欢迎您登录科学中国人官方网站!!
新浪微博|网站地图|联系我们|旧版回顾
张金昌:励精图治一甲子 迈向深地续辉煌
——写在中国地质科学院勘探技术研究所成立60周年之际

作者:本刊记者 吴应清  来源:科学中国人  发布时间:2017-3-28

导读:   2017年,对勘探所来说,是值得纪念的一年,也必将是忙碌的一年。

 

 

这一年,勘探所迎来成立60周年庆典。为让这一历史性的时刻过得更有意义,几个月前,勘探所上至张金昌所长,下至普通职工就已经在梳理、总结所史和多年沉淀的精华。所里还计划筹办多场交流活动,意在让全所人,尤其是年轻一代对勘探所的经验传承有更深刻的领悟,从而提高全所的凝聚力,为承上启下开启下一个甲子的辉煌征程埋下铺路石。

“是机遇也是挑战。”张金昌如是描述这一关键节点。而这一历史节点的到来与国家战略息息相关。2016530日,国家主席习近平在全国科技创新大会上指出:“目前,世界先进水平勘探开采深度已达2500米至4000米,而我国大多小于500米,向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题。”

号令已然吹响,而作为“中国地质钻探装备与技术研发的领航者”,勘探所依然不负众望地走在“前沿深地”。

 

走过昨天

——艰苦卓绝六十载 丰碑矗立天地间

 

时光倒回到60年前,经地质部批准,中国第一个探矿工程专业科研机构——地质部勘探技术研究所宣告成立。

从那时起,彪炳千秋的功业在这里拓展;庄严神圣的使命在这里延续!

在随后的60年岁月里,这支团队在历代领导人的带领下,历经起步阶段的创业艰辛,还有文革时期的浩劫混乱,几经辗转、分离,甚至迁往偏远“大三线”等磨难仍不放弃,终在20世纪80年代落户享有“京津走廊明珠”之称的河北廊坊,从此“深耕细作”,逐渐发展成为我国从事探矿工程和岩土钻掘应用技术研究规模最大、综合实力最强的一支科研开发队伍,成为专业领域里代表中国特色和水平的“一面旗帜”。

1985年,从武汉地质学院北京研究生部探矿机械设计专业毕业的张金昌被分配到勘探所工作,成为所里文革后第一个研究生。而那时的勘探所,正是在全面恢复工作和创新改革的“黄金期”。“成长沐浴”在这一底蕴丰富、有着很多优良传统的单位里,张金昌深受老一辈勘探人的熏陶和影响。

“成长的几年时间里,我有一个深刻体会,老一辈人真是历经百折而不挠,执着科研却不张扬,一心一意踏实前行。”在张金昌的记忆中,有很多值得一生铭记和学习的前辈:他们或严谨求实,一心向研;或和蔼可亲,嘘寒问暖的同时,督促他不忘保持学习热情,与时俱进……在他看来,正是这些不断传承的优良传统,使得勘探所在历经沉寂过后,迅速迎来了厚积薄发。全面恢复工作以后,大家的科研热情迅速高涨,成果迭出。尤其是改革开放“春风乍起”的时候,勘探所积极投入到国家科研体制改革之中,率先尝到了科技创新、融入市场的甜头。

那是一个奋勇争先、改革创新的年代,懦者沉沦,勇者致胜。

改革风潮之下,一波又一波浪潮向勘探所“席卷而来”:1985年中央作出《关于科技体制改革的决定》,揭开了国家全面科技体制改革的序幕;1986年勘探所被定为“技术开发型单位”,随后单位事业费大量缩减……

虽然面临考验,但早已在风浪冲刷中学会自强自立的勘探所很快就稳住了方向。他们提出了“稳住一头,放开一片”的口号,围绕这一方向,把单位的人员分成两部分,一部分人仍旧依靠国家科研经费来深入探索科研;另一部分人则放逐到市场中去,通过项目及面向实际应用的成果转化来为单位和自己谋发展。

得益于这一方向的指引,即使是在国家项目锐减、行业市场举步维艰的20世纪90年代,勘探人科技创新的脚步依然没有停歇,不仅成功地“稳住了”科研“这一头”,而且在市场淘沙中为自己赢得了一片更广阔的天地。

