作者:郑金武 来源:中国科学报 发布时间:2021/5/23 12:49:24
选择字号:
中科深源:软硬结合,探索“深浅”

 

为了勘探埋藏在地下深部的油气资源,石油工人往往要背负沉重的地震检波器等设备,深入戈壁大山进行布线,采集地球物理数据。“探测装备极度依赖进口;成本高,一套设备动辄千万至上亿元;设备有缆连接,传感器接入数量有限,野外作业不方便”,是如今油气勘探中地震勘探设备的现状。

打破油气勘探装备国外垄断,开发小型化、便携式、低成本的“节点地震仪”,是中国科学院地质与地球物理研究所(简称“中科院地质所”)工程师李学良多年来的心愿。经过潜心研究,李学良团队形成了“节点地震仪”的技术积累,并带领团队创办了北京中科深源科技有限公司(简称“中科深源”),致力于“节点地震仪”相关技术成果转化和应用。

“目前,我们已有近12万个节点地震仪部署在野外。”业务不断走向成熟之际,今年3月,中科深源入驻中科智汇工场。李学良表示,希望借力中科智汇工场这一平台,在融资、管理、创新等方面实现跃升,使国产自主的地震勘探设备早日迈入国际市场。

李学良在办公室。郑金武摄

瞄准行业需求痛点

李学良曾在中海油工作,之后进入中科院地质所开展博士研究生学习,毕业后留所工作。在生产单位和科研单位工作的双重经历,让李学良对油气勘探的生产需求和科研问题都有较深入的了解。

在油气资源勘探过程中,需要在野外布设检波器等设备,并采用人工地震的方式,收集勘探区的地球物理信息,分析油气藏所在的地层位置。为此,石油工人往往要背负沉重的检波器和数据采集设备,深入戈壁或大山进行布设。

常规地震仪都是通过缆绳链接,一个检波器可称为“一道”,一条24道的小型工勘地震仪,每道成本在1万元左右。而一套石油用的万道有缆地震仪,进口价可达上亿元。同时,相对于大规模高密度调查而言,即便是万道地震仪,其检测面积也显得十分有限;要开展大区域调查,获取高精度地层地球物理信息,就需要重复布设检测设备,工作繁重且效率低下。

“除了这些检测装备,用于对野外采集数据进行分析研究的专业软件,也一样高度依赖进口,且价格十分昂贵。”李学良表示。

随着我国浅层资源勘探程度越来越高,为保障国家能源和矿产资源安全,为经济发展保驾护航,需要开展深部找矿,例如油气越来越多往5000米以下的深层、超深层寻找,而矿产更多开始往300米以下的地层或地表难以到达的艰险盲区寻找。油气和矿产资源的“攻艰探盲”,对勘探设备提出了更高的要求。

同时,随着城市的发展,城市地下0~100米的空间结构如何,急需进行全面深入了解。只有全面了解地下空间结构,才能为城市地下空间规划、设计、发展提供可靠依据,为城市安全提供技术保障。

“一深、一浅等勘探问题十分特殊,需要大力发展适合解决中国问题的装备和技术。”李学良说。

软件和硬件两手抓

中科院地质所工作期间,李学良有幸参加了一系列国家重大科研计划。

“这锻炼了我的研究能力,提升了理论水平,为后来创业过程中解决技术问题打下了基础。”李学良曾参与地震传感器和高密度地震勘探方法方面的研究,创业后在节点地震仪和地震频率成像算法研究正得益于此。

2015年前后,李学良和团队瞄准深部找油找矿等问题,研究开发了宽频节点地震仪,实现了有缆采集设备“无缆化”的突破,大幅降低了勘探装备成本,打破了勘探装备国外垄断的局面。

“现实中,我国很多科研成果放在实验室,没有转化成生产力。这些成果让企业转化,又面临很多技术细节需要迭代优化、要大量资金投入等问题,生产单位往往难以承担。”为此,李学良与团队决定自己创业,打造一家在国际上有竞争力的地震检测设备公司。

2017年,李学良带领团队创立了国勘数字地球(北京)科技公司,开始进行宽频节点地震仪的技术迭代和市场化工作,在设备硬件方面取得了重要进展。开发的系列宽频节点地震仪和三分量短周期地震台站产品,设备轻便,适合大规模、高密度部署,可广泛应用于我国能源、矿产、工程勘探等领域。

但产品研制仅是一方面,更重要的是要对节点地震仪采集的数据进行分析应用。为此,2020年,李学良推动了国勘数字公司与其他软件开发团队进行了整合,创立了中科深源公司。

由中科深源开发的“地学大数据云计算平台”,是一个可商品化应用的地学大数据云计算平台,具有大数据存储管理和地震、电磁法等云计算算法和处理软件。

“软硬结合,形成了中科深源业务的重要两翼。”李学良介绍,在硬件方面,节点地震仪已实现进口替代,且产品自主研发自主可控;自研的高精度有源力反馈宽频传感器(1-240hz)达到国际领先,在能源矿产勘探和工程勘察领域已经开始有规模部署运用,性能指标稳定可靠。

