【儀表網(wǎng) 產(chǎn)業(yè)報道】2025年10月15日09時16分，位于四川劍閣的深地川科1井鉆探深度突破10000米。這一全球地質(zhì)條件最復雜、鉆井難度最高的深地“超級工程”已深入5.4億年前的震旦系地層，首次踏入四川盆地深部“無人區(qū)”，標志著我國在地球深部能源探索領(lǐng)域邁出關(guān)鍵一步。
深地川科1井目標井深13000米，2023年7月正式開鉆，7000米以下全部為未知地層，井下動力鉆具關(guān)鍵運動部件及其復合材料在高溫、高壓極端環(huán)境下的服役可靠性面臨嚴峻挑戰(zhàn)。中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所海洋關(guān)鍵材料全國重點實驗室金屬基復合材料AI創(chuàng)制團隊在常可可研究員的帶領(lǐng)下，開發(fā)了人工智能AI輔助的耐溫/耐磨蝕金屬陶瓷復合材料性能預(yù)測與成分設(shè)計模型(預(yù)測精度>90%)，包含高通量預(yù)測、單點預(yù)測、成分優(yōu)化、3D可視化等多個功能模塊；基于該AI模型，篩選了滿足目標性能的潛在成分區(qū)間，結(jié)合深鉆材料智能創(chuàng)制平臺開展的自動化制備和高通量表征實驗，成功研制出新型耐溫耐磨蝕多元金屬陶瓷復合材料，力學、摩擦學等關(guān)鍵性能指標較現(xiàn)役三元材料體系提升15~30%，為耐高溫螺桿鉆具研發(fā)提供了關(guān)鍵材料支撐。
在國家重點研發(fā)計劃(2022YFB3706600)、中國科學院“智能科學家”、寧波市“科創(chuàng)甬江2035”重點研發(fā)計劃(2024Z138)、海洋關(guān)鍵材料全國重點實驗室開放基金等項目的支持下，中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所和中石油北京石油機械有限公司(中國石油裝備制造創(chuàng)新中心)、濰坊珀琦石油機械有限公司深度合作，開展了新型金屬陶瓷復合材料強化徑向軸承、插接式萬向軸等關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造技術(shù)研究，形成發(fā)明專利10余件、制定標準1項。研制的系列耐高溫螺桿鉆具產(chǎn)品在深地川科1井7500~10000米井深段全面實現(xiàn)進口替代，有力支撐了我國萬米特深井重大鉆探工程的順利實施。
新型金屬陶瓷復合材料智能設(shè)計與深地重大工程應(yīng)用
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