经过十余年深入一线的积累及创新,勘探所已经形成了自己特有的优势方向:在国内,勘探所率先进行全液压岩心钻探装备的研究与推广应用、定向钻探与高精度对接连通井技术的研究和推广应用、液动冲击回转钻探技术的研究与推广应用、绳索取心钻探技术的研究开发与推广应用、水文水井及多工艺空气钻探技术、非开挖铺管装备与工艺的研究与推广应用、大口径钻头与钻具的研究与推广应用。

截止2016年,团队先后完成科研成果470余项,在众多方面取得了突破性进展,有150余项获部级以上奖励,其中获国家创造发明奖和新产品奖6项,国家科技进步奖一等奖1项,二等奖2项,部、省科技成果奖一等奖10项,二等奖32项等,获国家专利87项,为我国探矿(岩土钻掘)工程技术处于世界前列起了十分重要的作用。

当巍巍井架高耸蓝天,当沉睡大地的精灵喷薄而出,有多少人关注到人声鼎沸喜笑开颜的背后,勘探所人经历的艰辛和付出的汗水?铁骨铮铮男子汉,千尺地下摆战场。是他们,用几代人的坚韧不屈和智慧汗水,铸就了一把又一把直插深地的“神剑”——

 

走在今天

——创新图强赢硕果 走向深地筑梦想

 

201618日,人民大会堂灯火辉煌,习近平、李克强等党和国家领导人向我国科技工作者的杰出代表颁发了2015年度国家科学技术奖。由勘探所所长张金昌领衔的“2000m以内全液压地质岩心钻探装备及关键器具”项目荣获2015年度国家科学技术进步奖二等奖。这是勘探所近年来收获的又一创新成果。

据悉,该成果已在全国范围内得到广泛应用,出口到20多个国家和地区,占领我国全液压地质岩心钻机70%的市场份额,且多次创造了钻井技术应用的世界纪录。

“创新是一个民族生生不竭的动力,创新也是我们勘探所一往无前的源泉。”张金昌如是强调创新之于新一代勘探所人的意义。事实上,敢做敢拼也是这位新时期所长深入骨髓的性格特征。有过去的成就并非易事,如何站在前人的肩膀上看到更广袤、壮美的风景?对他和新一代勘探所人来说确实是一个全新的命题,而这次他们依然选择立足国需,肩负使命。通过自主创新,谱写了一曲又一曲自强奋斗之歌。

十余年的卧薪尝胆,奋发图强,通过引进消化吸收再创新、集成创新、原始创新,他们先后主持或参与了“四项国际领先技术”“一项国际先进技术体系”“两项国内领先技术”和“四项科学钻探工程”。依靠这些先进的技术及装备,他们向着地球深部进军的步伐迈得更加坚定而有力!

正如文首习总书记所说,向地球深部进军是国家必须解决的战略科技问题。之所以有此导向,与我国在相关领域的困境息息相关:我国当前的探测装备和核心软件几乎全部依赖进口,突破深部探测关键仪器与装备的核心技术;构建航空—地面—深部—海域立体探测装备技术体系等都成为国家实现创新转型的关键环节。

因为多年深入工程实践一线,早在新世纪初,勘探所就已经对国家在相关领域受制于人的痛点深有感触。以“四项国际领先技术”之一——“慧磁”高精度中靶导向系统的研发过程为例。张金昌记得很清楚,那是在2003年期间,勘探所先后承接了几大天然碱矿对接井的工程,其中包括位于土耳其BEYPAZARI天然碱矿对接井工程,它是世界上最大规模采用对接井水溶开采方法的钻井工程。

一开始对接打孔的过程并不十分顺利,为确保工期,他们不得不启用美国的高精密仪器。但美方出于对技术的封锁保密,只高额出租不卖,且配备专门技术服务人员单方操作,拒绝中方人员参与的做法深深地刺痛了勘探所几位该项工程的负责人。

“美国人能做出来的,我们照样也能做出来。”年轻但倔强不服输的他们决定自己上手研制钻孔地下“导航”技术,他们的勇气和决心得到了张金昌和上级领导的鼓励和支持,项目很快得到批复和立项。从电磁信号的反复钻研,到拼接样机的反复试验,最后入地反复调整测试,多次总结升华,“慧磁”终于破鞘而出,使我国成为继美国之后第二个拥有该项技术的国家。值得一提的是,相关技术较美国仪器还有多个创新优势:首创低电压可充电电池供电,可用于煤矿井下等高危作业环境;入井探管直径和长度可完成更小曲率半径的定向井等。