中科深源开发的一体化三分量宽频地震采集站,处于国际领先地位,已基本可以替代进口产品,灵敏度也很高,配合天然地震观测可实现超深层探测;在工程应用中达到了千道级的使用,配合天然源地震频率成像算法可用于500米以浅的城市精细勘探、复杂艰险地区地质构造调查等。

在软件方面,中科深源积极开发专家算法的成果转化平台,形成了大数据增值服务能力。

李学良与中科深源开发的节点地震仪系列产品。郑金武摄

“一深一浅”两条腿走路

在业务领域,中科深源向“一深”“一浅”两个方向拓展。

聚焦振动传感器与地震探测方法研究,中科深源持续为能源、矿产攻艰找盲提供更高精度、更便携、更低成本的技术和装备。“我们的节点地震仪,成本实现了大幅降低;一个产品就是一道,无需通过线缆连接,工人手提着就能布设;数据传输也十分方便,今后随着4G/5G等通信技术的融合,将实现数据的无线传输。”李学良介绍。

“将来坐在北京的办公室里,我就可以实时接收四川大山里某一个节点地震仪获取的数据。”李学良表示,中科深源正在加大产品技术创新攻关,以使产品更轻便、布设更简单、获取数据更高效,改变过去依靠工人在野外艰苦工作的局面。

近年来,城市地下空间高精度探测的需求越来越高,0-100米埋深高精度无损探测一直是国际研究重点,由于成本或探测精度的原因,当前主要以钻探为主。中科深源研究了配套设备和算法,积极将业务从能源矿产勘探领域拓展到城市地下空间,进入城市、矿山安全监测,桥梁、隧道、重大建筑物健康监测,环境监测等领域。

中科深源开发的地震频率成像技术,可有效解决0-500米地下空间精细探测的问题。“这相当于是给城市地下空间做高精度CT,不需要传统的震源激发,利用交通等产生的噪音就可实现,绿色环保,不扰民。”李学良表示,这些技术可用于城市地下空间探测,包括溶洞、断层探测,以及道路塌陷、滑坡等地质灾害调查,为机场、铁路、公路、水电站建设实施精细地层结构探查。

在成都市,中科深源已经开展了5平方公里地下空间探测项目,对成都市地下空间的分层结构进行精细分析,将来可为城市规划、设计、环保提供依据。在三亚市,中科深源和武汉地质调查中心联合开展了“透明三亚、智慧三亚”试点工作,建立了三亚市中心城区地下100米以浅三维地质结构模型,支撑服务三亚市地下空间安全利用与管理。

努力向国际市场进军

“成果转化是科研和生产之间的一条河,难度大,需要技术、资金、市场几方面配合,通过大量的试错、迭代,才能获得一个国际领先的技术产品服务社会。这是一点一滴积累的过程。”谈及科研人员创业,李学良感触颇多。

“创业最大的感受,首要是活下去,需要解决技术、资金、市场和管理等几大方面的问题。”李学良说,创业一方面充满了挑战和不确定性,另一方面也充满了希望和成功的高回报,因此创业要慎重。“期盼政府和中科院在鼓励科研人员创业时,在考核、资金、人才等方面,有更进一步的支持力度和政策倾斜,特别是针对年轻学生创业,希望设立类似于自然科学基金一样的创业资助基金。”

目前,中科深源已经走上了良性发展的轨道。但在李学良看来,中科深源要实现跨越发展,对于一个技术团队仍然面临着融资、国际市场开拓、管理创新等多方面挑战。

今年3月,中科深源入驻中科智汇工场。这是中科院科技创新发展中心与北京市海淀区政府共同打造的面向中科院的成果转化基地,拥有数千平米的成果展览展示平台,还可提供融资咨询、管理服务等。

“我们需要资金支持和市场推广指导,中科智汇工场提供了一个很好的平台,既方便和各投资者交流,也方便和各级政府、相关使用单位交流。”李学良表示,通过与其他技术公司交流,容易形成合力和交叉新领域,为各创业单位提供发展新动力。

“比如我们跟椭圆时空公司达成战略合作,这是一家发展自有卫星星座、提供‘遥导通’服务的公司,将他们的卫星技术和节点地震仪结合,可推动产品在地灾监测应急安全方面的运用。”李学良表示。

业务规模提升和国际市场开拓,需要资本的助力。在中科智汇工场协助下,中科深源已与相关基金公司开展了交流洽谈,李学良打造一家有国际竞争力的公司的梦想,正在一点一点变为现实。

对于中科智汇工场总经理柳海永而言,培育入驻企业不断成长,也是中科智汇工场的追求和目标。“我们将为创业企业提供产业资源对接与地方市场资源对接、项目包装及整体品牌推广等全方位支持,在地方、企业、投资机构和科研机构之间搭建高效联动平台,促进科技成果落地,探索符合中国科学院科技成果转移转化的新模式。”

 
版权声明:凡本网注明“来源:中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品,网站转载,请在正文上方注明来源和作者,且不得对内容作实质性改动;微信公众号、头条号等新媒体平台,转载请联系授权。邮箱:shouquan@stimes.cn。
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
江门中微子实验探测器主结构安装完成 这种导电聚合物可让光线扭曲
塔里木盆地顺北油气田再获“千吨井” 人工智能发现100万年前人类用火的证据
>>更多
 
一周新闻排行
 
编辑部推荐博文