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近日，在天津舉行的中國國際礦業大會上，中國煤炭地質總局正式發布了T138柔性自適應雙動力頭車載鉆機。這款由該局聯合山河智能裝備股份有限公司共同研發的新型裝備，是我國首臺采用雙發動機、雙動力源、雙動力頭、內外雙循環及專業工程越野全驅底盤的智能化車載鉆機。它既能在極端復雜地層中高效作業，也能在礦山救援中快速打通生命通道。它憑借獨特的柔性自適應能力被譽為多面手“巨無霸”。

攻關深地勘探與救援設備

“沒有裝備的自主可控，就沒有資源開發的主動權，也沒有礦山生命救援的保障線。”中國煤炭地質總局地勘礦業部部長林中湘在接受科技日報記者采訪時說。

我國煤層氣資源儲量位居全球第三，2000米以深的煤層氣資源因地層復雜一度被視為勘探禁區。隨著礦產資源開發向深部推進，巖性復雜、構造發育、應力變化、地溫升高、地質結構不穩定等問題成為發展瓶頸。

“傳統鉆機在這些極端條件下往往無法有效作業，導致孔壁坍塌、卡鉆埋鉆事故頻發，甚至鉆孔報廢。”山河智能研究院院長徐喜建說。

技術瓶頸在應急救援領域表現得更為嚴峻。中國煤炭地質總局國家礦山應急救援大地特勘隊救援專家肖明國介紹：“在事故救援過程中，我們不得不依賴進口車載鉆機，設備與服務費用高達數千萬元，且響應遲緩，暴露了我國在高端救援裝備上的困境。”

面對這一嚴峻挑戰，中國煤炭地質總局與山河智能展開深度協同，雙方確立了目標：研發具備國際一流水平的SWPDT系列深井套管車載鉆機、SWPDC系列履帶式鉆機及大噸位模塊式鉆機，攻克“鉆護一體同心跟管鉆進”核心技術，實現從80噸到180噸及以上的全系列化型譜，徹底扭轉高端鉆探裝備受制于人的局面。

鉆進技術實現智能化

作為全球最大噸位車載式深井鉆機之一，T138柔性自適應雙動力頭車載鉆機在細分領域已躋身全球技術領先行列。它圍繞“鉆護一體”理念，形成了工藝、控制、平臺三大創新。

在工藝創新方面，T138柔性自適應雙動力頭車載鉆機可配備水、泥漿、空氣、泡沫四種循環介質，可在正壓正循環與氣舉反循環間快速切換。“這就像給鉆機配備了一個全能工具箱。”山河智能工業技術研究院總經理林宏武解釋道：“它能根據地層特性智能選擇最優工藝組合，實現從松軟土層到堅硬巖層的全地層覆蓋。”

設備可在內側動力頭單獨鉆進與雙動力頭同心跟管鉆進等多種模式間無縫切換，極大提升了復雜地層中的排渣效率與孔壁穩定性，有效解決超復雜地層排渣和護壁難題，為深地勘查和救援提供了高效可靠的解決方案。

在控制創新方面，研發團隊建立了雙回轉電液伺服系統動力學模型，并基于此開發智能閉環控制系統，實現真正意義上的智能跟管鉆進。

徐喜建介紹說：“雙動力頭協同技術使套管能緊隨鉆頭同步鉆進，達到即時護壁、救生孔‘一次成型’的效果。這對礦山救援至關重要，意味著救生孔可以一次成型完成，不需要反復修孔。”

系統還結合巖石大數據庫進行回轉自適應控制，能基于巖石特性自適應調節鉆進參數，預設安全圍欄，提前預判并避免卡鉆、埋鉆等事故，將解卡提升力增大至180噸，將安全保障方式從“依賴人工經驗”提升至“智能主動保障”。

“綠色鉆機”顯著降低油耗

T138柔性自適應雙動力頭車載鉆機還采用了綠色高效的多動力源集成系統，首創“柴油+市電”雙動力及混動模式，并配合智能能量管理系統，實現多種動力源優化管理與互為備用。

通過研發雙發動機并聯驅動和能量回收再利用系統，裝備在保持大噸位作業能力的同時，管柱提升速度提升25%，能耗顯著降低，是名副其實的“綠色鉆機”。這種綠色混動技術，不僅符合全球節能趨勢，也為礦業裝備的可持續發展提供了中國方案。

如今，山河智能開發的SWPDT系列車載式鉆機、SWPDC系列履帶式鉆機及模塊化系列鉆機已在全國多個領域投入使用，實現了設備的完全自主可控。

在能源資源勘探領域，該系列裝備適用于煤層氣、頁巖氣、石油天然氣等能源開發，滿足深部資源勘探需求。在陜西彬州、貴州盤州等煤層氣開發現場，裝備多次高效完成深度超1500米水平井作業；其中，在陜西彬州煤層氣開發項目中，裝備僅用19天就完成了1153米水平井鉆探，比原計劃提前11天，刷新了國產鉆機施工紀錄。目前該系列鉆機累計完成鉆井總進尺已突破十萬米。

“相比國外雪姆鉆機平均油耗約40升/小時，我們的鉆機平均油耗僅為20升/小時，單機單井節約油料成本近10萬元，為客戶單井節約成本達20萬元以上。”林宏武介紹，“這讓國產高端鉆機從用不起、等不起變成了更劃算、更高效。”