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從“地殼一號”到仿生鉆頭

  • 發(fā)布時間: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(wù)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。

  他先后主持國家“863”項目、科技部國際合作項目、國家自然科學(xué)基金和省部級各類科研項目40余項,先后獲得多個獎項。

  他以第一發(fā)明人共獲得專利100余項,出版專著4本,公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文200余篇。

  他就是吉林大學(xué)建設(shè)工程學(xué)院院長孫友宏。

  同時作為吉林大學(xué)“國土資源部復(fù)雜條件鉆進技術(shù)開放研究實驗室”和地熱資源勘探開發(fā)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(shù)領(lǐng)域,研發(fā)了三種具有自主知識產(chǎn)權(quán)的地下原位轉(zhuǎn)化技術(shù),它們是:近臨界水地下原位轉(zhuǎn)化技術(shù)、局部化學(xué)反應(yīng)法原位裂解技術(shù)和高壓—工頻電加熱原位裂解技術(shù),它們已成功地在實驗室內(nèi)實現(xiàn)了產(chǎn)油和產(chǎn)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(huán)保的新技術(shù)TS-A法,并在吉林省農(nóng)安縣開展油頁巖原位裂解先導(dǎo)試驗工程,取得明顯效果。

  為滿足我國地殼探測工程的需要,孫友宏采用了“改造成熟技術(shù)——自主研發(fā)核心技術(shù)——集成關(guān)鍵技術(shù)”的創(chuàng)新思想和科學(xué)理念,由吉林大學(xué)自主設(shè)計、四川宏華石油設(shè)備有限公司制造生產(chǎn)的我國首臺萬米大陸科學(xué)鉆探設(shè)備——“地殼一號”萬米鉆機于2011年12月20日通過國家驗收。

  孫友宏自主研發(fā)了“地殼一號”萬米鉆機配套的全液壓頂驅(qū)、自動送鉆系統(tǒng)和鉆桿自動處理系統(tǒng)等核心技術(shù),大幅度提升“地殼一號”鉆探平臺系統(tǒng)的自動化、智能化水平。“地殼一號”標志著我國地學(xué)領(lǐng)域?qū)Φ厍蛏畈刻綔y的“入地”計劃取得重大階段性進展,使我國成為繼前蘇聯(lián)和德國之后世界上第三個擁有實施萬米大陸鉆探計劃專用裝備和相關(guān)技術(shù)的國家。目前,該鉆機已在“松科2井”成功應(yīng)用,并將服役3年。

  為解決硬巖鉆進技術(shù)難題, 孫友宏首次提出將仿生耦合理論與技術(shù)應(yīng)用到鉆頭設(shè)計中。仿生耦合理論是向自然界生物學(xué)習(xí)抽象出對科學(xué)技術(shù)具有指導(dǎo)意義的原理,是仿生學(xué)理論之一。他從材料、結(jié)構(gòu)和表面形態(tài)入手,結(jié)合仿生耦合技術(shù)進行鉆井鉆頭的科學(xué)研究。通過大量現(xiàn)場試驗表明,仿生鉆頭的效率和使用壽命得到較大提高。

  此外,孫友宏還首次提出仿生自再生理念。通過對土壤動物長期觀察發(fā)現(xiàn),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,原因在于土壤動物的皮膚和爪趾在磨損或蛻皮后還能繼續(xù)生長,具有自再生的功能。這一發(fā)現(xiàn)對從事鉆探工作的研究人員來說意義重大。他受到土壤動物這種蛻皮原理和自再生原理的啟發(fā),提出了“仿生自再生”概念。

  為解決陸地凍土帶天然氣水合物鉆探取樣技術(shù)難題,孫友宏研發(fā)了一整套具有自主知識主權(quán)的冷鉆熱采天然氣水合物技術(shù),突破了國外對我國水合物鉆探取樣技術(shù)的封鎖,在孔底冷凍取樣技術(shù)和脈沖蒸汽熱采技術(shù)方面為國際首創(chuàng),在泥漿強制制冷技術(shù)方面填補了國內(nèi)空白,為我國陸地天然氣水合物的重大發(fā)現(xiàn)和成功試開采提供了技術(shù)支撐,并做出了重要貢獻,獲教育部2014年度技術(shù)發(fā)明一等獎。

  迄今為止,孫友宏先后獲得國家級教學(xué)成果二等獎1項,國土資源部科學(xué)技術(shù)一等獎2項,二等獎1項,教育部技術(shù)發(fā)明一等獎1項,吉林省科技進步二等獎1項,吉林省教學(xué)成果一等獎1項,二等獎1項。獲得美國發(fā)明專利2項,中國發(fā)明專利42項,大部分專利已得到應(yīng)用,論文中SCI檢索論文20余篇,EI檢索論文27篇。

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