寧波材料所研發多元金屬陶瓷復合材料 助力深地工程突破萬米

　　【儀表網 產業報道】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”，標志著我國在地球深部能源探索領域邁出關鍵一步。
 

　　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，井下動力鉆具關鍵運動部件及其復合材料在高溫、高壓極端環境下的服役可靠性面臨嚴峻挑戰。中國科學院寧波材料技術與工程研究所海洋關鍵材料全國重點實驗室金屬基復合材料AI創制團隊在常可可研究員的帶領下，開發了人工智能AI輔助的耐溫/耐磨蝕金屬陶瓷復合材料性能預測與成分設計模型(預測精度>90%)，包含高通量預測、單點預測、成分優化、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間，結合深鉆材料智能創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、摩擦學等關鍵性能指標較現役三元材料體系提升15~30%，為耐高溫螺桿鉆具研發提供了關鍵材料支撐。
 

　　在國家重點研發計劃(2022YFB3706600)、中國科學院“智能科學家”、寧波市“科創甬江2035”重點研發計劃(2024Z138)、海洋關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、插接式萬向軸等關鍵部件結構設計與制造技術研究，形成發明專利10余件、制定標準1項。研制的系列耐高溫螺桿鉆具產品在深地川科1井7500~10000米井深段全面實現進口替代，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計與深地重大工程應用