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“海牛”更牛了:多位院士专家点赞 看好应用前景

引领我国最先进海洋装备的自主研发和制造 多项关键技术国际领先

作者:文/唐亚慧 滕茜茜 张林海 图/唐亚慧 来源:党委宣传部 发表日期:2018-11-22 浏览次数:

 

11月20日,中国海洋工程咨询协会在北京主持召开了“海牛号”深海海底深孔钻机系统与取芯技术科技成果评价会。由11位院士专家组成的评价委员会专家组,通过审阅相关材料、听取汇报、质询讨论,对我校万步炎团队“海牛号”项目的技术创新给予了高度评价。

大赞“海牛”国内引领,多项关键技术国际领先

  当前,建设海洋强国已成为国家层面的重大战略决策。世界主要海洋强国竞相发展海底钻机技术与装备,海底钻机技术竞争白热化。相比而言,我国起步较晚,基础相对薄弱,发展需求十分迫切。

  “海洋装备技术是我们国家的短板,是我们走向海洋的一个重要制约,”国务院参事、国土资源部原总工程师张洪涛跟记者透露,“‘海牛’赶在国家最需要的节骨眼上,引领我国最先进海洋装备的自主研发和制造,在深水勘探装备上做出了振奋人心的成果。”

  自从2003年团队成功研制出我国第一台深海浅层岩芯取样钻机起,并成功在海底下钻0.7米,开启了我国自主研发深海钻机的历史。十五年来,从2米、5米、20米到60米、90米……“海牛”首席科学家万步炎带领团队攻克了深海遥控/自动绳索取芯与薄壁钻杆快速可靠接卸存取技术,以及适应深海复杂环境的高精度远程测控系统,研发成功了国内首套海底深孔钻机系统,其适用水深超3000米、钻深能力90米,多项关键技术和经济指标优于国外的最新一代海底钻机。“海牛”越钻越深,也越钻越多,目前已在太平洋海底钻下了1000多个“中国孔”。

  根据评价委员会院士专家的评审,“海牛”的技术创新“牛”在几个方面:“钻探深度”牛去年,团队通过独特的工艺技术将“海牛”钻深能力由60米扩展至90米,为国际领先;“取芯效率”牛,海底沉积物平均取芯率超过80%,硬岩平均取芯率超过90%,大幅优于国外同类钻机。海底绳索取芯技术节省80%的水下辅助作业时间,作业效率提高5倍以上; “操控模式”牛,在全自动模式下,海底钻探作业可实现一键智能操作,自动控制水平国际领先。而且仅8.3吨的机重即实现90米的钻深,为今后更多功能和更大钻深能力的钻机留下更多发展空间;“成本控制”牛,相比于钻探船方式,海底钻孔取样作业成本仅为钻探船的1/10-1/20。可搭载在2500吨级小型科考船,较国外同类钻机降低母船使用成本40%以上;同时后甲板作业更安全。

  “海牛”评价委员会主任、中国工程院院士、油气钻井工程专家苏义脑评价说:“‘海牛号’项目成果研制难度大,系统复杂,技术成熟可靠,拥有我国自主知识产权并成功应用,总体技术达到国际先进水平,其中取芯技术、实际最大作业水深、平均取芯率、作业效率处于国际领先水平。”

看好“海牛”应用前景,在战略资源、地质勘探领域已有实际成效


  21世纪是海洋的世纪,海洋成为国际竞争的主要领域。《联合国海洋法公约》规定公海资源归全人类共有,资源开采权一般遵循谁勘探、谁优先的规则。随着我国陆地资源日渐贫乏,而海洋资源潜力巨大,海底地质科学研究、海底地质调查与资源勘探形势十分紧迫。

  “对于国家级战略资源如可燃冰等,‘海牛号’承担了非常重要的先驱性工作,而且许多科学家的愿望可以通过‘海牛号’装备得以实现。我个人领导可燃冰研究20余年,当我了解到‘海牛号’有这个能力的时候,表明我们对可燃冰的开发,包括它的环境监测和保护都有了一个新的手段,这个手段目前在国际上看具有最高的地位,最高的水平。”张洪涛高度看好“海牛”应用前景。

  据了解,“海牛”自2015年起在中国科学院海洋研究所、青岛海洋地质研究所、中海油田服务股份有限公司等多家单位进行了应用,出色完成了2016、2018年度海底天然气水合物(可燃冰)勘探和2017年我国首个超千米深水天然气田-陵水17-2深水天然气田工程地质勘察任务,取得了前所未有的实际效果。“这3年来,我们一直使用‘海牛’进行勘探任务,成果实践证明,‘海牛号’钻机系统整体性能稳定可靠,取芯质量好,岩芯取芯率超高,节省了大量的勘探成本。”中海油研究总院院长、教授级高工陈伟评价。 

    此外,2015年、2018年,“海牛号”先后搭载“海大号”科考船,所获海底沉积物样品为古地理环境研究及地质年代判定、海底微生物生命科学、海底沉积及动力环境等研究提供重要的科学依据。

    “做地质研究工作,需要一个连续性比较好的柱状沉积物,‘海牛号’可以连续取样,经测量,也将海域沉积层编年地质史由以前的3万年提高到30万年,这样的大轨道尺度,让科学家能进一步了解地球环境变化情况。‘海牛号’适用于不同的海域地层上,包括有软泥、非固结流砂、脆硬岩石交错出现复杂地层等,‘海牛’都钻透了,在我国没有其他钻机能做到这一点。”青岛海洋地质研究所研究员蔡锋对“海牛”应用前景充满信心。

期望 “海牛” 加快研发,为海洋强国战略发挥更大作用

  多年来,我国许多海洋地质和环境科学家只能利用ODP、IODP等项目开展相关海洋地质合作研究,大洋资源调查也仅仅是使用海底浅层岩芯钻机实现钻孔深度数米的海底浅表层取芯钻探,我国海底资源钻探和深海地质工程勘探取芯作业完全靠巨资租用国外钻探船来完成。

  与会院士专家纷纷表示,在海洋领域,我们过去一直强调海洋科学,没有强调海洋装备,导致海洋科学完全依赖国外的装备技术,如今国家重视并推进海洋技术装备,在后续的发展中,海洋工程技术发展将要超过海洋科学的发展。深海海底钻孔单项技术其实对其他深海装备制造技术具有很强的辐射性,可以带动相关领域研发“整体前进”。建议“海牛”尽快申请国际专利,搭建团队与相关领域研究人员之间的沟通平台,让深海钻孔技术更好地服务于相关领域的科研工作,以推动海洋、地质、装备制造业科研发展。

    “希望充分宣传和大力支持‘海牛号’团队,使他在国家级战略资源勘探、在海洋考察方面发挥更大的作用。很钦佩团队其中的一批优秀人才,对海洋装备的研发是目前当务之急,更当务之急的是人才的培养。希望通过团队继续努力,壮大团队力量、加快研发进度,‘海牛号’可以达到更高水平。” 张洪涛预言。

    专家们期待“海牛”为我国深海资源开发、海洋地质与环境科学研究,推动海洋强国战略、智能制造强国战略、创新驱动发展战略做出新的更大贡献。

    “当前,‘海牛’正朝着230米乃至更深的钻进深度进发,国家重点研发计划具有保压取芯功能的‘海牛2号’正在研发之中,进展顺利,预计新一代钻机2020 年海试。”万步炎信心满满地与记者说。

 

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