深海钻探，水深刷新“海牛Ⅱ号”真牛(科技视点)

　　深海矿产资源丰硕，中下钻米发现、海牛Ⅱ号钻研它们，天下需要经由水下钻探取患上样本。记实在种种取样方式中，超米海底钻机以其钻探老本低、水深刷新功能高、中下钻米样品扰动小、海牛Ⅱ号易操作等优势，天下成为备受喜爱的记实高技术装备。

　　不久前，超米我国自主研发的水深刷新“海牛Ⅱ号”海底大孔深保压取芯钻机零星，在超2000米深水中，中下钻米乐成下钻231米，刷新了深海海底钻机的天下记实，标志着我国在该规模抵达天下争先水平。

　　看似轻捷，实则本领特殊

　　钻探到200米如下，象征着我国实际上具备陆地资源全拆穿困绕的勘探能耐

　　“海牛Ⅱ号”由湖南科技大学教授万步炎领衔研发。万步炎介绍，“海牛Ⅱ号”由海底钻机本体、海底原位探测仪、挪移式海底钻机配套收放零星等部份组成。“其中，钻机本体概况上是一个橙黄色、八边形的钢质妄想，高7.6米，‘腰围’10米，体重12吨，是当初我国水中最重的地质勘探科考装备。”

　　看似轻捷的“海牛Ⅱ号”，在海底干起活来却很锐敏。它的“刀兵”是身上的78根钻杆，每一根3米长，像左轮手枪的子弹同样部署在圆盘之上。操作时，经由圆回旋转，机械手取杆上膛，把钻杆一根根钻进岩层。

　　钻头至关于“海牛Ⅱ号”的犄角，由金刚石以及硬质合金等质料制成。科研职员妄想了差距种类的钻头，有的针对于硬岩地层，有的适用于聚积岩软岩地层。

　　“海牛Ⅱ号”是在4月7日刷新的天下记实。万步炎见告记者，当天，经由约两个半小时下潜后，“海牛Ⅱ号”抵达水深2060米的海底。实现姿态调解后，“海牛Ⅱ号”随即睁开目的层保压取芯钻探作业。约15小时后，钻进孔深抵达海底果真231米。

　　除了钻患上深，“海牛Ⅱ号”尚有一项独门特技——保压取芯。这是勘探可燃冰等某些海底矿产的关键。万步炎介绍，在淡水压力下，可燃冰呈“冰”状，它一旦并吞其适宜的淡水深度，就会因压力减小而酿成气体挥发。因此，艰深深海钻机无奈取样可燃冰，惟独在坚持海底地层至关压力的形态下，能耐做到。

　　此前，全天下海底钻机的最大钻孔深度妄想能耐为200米，而实际保压取芯作业最深只抵达135米，“海牛Ⅱ号”则大大刷新了这一记实。

　　经由钻探取样合成，可能清晰矿藏储量、条理以及埋藏形态，为尔后开采勾勒出一幅“藏宝图”。“钻患上越深，能勘探的资源就越多。”万步炎说，争祖先类发现的、具备商业开采后劲的陆地矿产资源，根基上在海底200米之内。钻探到200米如下，象征着我国在实际上具备了陆地资源全拆穿困绕的勘探能耐。

　　凭证《散漫国陆地法条约》，公海资源归全人类共有，资源开采权艰深凭证谁勘探、谁优先的纪律。业内专家展现，“海牛Ⅱ号”是我国深海钻探的一把 “利剑”，它的出鞘，使我国在海底固体矿产资源钻研以及开拓上多了一分技术优势。

　　并吞多个技术难题

　　所无关键技术均为自主研发，当初已经取患上125项专利

　　深海压力大、温度低，“海牛Ⅱ号”要在重大的情景中，顺遂实现钻机收放、姿态调解、耐压密封、钻杆及芯管接卸、自动测控等一系列操作，技术难度颇为大。

　　据万步炎介绍，“海牛Ⅱ号”主要并吞了全程保压绳索取芯、钻管存储与钻杆快捷接卸、智能化与专家操作零星、海底钻机清静坚贞下放以及接管等技术难题。

　　钻探历程中，某一段实现保压取芯并不难，难的是全程保压。针对于这一下场，科研职员不断多年攻关，经由大孔深遥控全孔全程保压绳索取芯，接管了初创的岩芯管全长直接密封保压取芯道理、技术与工艺，最终实现为了海底钻机小口径大孔深高效、高坚贞全孔全程保压取芯。

