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從“地殼一號”到倣生鑽頭

  • 發佈時間:2015-06-18 01:31:24  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  他是國務院政府特貼獲得者,國家新世紀“百千萬人才工程”獲選者,曾被評為國土資源部“百名跨世紀科技人才”等榮譽稱號。

  他先後主持國家“863”項目、科技部國際合作項目、國家自然科學基金和省部級各類科研項目40余項,先後獲得多個獎項。

  他以第一發明人共獲得專利100余項,出版專著4本,公開發表學術論文200余篇。

  他就是吉林大學建設工程學院院長孫友宏。

  同時作為吉林大學“國土資源部複雜條件鑽進技術開放研究實驗室”和地熱資源勘探開發教育部工程研究中心主任,孫友宏在油頁巖地下原位裂解技術領域,研發了三種具有自主智慧財産權的地下原位轉化技術,它們是:近臨界水地下原位轉化技術、局部化學反應法原位裂解技術和高壓—工頻電加熱原位裂解技術,它們已成功地在實驗室內實現了産油和産氣。孫友宏特別是針對中國特殊的油頁巖埋藏特點,研究了一種更高效環保的新技術TS-A法,並在吉林省農安縣開展油頁巖原位裂解先導試驗工程,取得明顯效果。

  為滿足我國地殼探測工程的需要,孫友宏採用了“改造成熟技術——自主研發核心技術——整合關鍵技術”的創新思想和科學理念,由吉林大學自主設計、四川宏華石油設備有限公司製造生産的我國首臺萬米大陸科學鑽探設備——“地殼一號”萬米鑽機于2011年12月20日通過國家驗收。

  孫友宏自主研發了“地殼一號”萬米鑽機配套的全液壓頂驅、自動送鑽系統和鑽桿自動處理系統等核心技術,大幅度提升“地殼一號”鑽探平臺系統的自動化、智慧化水準。“地殼一號”標誌著我國地學領域對地球深部探測的“入地”計劃取得重大階段性進展,使我國成為繼前蘇聯和德國之後世界上第三個擁有實施萬米大陸鑽探計劃專用裝備和相關技術的國家。目前,該鑽機已在“松科2井”成功應用,並將服役3年。

  為解決硬岩鑽進技術難題, 孫友宏首次提出將倣生耦合理論與技術應用到鑽頭設計中。倣生耦合理論是向自然界生物學習抽象出對科學技術具有指導意義的原理,是倣生學理論之一。他從材料、結構和表面形態入手,結合倣生耦合技術進行鑽井鑽頭的科學研究。通過大量現場試驗表明,倣生鑽頭的效率和使用壽命得到較大提高。

  此外,孫友宏還首次提出倣生自再生理念。通過對土壤動物長期觀察發現,不管土壤動物在土壤中如何工作,其皮膚和爪趾能始終保持完好,原因在於土壤動物的皮膚和爪趾在磨損或蛻皮後還能繼續生長,具有自再生的功能。這一發現對從事鑽探工作的研究人員來説意義重大。他受到土壤動物這種蛻皮原理和自再生原理的啟發,提出了“倣生自再生”概念。

  為解決陸地凍土帶天然氣水合物鑽探取樣技術難題,孫友宏研發了一整套具有自主知識主權的冷鑽熱採天然氣水合物技術,突破了國外對我國水合物鑽探取樣技術的封鎖,在孔底冷凍取樣技術和脈衝蒸汽熱採技術方面為國際首創,在泥漿強制製冷技術方面填補了國內空白,為我國陸地天然氣水合物的重大發現和成功試開採提供了技術支撐,並做出了重要貢獻,獲教育部2014年度技術發明一等獎。

  迄今為止,孫友宏先後獲得國家級教學成果二等獎1項,國土資源部科學技術一等獎2項,二等獎1項,教育部技術發明一等獎1項,吉林省科技進步二等獎1項,吉林省教學成果一等獎1項,二等獎1項。獲得美國發明專利2項,中國發明專利42項,大部分專利已得到應用,論文中SCI檢索論文20余篇,EI檢索論文27篇。

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