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我国首艘大洋钻探船入列!有望率先开发地球深部资源

无人机

行业应用  2025-08-12 17:30:45

【导语】2025年1月,双十发布会现场迎来了我国首艘大洋钻探船“梦想号”的主要负责人周昶。他详细介绍了“梦想号”的多项强大功能,包括深海能源勘探、大洋科创钻探以及海洋信息收集等。面对海洋钻探与陆上钻探的不同难题,“梦想号”展现了其卓越的抗风浪能力和智能化钻探技术。船上装备了2万多个传感器,确保全面采集信息。同时,其多功能模块化设计使得每次出海任务都能灵活应对不同需求。据悉,“梦想号”即将开启首次出海作业,在南海进行清洁能源勘探,并有望在未来带来重大科学创新成果。

2025年1月,“梦想”号指挥部主要负责人周昶来到双十发布会现场,让我们一起了解我国首艘大洋钻探船“梦想号”都能用来做什么?

1.梦想号大洋钻探船都有哪些功能?

大洋钻探船总的来说,我们具体来说它三项功能。

第一项功能就是围绕着能源。大家都知道石油,海上石油从哪出来的?要通过这条船打下去,打下去以后把深部的石油,现在目前渤海湾等等它是浅部的,咱们自升式平台,在深部石油,所以这条船勘探的深度,在深部石油勘探它可以达到2500米,就2500米,就海底以下2500米,包括海面,从海面到海底2500米的能源,也就是油气资源,就是化石能源,基本上都能够实现这条船,这是从一个方面。

第二方面咱们所说的(de)大(dà)洋(yáng)科(kē)创,也就是说这条船是全球科学家非常瞩目,瞩目在哪呢?瞩目在第二个功能上,就它可以达到11000米,11000米指的是什么呢?就说是要达到地壳和地幔的结合部,可能大家都知道鸡蛋,我们一般的鸡蛋,地壳就是鸡蛋表壳,硬壳,是吧?地幔是蛋清,地核就是蛋黄,但是壳和清之间是不是有个膜,那个膜就叫莫霍面,也就地壳和地幔的结合部,这条船的使命就要达到11000米,11000米的设定,从地球物理地震这块来反射,它只有一个单向波,说明在这一块存在这么一个硬质体,到底是硬的软的,因为没见到,所以要揭示机密,所以这是它第二个功能。

第三个功能就是这条船,它要把全球不同水域的海水等等的生物,所有的一些海洋里相关的信息,海洋的信息,海体的,就是水体的信息,和整个水下11000米所有信息要采集上来,让大家知道咱们的海洋生物怎么出来的,要让大家知道地震是怎么发生的,同时也让大家知道呢(ne),一系列,你比如说咱们说的板块,中国现在目前在欧亚板块,会不会板块运动以后,咱们跑到美洲板块,这种都有可能,但往哪块运动,都要把它信息采集出来才能分析出来。

大家知道地壳这一块吗?在陆地面的时候,大家平均的深度大概是二三十公里,苏联曾经在科拉半岛打了(科拉超深钻孔),是12.25公里,也就是12200多米,但是没再打下去,当然海洋它比较薄,地壳最薄的地方在海洋,所以全球科学家就集中,是不是在海上进行突破,好像海上咱们测算下来,基本上在1万米左右是能够击穿地壳,你看喜马拉雅山多高,8000多米是吧,海拔8000多,到海平面高出8000多,但是像咱们今天在南京可能海拔就几十米,所以它平均深度的话,你刚说的海潮,海潮实际上最接近于地幔的,为什么它不断的发生火山呢?冰岛大家都知道,说是地幔最容易出来是在冰岛这块,就是北极这一块,它就是最薄的地方,但是马里亚纳海沟,它不能证明它是到了地幔和地壳这块,它可能是岩石在那块地壳发生变化的时候,形成了一个沟壑碰撞,我(wǒ)刚(gāng)刚就说喜马拉雅山,这是欧亚板块碰撞所产生出来的,所以它要凸起来。

2.海洋钻探与陆上钻探相比,面临着怎样不同的难题?