借助慧磁,勘探所在土耳其天然碱矿对接井的工程创新设计并成功实施了双通道四靶点平行井的对接连通,真正实现了地下的“穿针引线”。凭借系统的高精度,“慧磁”还可广泛应用于煤层气、地热等矿产资源的开采中,例如在山西柳林沙曲煤矿使用该系统,把地表钻进的1500m深定向水平孔,与煤矿巷道内钻出的顶角为106°的水平孔成功对接,实现了“点对点”的精准连通。

“穿针引线”“点对点精准连通”……进入张金昌及其团队的技术世界,很多人会发现这是一个充满科技之美的深地钻探世界。除了慧磁之外,勘探所还拥有以“整机零件少、能在恶劣环境下稳定工作、工作寿命长”著称的“液动冲击回转钻探技术”;有“同径取心、一径成孔”,回次取心长度是国内外同径取心3倍以上的“大口径长筒取心钻探技术”;有被誉为钻孔“支架”修复技术之称的小口径膨胀波纹管护壁技术,还有“3500m全液压地质岩心钻机”“车载全液压深井钻机”这两项国内领先技术装备……在科学钻探工程领域,勘探所发挥所长,牵头参与了多项具有重大意义的工程,同样收获了诸多创新成果:

他们牵头实施了迄今亚洲实施的最深大陆科学钻探井——松科二井(CCSD-SK2)工程,借助这一工程开展松辽盆地深部能源资源调查、寻求白垩纪气候变化地质证据、研发深部探测技术等;

他们承担的国家“973”计划项目——松科一井主孔钻探工程首次综合石油钻井技术、水文水井钻探技术等在复杂的沉积地层中成功完成科学钻探工程,进一步丰富了我国的科学钻探技术体系。借助相关技术,他们在大庆地区首次取出的中生界与新生界的沙、泥层交界面,对重新认识松辽盆地形成演化地质记录的完整性、研究区域重大地质事件具有重大意义。

2005年,中国大陆科学钻探工程——科钻一井完钻,标志着我国已经建立起超深钻孔长期观测站。勘探所作为骨干成员单位为这一工程作出了重大贡献,他们研发的液动锤、硬岩取心、绳索取心+螺杆钻+液动潜孔锤三合一、绳索取心+螺杆钻二合一等钻具及硬岩纠斜技术是该工程具有国际先进水平的科学钻探技术体系的核心组成部分。

200810月,勘探所以骨干成员单位的身份参与了科技部国家科技发展支撑项目——汶川地震断裂带科学钻探工程,他们研制的深孔复杂地层取心钻具和长半合管取心技术,对提高高应力极破碎复杂地层的岩心采取率和复杂地层深部综合钻探效率发挥了重要作用。其中,9m超长半合管的应用创世界纪录。

长缨在手,苍龙已缚,史诗新唱。以张金昌为首的新一代勘探所人用他们的勇气和创新谱写着勘探所的新篇章——

 

走向未来

——榜样力量 引领前行

 

“在勘探所多年风风雨雨,我有一个体会,不管周遭形势如何变化,不管我们是事业单位还是企业单位,研究所终究还是研究所,我们就应该要坚守住科技创新的这一阵地,面向实际出能够影响产业格局的创新成果,这才是科研院所不能忘之‘本’,而不是简单、粗放地去改造或加工产品。”总结多年的经验感悟,张金昌如是说。作为带勘探所承上启下的中坚“灵魂人物”,这位以“技术”“管理”齐头并进的当家人自始至终都踏实坚守着一名科研人内心底线,而这其实也是勘探所多年历风雨而不衰的精神内核。

张金昌19591月出生于河北保定市唐县一个木匠工家庭。家风纯朴,却坚持崇文尚读,高中毕业后成为一名高中物理教师。恢复高考的第一年,他凭借扎实的基础,挤过千军万马成为光荣的“77级”一员,终圆梦地质勘探。

带着梦想一路坚持攀爬象牙塔,张金昌先后获得河北地质学院探矿工程专业学士学位和武汉地质学院北京研究生部探矿工程(勘探机械设计)专业硕士学位。进入勘探所后,他仍不懈努力,先后在中国地质大学(北京)和北京外国语学院专修英语和法语,并于1994年到美国密苏里大学石油工程系进修和学习。一步一个脚印,张金昌从一名普通的助理工程师逐渐成长为勘探所的室主任,主管技术的副所长和所长,真金百炼,收获的是实打实的创新成果。多年来,他先后主持完成国家、省部级及市场开发科研项目15项,作为技术骨干参与完成科研项目6项。发表论文30余篇,出版专著7部,参与编写专著2部。

