中国首口超万米科探井创亚洲纪录背后的超硬材料突围战——中国“地下珠峰”登顶

刚柔并济，上天入地！放心，这不是什么炫酷的杂技表演，这是一项“硬”科技...

2月20日，中国首口超万米科探井——深地塔科1井在地下10910米胜利完钻，成为亚洲*、世界第二垂深井并先后创造了全球尾管固井“*深”、全球电缆成像测井“*深”、全球陆上钻井突破万米“*快”、亚洲直井钻探“*深”、亚洲陆上取芯“*深”等五大工程纪录。这是我国继“深空”“深海”之后，在“深地”领域取得又一重大进展。

攻克万米难，绝非一家独角戏。这一成就不仅标志着我国深地勘探技术迈入国际前列，更揭示了超硬材料在高端装备与能源安全中的核心作用。从牙轮钻头到国产聚晶金刚石复合片（PDC）钻头，从政策扶持到产业链协同创新，中国超硬材料产业正以“硬核”实力支撑国家战略需求。

超硬材料突破：万米深井的“破岩利器”

深地塔科1井的钻探堪称“地质迷宫中的极限挑战”。钻探过程中，塔里木盆地地质构造复杂，万米地层温度超200℃、压力达145MPa，全井在钻探过程中，会遇到12套不同岩性和压力层系的地层，传统钻头难以应对，需要克服超重载荷、井壁失稳、工具失效、地层井漏等困难。尤其是万米之下，钻杆柔软得像面条，常规钻探工具、传感器失效，地层硬度“爆表”，入井载荷高达665吨。

而我国的PDC钻头凭借金刚石复合片的高硬度、耐磨性和抗冲击性，成为攻克超硬地层的“神兵利器”。"钢铁穿甲者"金刚石钻头——这是钻探工作的“铁齿铜牙”，采用先进复合材料的智能切削结构，配合动态压力补偿系统，在8000米超深井底以下使用的钻头均为国产PDC钻头，以每分钟30米的极限速度穿透坚硬岩层，较传统钻头相比，其抗压强度可承载“8头10吨大象立于指甲盖”的极端压强，大大提高了钻探效率与使用寿命。

这一技术突破背后，是超硬材料产业链的全面升级。而这一变革的起点可追溯至1963年，中国*颗人造金刚石的诞生，钻头逐步进入“超硬时代”。1982年，PDC（聚晶金刚石复合片）钻头问世，再到2025年塔里木超深井战场，国产钻头正上演逆袭。PDC钻头采用“滚动牙轮+固定刀翼”混合破岩结构，适应软硬交错地层，机械钻速提升40%，页岩钻进速度提升500%，中国超硬材料钻头技术的升级和国产化替代进程近年来取得显著突破。

中国超硬材料钻头技术已从“跟跑”迈入“并跑”，在万米级超深井、智能钻探等场景实现领跑，未来将向更极端环境与更高性价比方向深化发展。

政策驱动：从“工业牙齿”到“高端制造脊梁”的战略跃迁

超硬材料被喻为“工业牙齿”，是国家制造业升级与能源安全的关键支撑。近年来，国家战略规划与顶层设计红利持续释放。《“十四五”原材料工业发展规划》明确将超硬材料列为战略性新材料，重点支持其在高端制造、能源勘探、航空航天等领域的应用。政策强调突破深海钻探装备、航天器耐高温部件、深地资源开采工具等核心技术，推动超硬材料在“三深”领域的产业化应用；《关于推动未来产业创新发展的实施意见》将超硬材料纳入未来产业重点方向，鼓励其在深空探测（如卫星光学器件、火箭发动机涂层）、深海装备（如耐高压传感器、深海机器人切割工具）等前沿领域的研发与转化；2024年商务部出台的两用物项出口管制政策，加大对核心技术的管控输出，推动产业链自主创新，保障深海、深空领域关键材料技术的自主可控。在区域产业集群与产业链协同层面，河南省依托《制造业高质量发展规划》，打造郑南商许*超硬材料集群，形成了全球*为完整的超硬材料产业体系，重点支持培育钻石、金刚石半导体等功能化材料，服务于深空通信器件、深海探测传感器等高端需求。

中国超硬材料政策体系以“自主创新+产业协同”为核心，通过顶层设计、技术攻关、产业集群等方面，全面覆盖深海、深空、深地领域的战略需求，在“三深”领域的应用边界将进一步扩展，助力国家抢占全球科技竞争制高点。

未来展望：深地经济与全球竞争的新赛道

深地塔科1井的完钻，不仅打开了万米油气资源宝库，更标志着中国超硬材料产业步入“深地经济”时代。随着《前沿材料产业化重点发展指导目录》的推进，超硬材料在深空、深地、深海及能源安全领域展现出多维度的技术价值与应用潜力，进一步巩固其在国家战略资源与工业升级中的核心地位。

在深空探索领域，金刚石凭借其超高硬度和化学稳定性、耐热性和抗冲击性，航天器防护与精密制造、高超音速飞行器与发动机发挥至关重要的作用；在深地勘探与开采领域，作为石油天然气钻探的核心工具，支撑深地矿产资源的可持续开发，其耐磨性和高温稳定性可提升深地钻探效率。在深海探测领域，金刚石钻齿在深海极端环境中具有极高的适应性，耐受高压、腐蚀环境，还可以在海洋工程与安全方面，保障深海探测器与作业平台的结构安全；而在能源安全与可持续发展方面，超硬材料在清洁能源技术中具有较强的可塑性和多功能化应用。然而，挑战犹存，亟需一步强化基础研究与国产替代。

从“地下珠峰”登顶到“*半导体”探索，超硬材料产业的崛起印证了中国制造向“大国重器”的转型逻辑。政策引导、技术攻坚与产业链协同的三重驱动下，超硬材料不仅是深地钻探的“破岩尖刀”，更是国家抢占新材料制高点、保障能源安全的战略基石。未来，随着“深空”“深海”“深地”三维战略的深化，超硬材料必将在中国科技自立自强的征程中，书写更璀璨的篇章。