|
看点 “海牛Ⅱ号”本次海底目标层保压取芯钻探深度达到231米，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。但最早它达到的深度却只有0.7米，从0.7米到231米之间的进步，背后是科研人员18年的坚持不懈和辛勤努力，这种坚持到底的精神非常值得我们的孩子学习和效仿。0 A w5 O$ `+ R8 V3 H
北京时间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，在南海超2000米深水成功下钻231米，刷新世界深海海底钻机钻探深度。
& t4 |( _7 V# X  -1-名叫“海牛”，确实牛/ h+ O* `% }$ a
' |4 @5 Q$ f& }9 s “海牛Ⅱ号”是首台“海底大孔深保压取芯钻机系统”。 , o q' E7 p: ^( U/ r6 T$ F
名字叫“牛”，总是有能拿得出手的一技之长吧。
( h$ }! l y* y+ S- E1 O; |: ] 
1 U, S, x1 W o) f9 x' i 
9 f9 d: D. m9 \- m
别说是它，就说它之前能钻60米深度的“海牛”号吧，也是有几个“牛”点的： - l9 a5 i: q7 |
“操控”牛。“海牛”整机自动控制水平较高，基本上可以做到傻瓜式操作。这样一来，对操作工人的技能培训要求就很低了。
{; |! G) D8 k7 ? “体重”牛。整机的重量仅为8.3吨，而国外超过50米深度的钻机，重量都在10吨以上，而节省的重量意味着“海牛”具备更大的发展潜力。 2 s7 e+ D! S- f, E9 H
“功能”牛。“海牛”不仅可以用来钻孔取芯，即钻取岩心送到实验室检测，还可以原位探测岩石的电阻率、孔隙率，以及给孔内周边岩石拍照等。原位探测，其结果较取芯送实验室测试更为准确。“海牛”不仅可钻硬岩还可以用来钻取稀软的海底沉积物。 ' R/ I! t4 c# H7 [0 p2 D8 D
“效率”牛。团队完全自主研发的“绳索取芯”关键技术。同样打60米孔，以前需要4-5天时间，现在可缩短为20多小时，大大提高了作业效率。 2 c& t0 i3 w0 S$ ^, h+ j
“价格”牛。一旦“海牛”海试通过，这样的国产化装备，价格就可以比进口设备降低一半至2/3。
) P$ I& p" S! s2 }$ V 
) ^5 b: {' h+ G5 f* S( k 如今，从60米一下破了231米的纪录，“海牛Ⅱ号”相比“海牛”来，更是一代更比一代牛啦！
) c& c- z9 O- S7 v G% l “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，是目前中国水下重量最重的地质勘探科考设备。它看似庞然大物，到了海底就像泥鳅一样灵活。
8 {. Z' d" V& L/ v “海牛Ⅱ号”首席科学家万步炎教授介绍，相较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，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。
0 F# y) m2 g& ]0 m 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，意味着中国在该技术领域已达到世界领先水平。 -2-深海钻探寻什么宝？
& j9 V- W9 v$ \. Q. R6 a 钻探是矿产资源勘探的最后一步，也是关键环节。通过钻探取样分析，可以确定矿藏储量、品位和埋藏形态，为日后开采勾勒出一幅“藏宝图”。 # T5 C5 Q9 o( \$ p4 D- l, g Q
在深海钻机研制领域，50米是道坎儿。哪个国家拥有超过50米的深海钻孔深度的装备，就拥有了国际先进的深海钻探能力，能勘探到更大埋深的海底矿产资源。更关键的是，根据联合国规定，公海矿产资源，遵循谁有能力先勘探，谁就具有优先开发权的规则。“海牛”号就是这样的利器，换言之，“海牛”的海试成功，让我国在抢占公海矿产资源开发权上多了一分技术优势。
1 h4 E; v" J( E, ~" l @$ q 2015年6月，据央视报道，中国自主研发的海底60米多用途钻机“海牛”号在南海深海海试成功，此次海试首次实现了在水深超过3000米的深海海底，对海床进行60米钻探，标志着我国具备了深水海底取样的能力，成为继美国、德国、澳大利亚之后第四个掌握此项技术的国家。 ' H- a7 F- n) X
承担此次科研任务的，是湖南科技大学海洋矿产资源探采装备与技术湖南省工程实验室主任万步炎带领的团队，就是要研制成功可搭载于普通科考船，在3000米海水深处往地底下“钻”60米的钻机。