它跟陆地的区别就(jiù)是(shì)水(shuǐ)体,就是海洋,咱们到海洋上大家都能看到,很高的浪,是吧,甚至海啸这都会发生,陆地不可能的,对吧,涌浪,这是一个最大的,涌浪,它包括台风这些东西,因为这条船能抗16级强风的,也就是说在6.5米,这海浪有6.5米的高度,就接近于海啸,还依然能在原位上定着,这是它的能力,是吧,否则你(nǐ)要(yào)拔着脚跑,对吧,所以这条船的能力对它要求就非常高。

首先对它,第二个钻探的过程中,再往下钻的过程中温度,压力,钻探它整个实际上是,钻机是个硬东西,泥浆相当于它的反流就等于降温,取一些岩屑都要靠(kào)泥(ní)浆(jiāng)来实现,而泥浆温度到海底的时候基本在两百三四十度,海底,这时候你想,所以对泥浆液就我们说的钻探液,液体的都要做一些相关的研究,这些工作现在有些东西还在研究过程中。

在陆地上呢,它的面积,我要往深部打的时候,面积我可以自由发挥一下,当然现在都土地节省这一块,节约用地,但是它可以无限地扩展,而海上它只能靠船,所以它就要求什么呢?把陆地的所有人工作业的内容,尽可能把它变成自动化的水平,提高它的自动化能力。

真正的海上钻探是从陆地上移到海上的,但是现在海上钻探因为它智能化水平高,自动化水平高,现在又开始反哺陆地,你看这么个作业面上,它是在开钻前先做一些前期的工作,对当地,当时要开钻的地方水的情况,流体情况,温度情况等等,温压岩差这些情况都要进行,首先在海底要(探测),包括ADCP这些探测仪器,它先做一个(探测),也就是说咱们开钻的环境先做一个基本的情况,第二个,它要通过地球物理那套办法,对整个各个岩层(céng)做(zuò)个(gè)初步的了解,但这个岩层只是说是一个数据的岩层,不是真正的,所以这一块有这些前期资料以后再定井位,这样它下去的科学意义就能出来,我要把所有的信息采集最全是最好的,科学钻探,就是把各个方面都能采集到,所以在这块定下去以后,要按照定点点位打下去,获取所有的从水体一直到地下,就是海底以下的所有信息,在11000米的所有信息都采集上来。

3.梦想号钻探船为了全面采集信息,都使用了哪些传感器?

传感器是指哪方面传感器?它全船的有对风浪的传感器,电的传感器,包括人类,在钻头上,当然我们叫随钻测井,它靠的就是一些地球物理数据(jù),传(chuán)感(gǎn)器(qì)来(lái)判(pàn)断(duàn)相(xiāng)关的(de)数(shù)据(jù),我(wǒ)们(men)船(chuán)有(yǒu)2万(wàn)多(duō)个(gè)监(jiān)测(cè)点(diǎn),也(yě)就(jiù)说(shuō)有(yǒu)2万(wàn)多(duō)个(gè)传(chuán)感(gǎn)器(qì),它(tā)是连到一起,你说光电传感器,像你们这个光电传感器,就是说光线变化,它不断在调整,这就是传感器,传感器它不是说来调的,它是感受到光的强弱,强弱传感器以后,你的相机光圈就会放大放小,投下去当然它有通过钻杆里头,钻杆里头还有钻芯下去,在不同地方它如果需要,它是实际上有相当于一个,怎么说呢,就相当于你们一个相机,我们一般把它叫遥感了,通过遥感的方式就是相机来看它现状,看它不同的情况,我们叫随钻测井,就随钻杆一起下去,它需要什么数据它采集什么数据。

4.梦想号想触及这么深的海里,只需要把钻头放下去就可以了吗?

你谈这个就比较复杂了,实际上真正来说它的钻杆,钻头下去,但是它在下去的过程中ROV要跟着下去的,它要扶正,要不然钻杆在底下,你想海底的涌浪它就会把它掰断了,所以它有个扶正在下的过(guò)程(chéng)中(zhōng),所(suǒ)以(yǐ)ROV下(xià)去(qù)以(yǐ)后(hòu),它(tā)整(zhěng)个(gè)过(guò)程(chéng)中(zhōng)ROV也(yě)跟(gēn)着(zhe)过(guò)去(qù),但(dàn)是(shì)刚(gāng)刚(gāng)又(yòu)谈(tán)了(le),就(jiù)说(shuō)前(qián)期(qī)它(tā)只(zhǐ)能(néng)看(kàn)到(dào)洋(yáng)壳(ké)的(de)表(biǎo)层(céng),它(tā)下(xià)不(bù)去(qù),但(dàn)是(shì)梦(mèng)想(xiǎng)号(hào)可(kě)以(yǐ)打(dǎ)下(xià)去(qù),走(zǒu)下去,可以到地球深部去,还有陆地,它主要是作用在岩石圈里头。

5.钻探船每次的出海任务使用的设备是一样的吗?