　　万步炎说，“海牛Ⅱ号”很“智慧”。科研职员为它量身定制了良多传感器配置装备部署。这些传感器，融会了团队多年的海上实地钻探履历。到了海底，钻头会凭证地层性状情景，快捷自动分说并自顺应调解钻进方式与参数，处置了海底钻机与配套取芯工艺对于海底重大地层的顺应性难题，从而大幅后退了钻探功能、取芯率以及取芯品质。

　　患上益于自动化、智能化的妄想，一总体即可在母船上实现“海牛Ⅱ号”操作。“海牛Ⅱ号”在钻孔取芯的同时，还无能“兼职”：原位探测岩石的电阻率、孔隙率，给孔内周边岩石摄影等。

　　在海底钻机收放装置的妄想以及工艺上，团队处置了因母船摇晃导致海底钻机与收放装置对于齐与挨近难题、易爆发侵略碰撞的下场，实现为了海底钻机水中自动校对于收放方位、垂直翻转历程自动抱紧海底钻机功能，后退海底钻机收放功能以及收放历程的清静性与坚贞性。

　　值患上一提的是，“海牛Ⅱ号”所无关键技术均为自主研发，当初已经取患上125项专利。

　　研制“海牛Ⅱ号”，依靠的是我国国家重点研发妄想“深海关键技术与装备专项”课题。针对于“海牛Ⅱ号”，使命书有三大目的，即作业水深良多于2000米、钻进深度不低于200米、保压乐成率不小于60%。令万步炎欢喜的是，本次海试短缺验证了“海牛Ⅱ号”的妄想功能，并超预期实现为了使命目的。

　　未来还将不断优化

　　挑战万米级水深地质钻探取样，是团队接下来的目的

　　“海牛Ⅱ号”并非“横空降生”，而是20多年功亏一篑、不断研发的服从。2000年，万步炎团队开始研发深海海底钻机。3年后，团队做出了我国首台深海浅层岩芯取样钻机，并在海底下钻0.7米，取患上首个岩芯样品。

　　2010年，这个团队研发的深海深孔岩芯取样钻机，又把海底钻探深度增长到20米。2012年，“海牛Ⅱ号”的前身——“海牛号”研制名目正式启动。2015年，“海牛号”在3000米淡水下下钻了60米。由此，我国成为天下上第四个具备能在水深大于3000米的海底妨碍60米钻探技术的国家。

　　如今，我国多条陆地科考船装备了万步炎团队缔造的专利配置装备部署，并在深海钻孔1000多个。

　　海底钻机的睁开，与我国海底资源勘探历程详尽相连。万步炎见告记者，1999年从前，中国不能耐研制大型深海机电装备，只能从外洋租借配置装备部署。其后，我国抉择自主研发深海钻探配置装备部署。万步炎团队迎难而上，接下了这项使命。他们简直从零起步，不断试探，奋勇攻关。

　　近些年来，我国日益看重陆地技术装备研发。深海海底钻孔技术，对于其余深海装备制作技术具备很强的辐射性，可能建议相关规模的研发。万步炎说，10多年前，科考船上根基所有配置装备部署都是进口的，如今国产装备抵达80%以上，未来这一比例将越来越高。

　　万步炎展现，团队将进一步优化深海钻探配置装备部署功能，提升它的情景顺应能耐、作业功能以及智能化水平。此外，他们还妄想增长“海牛Ⅱ号”量产，在海底油气采场以及海下风电场建树与工程地质勘查规模奉背运用。

　　之后，“海牛Ⅱ号”还在海上使命。深度逾越万米的马里亚纳海沟，至今不人类妨碍海底钻探作业。“挑战万米级水深地质钻探取样，是咱们团队接下来的目的。”万步炎说。