- `: _9 r$ j3 L1 s “海牛”号在3000米深的海底“刨地犁地”10个小时候，终于触及60米深的深度。“海牛”出水后，科研人员卸下从深海不同底层取出的样本，除了矿藏，还能告诉人们海洋发生事件的时间序列。
" [/ v! S: z7 `* P& X; u 在800米到2000多米深度的海底层，它的深度压力，最适合天然气水合物形成与水的结合体——海洋矿产资源开采热点物质“可燃冰”。
8 c. o/ P% Y5 k6 B( w, G 不难想象，特殊的海水深度与压力，让可燃冰有了“冰”的状态。可燃冰一旦离开了这个海水深度，就会变成气体而不以“冰”态存在了。因此普通的深海钻机是无法取样这样的物质的。要想用深海钻机勘探可燃冰，唯一的办法，就是保持同等压力的状态下，将可燃冰取出。这就需要“保压取芯勘探系统”的研制。 -3-从0.7米到231米5 N/ }! Q- B+ t) f( n% m4 U/ O
万步炎是我国第一台深海浅地层岩心取样钻机的发明人。 2 Y; b9 H( W; o
2003年，钻探深度只有0.7米，但那是中国人深海钻探迈出的第一步；
( a7 o9 M& j. ^; \5 y" l! J 2007年，他和他的团队研制出2米深海钻机； " ^) Z1 l- W" V6 h! s6 V. i
2010年，研制出20米深海钻机； # G+ S8 s% q8 v& \
到2014年，我国的多条海洋科考船都配备了万步炎团队所发明的专利设备，并利用它在各大海洋钻了1000多个勘探孔，成为全球深海钻机海上应用之最。 + E o8 Z4 A2 ?3 O5 f5 U. u& w
2015年，万步炎团队再次研发出达世界先进水平的60米海底深孔岩心钻机。 " h/ F0 z0 e8 Z9 Q6 d1 f
这次深海试验的成功，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，也标志着我国在这一技术领域已达到世界领先水平。快来一起看看我国“海牛”的成长轨迹吧！ . O, k3 G* m/ Z! e4 D
+ }4 p: _5 ]8 Z" K& ]$ \
2015年3月，万步炎计划申请的“十三五”国家重点研发计划优先启动的重点研发任务“保压取芯勘探系统研制与应用示范”，通过了湖南科技大学的专家组论证。团队拟研制具保压取芯能力的海底钻机系统，预计最大钻进深度能力将达到220米，可充分满足可燃冰勘探需求。 ; f5 D1 A: A, S3 A+ E0 ~3 o
他当时介绍，世界上最先进的海底钻机的最大钻孔深度能力仅为200米，而海底钻机的保压取芯能力在世界范围内也没有完全成功。如果能够研制成功，将这种海底保压钻机系统应用于我国南海或东海可燃冰取样，无疑是我国可燃冰勘探的巨大成就与进展，将有力推动我国可燃冰勘探事业与技术发展。
' Y' M7 Z) j& @- ~. r “我们至少需要两个突破，一个是从60米到220米的钻孔深度的突破，一个是海底保压取芯技术的突破。”万步炎说。
$ h' E3 U; ~2 X& n4 x/ ? 五年的时间，言犹在耳，海牛已深潜至231米，海底保压取芯技术也已如期突破。
% E" V/ w1 ^4 O F. S9 {( n 现在，万步炎及其团队已把目光瞄向11000米水深的马里亚纳海沟，力争在未来几年内实现11000米级水深地质钻探取样，为揭示海沟扩张演化规律和独特的生态系统及生命过程演化规律提供利器。
- Q F9 a: P- L 
( U' E3 f! [, N' ]% T/ v
来源:中国新闻网、新华视点、海外网等相关资讯1、为糖尿病患者发明无痛血糖仪，这位中学生是如何做到的？
/ X1 d% o, _" i 2、受晨露原理启发，美工程师发明超吸水凝胶改善干旱问题 | STEAM故事秀 6 Y% i, \) a6 L
3、史上最丰富的国内外STEAM教育资源都在这里了，老师家长们都赶紧收藏起来吧！
* U/ F1 M" m5 [# j- l: j6 Z 4、从“倒腾”开始的幼儿STEM教育，来自美国幼教协会，激发孩子设计、创造、发明 （声明：除STEAM在线原创文章外，STEAM在线分享和转载的文章皆为促进STEAM教育在中国的传播，仅做学习交流，非商业用途，都会注明来源，如文章、照片的原作者有异议，请联系后台快速处理或删除，谢谢支持。）STEAM在线交流群1000+老师、家长，优质教育内容推荐长按二维码联系 fill=%23FFFFFF%3E%3Crect x=249 y=126 width=1 height=1%3E%3C/rect%3E%3C/g%3E%3C/g%3E%3C/svg%3E) 更多STEAM教育产品，请点击“阅读原文”喜欢点个“在看”，让更多人看到
- H5 _3 u$ h" H7 W6 r( v+ k, m) s( {2 A4 [ [
0 H8 |. E7 g9 w8 I& \
: L6 r- t: ^* K0 c, }2 H, _. R( c0 y* b
| 