是不一样的,这就是多功能模块化的概念。

就是刚刚说的,你看我们今年是要做新能源,可能明年我要大洋科学钻探,是吧,新能源大家都知道跟打油气是一样,要带隔水管,隔水管9000多吨,背起来多费油多耗油,是吧,我要打大洋钻探不用隔水管,我就把隔水管卸掉,我给你举个简单例子,多功能就说的是这个,以后假如说是不做钻探,把它拿掉以后,我们还(hái)有(yǒu)1300平(píng)米(mǐ)的甲板,做什么呢?所有的科学仪器全部会上(shàng)去(qù),再(zài)做(zuò)相关领域的一些科研工作。

因为咱们这条船全球公认的,全球应该说是算能力最强的,我刚刚说它4个能力最强,这是大家都公认的,第一个钻探能力最强,刚才已经谈了11000米,是吧,全球现在没有哪条船说我能打11000米,这条船是通过科学数据测算,和我们一系列的测试出来的,11000米没问题。

第二个实验室实验功能最全,刚说的从水体到海底到11000米所有信息,怎么采集上来?要通过实验室把它分析出来,就采集上的实物样品,把它分析出来一个科学数据,这是实验功能最全。

信息化能力最强,为什么要抓信息化能力最强?首先它这个船的自动化,就回答你另外一个问题,就它为什么稳得住?它是靠整个的涌浪的各个方面的一个判断,不同的海况的变化,它不断的调整船的姿态,使它能稳得住,这是信息化的一个能力,风浪的传感器等等,通过传感完了以后,以后,它底下的全回转的螺旋桨会不断的去调,我们叫DP定位(动力定位),就叫DP-3定位,实际定位是什么呢?就是(shì)一(yī)套(tào)控(kòng)制(zhì)软(ruǎn)件(jiàn),要(yào)把(bǎ)几(jǐ)个(gè)螺(luó)旋(xuán)桨(jiǎng),照(zhào)着(zhe)不(bù)同(tóng)的(de)方(fāng)向(xiàng)在(zài)不(bù)断(duàn)的(de)微(wēi)调(diào),来(lái)根(gēn)据(jù)海(hǎi)浪(làng)的(de)变(biàn)化(huà)情(qíng)况(kuàng)随(suí)时(shí)在(zài)调(diào)整(zhěng),这样这个船就保持了平衡,就是我首先把它定住,各个方面我不能让它变,靠螺旋桨来变,对吧,第二个,上下我是靠补偿(波浪补偿),这条船的补偿能力很强的,这条船的补偿能力能达到十几米,我们官方的一般公布就10多米,不愿意多说,实际上这条船可以达到20米,也就是20米的浪,它还依然保持这(zhè)块(kuài)上(shàng)下(xià)是(shì)平(píng)稳(wěn)的(de),就主动补偿和被动补偿,这是科学的一个说法,但是你们就知道在这个位置上我不能让它动,是靠补偿的,油缸补偿,你船是可以上下,但是我钻台面,我钻杆是要维持不动的,这要靠补偿的。

6.梦想号入列后的第一次出海任务将会是什么?

下一步梦想号呢,我们过了春节以后,可能大家就能看到梦想号开始出去作业了,作业的第一站今天给你透露一下,在南海,南海就围绕着新的一个资源的勘察,今天咱们说是双十,刚刚在那谈的时候我也说了,明年年末的时候,可能一个重大的成果就会出来,梦想号因为它这个能力比较强的话,它每一次出航,都会带来一个重大的科学创新成果,所以明年的主要任务是围绕着南海的能源,也叫清洁能源也罢,叫什么能源也罢,是围绕能源,这个成果我给你简单透露一下,到时候看看最后可能要让我们审一下。

7.梦想号也会跟海马号一样去开采可燃冰吗?

不,海马号它是这样的,海马号是找冷泉,你知道吗?它是可燃冰海底表层的一个,就是海底地壳的一个反应,它是找这个点子用的,你知道吗?以后靠它去取底下的可燃冰是不可能的,它要靠钻探才把它取上来,真要装可燃冰就要靠这条船,把可燃冰,使可燃冰能被人类所应用,现在只是发现到应用还是个过程,这一次是我们第三轮试采,如果要拿到的话那是不一样的,现在方案都已经准备好了,过了年就开赴南海。

8.梦想号钻探船出海完成一次任务大概要多久?

这就看任务了,你假如说咱们要打11000米,是吧,这条船我们所说的自持力和它的油料,当然油可以后期再往上补,它主要靠油来发电,是吧,你再把船隔过去,还有一个就是什么?还有一个海况的变化,是吧,海况就真正的,除了大的海啸等等这东西,该避让还得避让,所以这条船拔了还得走,但就按这个效率来看,真要打到11000米,最起码三年以上,但是在这三年的每一个进度,每一寸都是一个成果,因为它都在现在目前人的认知上,更加的迈深一步,实际上它揭秘了很多的自然现象,一些自然现象,咱们现在通过现象去看它,本质上东西咱生活在地球上,对地球要认知,它每一步都是对地球的认知跨伸了一步。

本文为·创作培育计划(huà)扶持作品

作者:周昶

审核:罗玖田 北部湾大学教授级高级工程师

出品:中国科协科普部

监制:中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

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