年科技攻关、成果转化与产业推广,团队成功研发的井下深部矿产勘查设备不仅实现国产化替代,其稳定性与探测效果更优于更同类产品,通过业内专家严格认证。
历经多年沉淀,井观科技破封而出
2020年,进入长江大学地球物理与石油资源学院学习的陈冠达同学,随即加入油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学),在严良俊教授、谢兴兵教授、毛玉蓉教授和周磊副教授的悉心指导下,他初次系统接触井中激发极化法。该方法在深部勘探领域优势显著,但受限于传统仪器无法下井作业、探测信号信噪比过低等问题,难以达到勘探效果。
毛玉蓉教授和周磊副教授为团队成员讲解技术原理
研究团队提出核心问题:如何在仪器下井作业中既满足国家技术标准又显著提升勘探效果?“国内地球物理勘探设备尚无相关技术先例,团队只能基于理论构想推进设计。”陈冠达回忆道,仪器下井需克服深部高温高压与小孔径的双重技术限制。在导师团队引领下,研究组正式启动原理样机试制,全力攻克技术瓶颈、实现预设功能目标,以突破国际技术垄断。团队持续开展系统性技术攻关与材料性能测试。“初期研发依托学校实验室平台,从环状电极材料优选到模拟野外工况的参数标定,每个技术环节都需经过反复验证与优化。”
七年磨一剑。团队最终成功研发出材料-硬件-软件一体化的井下大功率激发极化探测系统。在此基础上,陈冠达创立井观科技(武汉)有限公司(以下简称井观科技),推动成果进一步研发和推广。“成功实现了功能的稳定性,这在国内外尚无相关的技术成果!我们是首创性突破!”技术查新和国内技术专家的测试报告证实,井观科技提供的深部电磁勘探设备满足实际应用条件,能够在3000米以下的高温高压环境中稳定运行,完全符合深部矿产勘探的严苛要求。
从实验室研发到野外实际验证
实验室的成功只是起点。仅仅是初始阶段,尚需要工业化验证与规模化应用。在长江大学与中国石油集团测井有限公司深化校企合作的背景下,团队依托学校平台启动了成果转化的关键进程,从实验室的小规模实验到矿井的野外验证,再到3000米深度功能验证,历经多年的持续研发与优化,最终通过应用验证,团队研发的设备实现了稳定、高效的深部勘探效果。
野外仪器测试实景
成果转化反哺创新人才培养
得益于长江大学科技成果转化政策,以及导师和团队持续技术支持与人才输送,井观科技获得强劲发展动力。2024年10月,陈冠达在南京国际展览中心举办的创新创业大赛中,向南京市人民政府及评委专家汇报了这一技术成果。
井观科技与长江大学地物学院共建的井观电磁技术研究中心
如今,井观科技与长江大学地球物理与石油资源学院共建的“井观电磁技术研究中心”已落户武汉校区石油科技大楼。该平台既是科技成果转化的加速器,也是实战型人才的培育基地,团队成员师生长期在此开展科研实践,学院定期组织本科生前往参与实践学习,公司每年吸纳10余名本科生锻炼技术本领。
“参与学术交流会议学习的经历激发了我对科研的兴趣,在团队中承担技术研究的工作,以及在井观科技的实践锻炼,进一步坚定了我对科研的热爱与执着。”已经加入团队三年的学生李昊锦说。
陈冠达进行设备测试、核对数据
陈冠达表示,秉承“求实、进取、创业、报国”的长江大学精神,井观科技正全力抢占新一轮找矿突破战略行动的重大机遇期,致力于突破国际技术封锁,构建具有完整自主知识产权的深部矿产勘探设备技术体系。“我们矢志推动中国技术标准向国际通用准则演进,坚信引领深部矿产勘探领域下一代科技革命的终将是中国制造的技术体系!这是团队的奋斗目标,更是全体长江大学师生肩负的时代使命。”(通讯员:叶丽珣)