钻向深海万米

转自:人民政协报

“梦想”号

11月17日,拥有最大11000米的钻深能力、由我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号在广州正式入列。习近平总书记发来贺信指出,“梦想”号海试成功并正式入列,标志着我国在深海进入、深海探测、深海开发上迈出了重要一步,是建设海洋强国、科技强国取得的又一重大成果。

“梦想”号全长179.8米,宽32.8米,排水量42600吨,是我国目前吨位最大的科考船,续航力可达15000海里,自持力120天,载员180人。它的稳定性和结构强度按16级超强台风安全要求设计,可在6级海况下正常作业,具备全球海域无限航区作业能力。它的入列意味着我国有了海上移动的“国家实验室”,有望实现“打穿地壳、进入地球深部”的科学梦想。

钻探船“有国籍”

地球从地壳、地幔到地核深藏着无数秘密。有科学家形象地说,如果把地球比喻成一个鸡蛋的话,目前人类对地球的研究,仍还在“蛋壳”上。

习近平总书记指出:“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题。”

长久以来,科学家们就梦想打一口超深的钻井,去看看地球里面究竟有什么。而打穿地壳与地幔的分界面——莫霍面,取得上部地幔的样品了解地球内部一直是未解的难题。莫霍面在大陆之下约30至40公里,在大洋之下约6至7公里;也就是说,从深海向下钻探,更容易达到和突破莫霍面。

此外,深海蕴藏着极为丰富的矿产、油气和生物资源,向深海探索也成为各国谋求发展的重要举措。

大洋钻探是深海探测领域难度最高、挑战最大、最为关键的核心技术,是海洋强国的实力象征。

在此之前,世界上只有分属美国、日本的两艘大洋钻探船,掌握着国际大洋钻探的主导权。我国每年只能购买高额“船票”才能参与其中,且无法自主组织航次。

科学无国界,但钻探船“有国籍”。向海图强的中国,迫切需要拥有一艘我们自己的大洋钻探船。

2017年,中国地质调查局积极献言,提出建设天然气水合物钻采船,兼具大洋钻探功能的构想,得到了党中央、国务院的高度认可。

当年12月,大洋钻探船正式立项。经自然资源部、国家发展改革委、科学技术部等七部委共同谋划,大洋钻探船的建造于2020年5月完成初步设计,2021年年底正式启动。由国家发展改革委、自然资源部负责建设,自然资源部中国地质调查局负责具体组织实施,联合中国船舶集团等多家单位完成设计建造任务。

我国海洋地质事业迎来新的起点。

集智攻关 啃下硬骨头

要制造一艘这样的大船并不容易——既要满足天然气水合物勘查试采、大洋科学钻探等多项功能,又要实现“打穿莫霍面”这个国际上努力了几十年都未曾实现的科学目标,还要经济运行。没有先例可循,难度可想而知。

时间紧、任务重,建造团队打破了传统的单线建造模式,建立了设备采购、生产设计、船舶建造“三驾马车”并驾齐驱的工作方式。

困难不只这些。建造初始,国产高压泥浆泵首次上船“水土不服”、泥浆混合设备布置不下,电缆长度从800公里增加到1200公里,整整多了一半……难题接踵而至。

怎么办?揭榜挂帅!

几年间,建造团队组建了12个攻坚团队,国内外150家参建单位协同攻关,集智聚力,啃下一块又一块硬骨头——

针对这艘船,我国在国际上首次提出“小吨位、多功能、模块化”的设计理念,要用一艘4万吨级的船舶,去实现国际上2艘6到8万吨船舶的功能。

为了实现这些要求,“梦想”号的核心装备——钻采系统自主设计集成是唯一的道路。

设计团队深入全国钻井一线,几年间,走遍了国内油田,访遍了装备企业,逐步摸清了系统原理和设备配置,完成了钻采系统作业能力论证,联合设计院开发了全球首台兼具油气勘探和岩心钻取功能的液压举升钻机,具备4种钻探模式和3种取心方式,可满足大洋钻探取心和深海资源勘探等不同作业需求;同时综合钻探效率、硬岩钻进能力大幅提升,成为实现全球科学家“进入地球深部”科学梦想的“神兵利器”。

船上还布置建成了覆盖全海洋学科主要方向的9大功能实验室,涉及微生物、海洋科学、天然气水合物、地球物理、钻探技术等,总面积超3000平方米;研制了全球首套岩心自动存储转运系统;建成了“船舶智慧大脑”,可实时汇聚分析2万余个监测点数据,实现作业智能监测、实验智能协同、健康智能保障、船岸智能融合,用信息化给“梦想”号插上翅膀。

新时代地质青年启航地

盛夏的广州,酷暑难耐,在充满噪声、粉尘的建设现场,只转一圈,面罩滤网就全黑了,身上的工作服干了湿、湿了又干。就是在这样的环境下,1000多个日夜,3000多名建造者,不论寒霜酷暑,“梦想”号的建造从未停歇。

2024年10月1日,中华人民共和国75周年华诞。茫茫南海之上,波澜壮阔,气象万千。一艘大船破浪而行,五星红旗在船顶迎风飘扬,如燃烧的火炬,闪耀在碧海蓝天之间。

这正是我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号在海上综合试航的一幕。

作为大洋钻探船驻厂监造团队的一员,“95后”的汪明鑫参与见证了“梦想”号诞生的全过程。他还记得,当初到国外钻井平台去学习,外国的核心设备中国人碰不得,学不得,不能参与任何核心业务,只能在外围打转。

“那一刻,我深深体会到,要实现独立自主,要真正深入海洋、探索海洋,必须把装备和技术牢牢地把握在自己手里。”如今,站在自己参与建造的大船上试航,汪明鑫满怀豪情,“‘梦想’号将成为我们新时代地质青年的启航地。”

据统计,这个平均年龄只有35岁的建造团队,在不到4年的时间里,让“梦想”号完成了相当于海工船舶十余倍、科考船舶数十倍的建造工程。

为探索海洋贡献中国力量

随着这艘承载着全人类认识海洋、保护海洋和开发海洋共同梦想的船舶正式“启航”,院士专家们也对它的未来寄予厚望。

中国科学院院士翦知湣表示,如今,新一轮国际大洋钻探计划即将启动。我们有了自己的大洋钻探船,中国科学家要努力加强原创性引领性深海科技攻关。

中国科学院院士戴民汉认为,要把“梦想”号转化为汇聚全球科学智慧的开放共享平台,建立国际化的运营体制和保障体系,群策群力,共同推进基于重大装备的科学计划。

据了解,当前新十年阶段的国际大洋钻探计划即将启动。有专家认为,“梦想”号将为我国自主组织航次提供关键装备保障,由中国牵头的新一轮国际大洋钻探计划有望由此发起,将推动我国大洋钻探由参与向主导的跨越式转变;同时,将推动我国与其他国际大科学计划深度合作与交流,为人类共同探索海洋与地球的奥秘贡献中国智慧和中国力量。

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