中國首口超萬米科探井創亞洲紀錄背后的超硬材料突圍戰——中國“地下珠峰”登頂

剛柔并濟，上天入地！放心，這不是什么炫酷的雜技表演，這是一項“硬”科技...

2月20日，中國首口超萬米科探井——深地塔科1井在地下10910米勝利完鉆，成為亞洲*、世界第二垂深井并先后創造了全球尾管固井“*深”、全球電纜成像測井“*深”、全球陸上鉆井突破萬米“*快”、亞洲直井鉆探“*深”、亞洲陸上取芯“*深”等五大工程紀錄。這是我國繼“深空”“深海”之后，在“深地”領域取得又一重大進展。

攻克萬米難，絕非一家獨角戲。這一成就不僅標志著我國深地勘探技術邁入國際前列，更揭示了超硬材料在高端裝備與能源安全中的核心作用。從牙輪鉆頭到國產聚晶金剛石復合片（PDC）鉆頭，從政策扶持到產業鏈協同創新，中國超硬材料產業正以“硬核”實力支撐國家戰略需求。

超硬材料突破：萬米深井的“破巖利器”

深地塔科1井的鉆探堪稱“地質迷宮中的極限挑戰”。鉆探過程中，塔里木盆地地質構造復雜，萬米地層溫度超200℃、壓力達145MPa，全井在鉆探過程中，會遇到12套不同巖性和壓力層系的地層，傳統鉆頭難以應對，需要克服超重載荷、井壁失穩、工具失效、地層井漏等困難。尤其是萬米之下，鉆桿柔軟得像面條，常規鉆探工具、傳感器失效，地層硬度“爆表”，入井載荷高達665噸。

而我國的PDC鉆頭憑借金剛石復合片的高硬度、耐磨性和抗沖擊性，成為攻克超硬地層的“神兵利器”。"鋼鐵穿甲者"金剛石鉆頭——這是鉆探工作的“鐵齒銅牙”，采用先進復合材料的智能切削結構，配合動態壓力補償系統，在8000米超深井底以下使用的鉆頭均為國產PDC鉆頭，以每分鐘30米的極限速度穿透堅硬巖層，較傳統鉆頭相比，其抗壓強度可承載“8頭10噸大象立于指甲蓋”的極端壓強，大大提高了鉆探效率與使用壽命。

這一技術突破背后，是超硬材料產業鏈的全面升級。而這一變革的起點可追溯至1963年，中國*顆人造金剛石的誕生，鉆頭逐步進入“超硬時代”。1982年，PDC（聚晶金剛石復合片）鉆頭問世，再到2025年塔里木超深井戰場，國產鉆頭正上演逆襲。PDC鉆頭采用“滾動牙輪+固定刀翼”混合破巖結構，適應軟硬交錯地層，機械鉆速提升40%，頁巖鉆進速度提升500%，中國超硬材料鉆頭技術的升級和國產化替代進程近年來取得顯著突破。

中國超硬材料鉆頭技術已從“跟跑”邁入“并跑”，在萬米級超深井、智能鉆探等場景實現領跑，未來將向更極端環境與更高性價比方向深化發展。

政策驅動：從“工業牙齒”到“高端制造脊梁”的戰略躍遷

超硬材料被喻為“工業牙齒”，是國家制造業升級與能源安全的關鍵支撐。近年來，國家戰略規劃與頂層設計紅利持續釋放。《“十四五”原材料工業發展規劃》明確將超硬材料列為戰略性新材料，重點支持其在高端制造、能源勘探、航空航天等領域的應用。政策強調突破深海鉆探裝備、航天器耐高溫部件、深地資源開采工具等核心技術，推動超硬材料在“三深”領域的產業化應用；《關于推動未來產業創新發展的實施意見》將超硬材料納入未來產業重點方向，鼓勵其在深空探測（如衛星光學器件、火箭發動機涂層）、深海裝備（如耐高壓傳感器、深海機器人切割工具）等前沿領域的研發與轉化；2024年商務部出臺的兩用物項出口管制政策，加大對核心技術的管控輸出，推動產業鏈自主創新，保障深海、深空領域關鍵材料技術的自主可控。在區域產業集群與產業鏈協同層面，河南省依托《制造業高質量發展規劃》，打造鄭南商許*超硬材料集群，形成了全球*為完整的超硬材料產業體系，重點支持培育鉆石、金剛石半導體等功能化材料，服務于深空通信器件、深海探測傳感器等高端需求。

中國超硬材料政策體系以“自主創新+產業協同”為核心，通過頂層設計、技術攻關、產業集群等方面，全面覆蓋深海、深空、深地領域的戰略需求，在“三深”領域的應用邊界將進一步擴展，助力國家搶占全球科技競爭制高點。

未來展望：深地經濟與全球競爭的新賽道

深地塔科1井的完鉆，不僅打開了萬米油氣資源寶庫，更標志著中國超硬材料產業步入“深地經濟”時代。隨著《前沿材料產業化重點發展指導目錄》的推進，超硬材料在深空、深地、深海及能源安全領域展現出多維度的技術價值與應用潛力，進一步鞏固其在國家戰略資源與工業升級中的核心地位。

在深空探索領域，金剛石憑借其超高硬度和化學穩定性、耐熱性和抗沖擊性，航天器防護與精密制造、高超音速飛行器與發動機發揮至關重要的作用；在深地勘探與開采領域，作為石油天然氣鉆探的核心工具，支撐深地礦產資源的可持續開發，其耐磨性和高溫穩定性可提升深地鉆探效率。在深海探測領域，金剛石鉆齒在深海極端環境中具有極高的適應性，耐受高壓、腐蝕環境，還可以在海洋工程與安全方面，保障深海探測器與作業平臺的結構安全；而在能源安全與可持續發展方面，超硬材料在清潔能源技術中具有較強的可塑性和多功能化應用。然而，挑戰猶存，亟需一步強化基礎研究與國產替代。

從“地下珠峰”登頂到“*半導體”探索，超硬材料產業的崛起印證了中國制造向“大國重器”的轉型邏輯。政策引導、技術攻堅與產業鏈協同的三重驅動下，超硬材料不僅是深地鉆探的“破巖尖刀”，更是國家搶占新材料制高點、保障能源安全的戰略基石。未來，隨著“深空”“深海”“深地”三維戰略的深化，超硬材料必將在中國科技自立自強的征程中，書寫更璀璨的篇章。