早在1989年,张金昌作为技术骨干参与完成的“水文水井气举钻探新技术研究”成果获推广应用至全国30个省、市、区,并广泛应用于国外水井钻进工程中,产生经济效益数十亿。通过部级坚定,该技术在国内处于领先地位,从而使我国水文水井钻探技术接近国际水平。

2005年起,瞄准社会所需,张金昌带领团队开始将研究重点聚焦在地质岩心钻探技术、科学钻探技术和装备的设计研究工作上,埋首耕耘,硕果累累。其主持完成的地矿部“九五”地勘高新技术研究开发项目“全套管成孔设备、器具及工业研究”填补了国内在该技术领域的空白,达到先进水平。2006年开始又研制成功四种型号的旋挖搓管机,除满足国内需要还出口到俄罗斯、乌克兰、美国等国家。

如果说早期一次又一次的磨练对张金昌来说是通向成功一步又一步的台阶,从事地质机械仪器装备设计及钻探工艺技术相关研究让他和团队迎来了新的“登顶”,他们的研究趋向成熟,系统化、标准化、集成化。地质岩心钻探关键技术与装备使得3002000米以内的全液压岩心钻机形成完整系列,研制成功XJY-850高纲级冷拔无缝合金管材,性能指标达到或超过国际产品标准,而成本仅为进口同钢级产品价格的50%左右,改变了我国钻探制造落后的面貌。20082012年,由张金昌主持负责完成的“科学超深井钻探技术方案预研究”围绕国家实施科学超深井的需求,对实施我国超万米科学钻探工程相关技术与装备的研究开发提出了系统建议,形成了一套满足13000m科学超深井的钻探技术方案,为我国入地计划的实施打下了基础,为超深井关键技术研究指明了方向。

值得一提的是,张金昌及其团队在地质岩心钻探技术及装备领域所获得的成果还形成了1项国家标准和2项行业标准,为我国在相关领域的标准制定工作“发出中国声音”做出了必要贡献。

“先进的装备强硬的是一个国家民族的脊梁。”正因为有此意识,才让张金昌和他所带领的团队坚持自主创新,从而冲破国际垄断,“让更多来自制造强国昂贵的机器价格,开始归于合理”。张金昌有个梦想,就是让他们的“入地梦”融入到“中国的腾飞梦”之中。

榜样的力量鞭策人前行,令人感到欣慰的是,张金昌之外,勘探所里还有很多团队能以之为率的骨干在成长。作为管理者、前辈,张金昌希望带给他们的不仅是方向上的指引、技术上指导和鞭策,还有体贴入微、切入实际的关怀。任所长以来,他和所在的领导班子共同制定了很多与时俱进的奖惩机制,一方面稳住科技创新,另一方面鼓励大家走出去在市场中提炼自己。最重要的还是想方设法帮助新一代年轻技术人员的成长,包括将绩效工资按技术分级,提高年轻技术骨干的待遇;为每个项目配备一个年轻的副负责人,为他们多创造实践和汇报的机会;举办各种交流活动,鼓励他们勇敢创新等。长期关注人才培养,如今,团队已然形成了老中青互帮互带的合理梯队。多年前,曾经在前辈关怀和支持下茁壮成长的张金昌也希望自己能带给年轻人的是这样的鼓励和帮助,从而将勘探所的优势延续下去,延续未来希望。

“到2020年,我国要在深地深海领域……储备一批5000米以深资源勘查前沿技术,显著提升650010000米油气勘查技术能力,争取2030年成为世界地球深部探测领域的‘领跑者’,在优势方向进入‘无人区’的战略计划。” 国土资源部部长姜大明的声音犹在耳畔,伴着理想前行,张金昌表示勘探所的实践之路任重而道远,下一步,他们计划将13000米的超深井钻探技术方案实行下去,一旦实施完成将刷新目前由前苏联保持的12262米的世界纪录;他们还计划进一步力争解决我国及世界海域天然气水合物开采的关键技术难题;拓展慧磁系统在地下热能开发以及在矿山救援井的拓展应用等。蓝图已绘就,奋进正当时。

60年栉风沐雨,给予了勘探所人更加开阔的胸怀和展望。但张金昌斩钉截铁地说:不管时光如何变换,60年也好,80年、100年甚至更久,我们作为国民经济建设的‘侦察兵’,为国家找资源的‘初心’不会改变,就像习总书记说的:“不忘初心,继续前行。”

分享到:
资讯