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海牛Ⅱ号
5 C' h" A, D. F& d9 X+ M- a/ ? 在南海超2000米深水成功下钻231米……4月7日23时左右,湖南科技大学领衔研发的我国首台“海牛Ⅱ号”海底大孔深保压取芯钻机系统刷新了世界深海海底钻机钻探深度。
4 {6 Z, s4 o. P6 h/ \ 这一深海试验的成功,填补了我国海底钻探深度大于100米,具备保压取芯功能的深海海底钻机装备的空白,标志着我国在这一技术领域已达到世界领先水平。
; S6 N2 Q- I! v, g- b, K( a0 X( o 4月3日,“海牛Ⅱ号”搭载海洋地质二号科考船从广州港口出发,抵达目标工区并开展深海作业联调联试。海试作业于7日上午6时左右进行,8时30分,“海牛Ⅱ号”成功坐底在水深2060米的海底,在海底完成姿态调平后,进行了约15个小时的目标层保压取芯钻探作业。
! r3 F0 l* z$ K. n5 d6 b 据悉,“海牛Ⅱ号”海底大孔深保压取芯钻机系统是我国重点研发计划“深海关键技术与装备专项”课题,目标是研制作业水深不小于2000米,钻探深度不小于200米,保压成功率不小于60%,可有效满足我国海底天然气水合物(可燃冰)资源勘探的海底大孔深保压取芯钻机系统。 5 n% {! v" r' f
“海牛Ⅱ号”钻机本体高7.6米,腰围10米,体重12吨,水下重量10吨,是目前我国水下重量最重的地质勘探科考设备。它看似庞然大物,到了海底“海牛Ⅱ号”就像一条泥鳅一样灵活。“相比较于目前世界上深海海底钻机海底100余米的最大钻探深度,“海牛Ⅱ号”本次海底目标层保压取芯钻探深度达到231米,更是意义非凡。
! l7 U! F0 ]/ O( q+ @6 r* Y/ N “海牛Ⅱ号”是目前世界上唯一一台海底钻探深度大于200米的深海海底钻机,它采用全新的基于海底钻机绳索取芯技术的水合物保压取芯原理、保压取芯技术与工艺、轻量化设计技术、以及海底复杂地层智能钻进专家系统,使得钻探效率、取芯质量、保压成功率显著提高,钻机重量较国外同类钻机大幅减少,水下收放作业难度大幅降低,这次深海试验的成功,意味着我国在该技术领域已达到世界领先水平。
# o: q# n" \- W' h4 r2 m, y 我国研制“海牛”,起步于2015年前后,我国863计划海洋技术领域项目“海底60米多用途钻机系统技术开发与应用研究”。也是2015年,达世界先进水平的60米海底深孔岩心钻机“海牛”面世,首次南海试水,迈向深蓝。当时,“海牛”在3000米海水深处,再往地底下“钻”60米,用于矿产资源勘探最后一步的“钻探”。
/ U3 g% _3 e2 ^; A8 m2 j! ~ 此后的2017年,万步炎团队将针对存在于800米到2000多米深度的海底层“可燃冰”,开发“保压取芯勘探系统”。 ' M/ n: c# R8 Z1 q
他解释,在特殊的海水深度与压力下,可燃冰呈现“冰”状。但可燃冰一旦离开其适宜的海水深度,就会变成气体挥发。因而,普通深海钻机不适合取样可燃冰。只有在保持同等压力的状态下,将可燃冰取出。这就需要研制“保压取芯勘探系统”。“研制成功的话,预计最大钻进深度能力将达230米,能充分满足可燃冰勘探需求。但是至少,我们要实现两个突破。一个是从60米到230米的钻孔深度的突破,另一个海底保压取芯技术的突破。”
5 j& m2 ?% O: s k 万步炎当年的愿望,今天得已成功实现。
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