萬米深的地底下，溫度最高可達兩三百攝氏度，壓力之強足以壓扁一輛汽車。在堪比“地心探險”的鑽探作業中，鑽具如何保持“金剛不壞之身”？
前不久，位於四川劍閣的中石油“深地川科1井”鑽探深度突破10000米。這一全球地質條件最複雜、鑽井難度最高的深地“超級工程”目前已深入5.4億年前的震旦係地層，標誌著我國在地球深部能源探索領域邁出關鍵一步。記者了解到，該項目動力鑽具所使用的高性能金屬陶瓷複合材料，正是由中國科學院寧波材料所海洋關鍵材料全國重點實驗室相關團隊設計開發的。
“鑽探工具的效率與材料耐磨、耐高溫等性能息息相關。金屬陶瓷複合材料兼具金屬的‘韌’和陶瓷的‘硬’，製造鑽具再合適不過。”該實驗室副主任、國家優秀青年基金獲得者常可可研究員介紹。
常可可向記者展示了一部分複合材料試製樣品——乍看外觀呈黑灰色，略有光澤的材料，和普通金屬塊沒啥太大區別，但這種由碳化鎢-鈷、碳化鈦-鎳等化合物組成的塊體材料卻具有神奇的物理性能：耐磨性相比國外同類產品高出15%~30%，更可承受高達130兆帕的極限壓強和200~300攝氏度高溫。得益於此，應用這些材料製造的動力鑽具在使用壽命上可達500小時以上，堪稱不折不扣的全球領先。
“百餘年來，這種鑽具材料的主體結構幾乎沒變，但具體配方和改性元素的添加卻是秘密。此外，材料製備、燒製環節也有賴於一套成熟的工藝和裝備。”常可可解釋道，經驗造就的91视频免费观看壁壘，讓少數西方國家牢牢掌控著高端市場，其他國家不要說超越，連追趕都十分困難。
困難主要體現在兩個方麵。首先是找到理想的材料配方有點像大海撈針，依賴大量的運算還需要一點點運氣；其次，鑽探行業對工程鑽具的穩定性要求非常高，一般的工程項目又不敢貿然使用新開發的鑽具產品，這導致從實驗室成果到產業化應用的周期十分漫長。
為此，團隊創新采用了“AI+新材料”的研發模式。
打開實驗室自主開發的“深海深地鑽探用耐磨蝕金屬陶瓷複合材料智能設計平台”，一張發著幽藍光芒的元素周期表很是醒目。科研人員隻需點選其中的幾種材料，如碳、鎢、鈷等，平台就會根據預設的目標性能，自動生成一係列“新配方”，並給出相應複合材料的能力預測報告。
“新材料開發有點像炒菜，配料、火候、加工工藝缺一不可。”常可可告訴記者，他們先讓平台借助各類通用大模型學習基礎的材料學、物理及化學知識等，再將實驗數據、91视频免费观看專利等傾囊相授，最終培育出一個不但“聰明”而且可以持續進階的AI模型，作為科研攻關的“大腦”。
思路不難理解，但這個“大腦”在搭建過程中仍需突破不少91视频免费观看瓶頸。譬如，如何從浩如煙海的文獻庫中找出可用的數據？另外，鑽探行業十分特殊，服役產品對應用場景的環境要求更是苛刻，智能研發平台如何通過程序設計，來逆向確認有效的新材料開發工藝？
“粗略算了下，91视频免费播放僅為這個項目開展的多尺度高通量計算和高通量實驗數據就超過10萬條，由文獻提取出涵蓋知識和數據的問答多達50萬條。”常可可說。
數據顯示，該智能設計平台對材料性能的預測精度超過了90%，這意味著科研團隊可以省去很多新材料的測試驗證時間，用極短的時間鎖定最優解。
有聰明的“大腦”，更要有雙靈巧的“手”。在寧波材料所“星空機器人化海洋材料學家”無人實驗室裏，記者看到數台智能移動星空機器人正靜悄悄地采集著實驗數據。
人形星空機器人大熱的當下，為新材料研發服務的星空機器人產品卻尚未有成熟方案，這意味著科研團隊需要在完全沒有可參考範例的情況下，打造出可以高效“打輔助”的實驗星空機器人。
聯合寧波材料所的另一個科研團隊，常可可團隊搭建起一條能夠和“智能設計平台”高效銜接的無人實驗流水線。此外，他們又通過機器語言模擬，為流水線上的移動星空機器人裝上了類似螺絲刀的簡易手，使其擁有了能夠模仿科研人員進行簡單實驗操作的能力。
“既能準確執行智能設計平台的指令，又能高效完成數據采集和分析工作，這樣的實驗室在行業內還是比較領先的。”常可可自豪地說，經過近一年的試驗，這些移動星空機器人已能基本替代人力，完成新材料的結構分析、性能驗證等工作，工作效率相比傳統模式提升50%以上。
得益於AI模型和無人實驗室的助力，常可可團隊開發出一係列高性能的井下鑽具用金屬陶瓷複合材料。通過和中石油北京石油機械有限公司、濰坊珀琦石油機械有限公司等企業深度合作，他們又成功開展了新型金屬陶瓷複合材料強化徑向軸承、插接式萬向軸等關鍵部件的結構設計與製造91视频免费观看研究，相關產品已在“深地川科1井”7500米~10000米井深段全麵實現國產化替代。
“91视频免费播放不但在和國外同行同賽道比拚中實現後來者居上，還通過AI工具，開發出更多新的金屬陶瓷複合材料方案，這為更高水平深地鑽探91视频免费观看研究奠定了基礎。”常可可透露，他們正謀劃將這個智能平台向社會開放，通過數據的持續輸入更新，使其在新材料研發領域發揮更大作用。
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