我国首艘自主建造的大洋钻探船“梦想”号:开启深海探索新纪元2024年11月17日,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,标志着我国深海勘查探测能力和装备现代化建设迈出了关键一步。这艘长179.8米、宽32.8米,排水量达42600吨的巨型海上钻探平台,具备全球海域无限航区作业能力和11000米的海底钻探能力,将有力支撑国家能源资源安全和海洋强国建设,并为全球海洋科学研究提供一个先进的平台
2024年11月17日,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,标志着我国深海勘查探测能力和装备现代化建设迈出了关键一步。这艘长179.8米、宽32.8米,排水量达42600吨的巨型海上钻探平台,具备全球海域无限航区作业能力和11000米的海底钻探能力,将有力支撑国家能源资源安全和海洋强国建设,并为全球海洋科学研究提供一个先进的平台。 “梦想”号的入列,不仅实现了中国科学家长期以来“拥有自主大洋钻探船”的梦想,更开启了中国深海探索的新纪元,预示着中国在深海科学研究领域将从参与者转变为引领者。
一、 “梦想”号:源于梦想,成就未来
“什么时候我们能拥有属于自己的大洋钻探船?” 这一发自中国科学家心底的疑问,承载着几代科研人员的期盼与努力。长期以来,深海探测领域的尖端技术和装备主要掌握在少数发达国家手中。 深海,这一占据地球表面超过一半面积的神秘领域,由于其黑暗、低温高压的极端环境,一直是人类探索的巨大挑战。然而,深海地壳却比大陆地壳薄得多,平均厚度仅为7公里,这使得深海成为研究地球内部结构的理想场所。 为了揭开地球深层结构的奥秘,了解地球板块运动规律,以及探寻深海蕴藏的丰富矿产、油气和生物资源,科学家们发展了深钻、深潜、深网三大深海探测手段。“梦想”号”作为“深钻”的重要组成部分,承担着从深海海底向下钻探,获取珍贵地质样品(岩心)的重任。
通过分析这些岩心样品,科学家们可以研究海洋与气候变化、地球深部动力学、深部生命以及地质灾害等重大科学问题。自20世纪60年代以来,国际社会开展了大洋钻探计划,取得了丰硕的成果。中国于20世纪90年代加入国际大洋钻探计划,在南海取得了5500米高质量连续岩心,为南海演变和东亚古气候研究提供了宝贵的3200万年深海记录。然而,由于缺乏自主的大洋钻探船,中国科学家只能以参与者的身份,付出高昂的费用,并受制于国际合作的安排,无法自主组织航次。拥有自主的大洋钻探船,成为中国深海科学研究领域实现跨越式发展的关键。
二、 “中国智造”:技术突破与创新设计
2017年底,“梦想”号”大洋钻探船建设项目正式获批。中国船舶集团第七〇八研究所承担起这一研发设计的重任。 深海钻探被誉为海洋科技领域的“皇冠”,其超深水钻探装备的设计建造,是对一个国家船舶行业发展水平的综合考验。 “梦想”号”的自主设计建造,标志着我国在高端船舶和海洋工程装备领域取得了重大突破,摆脱了对国外技术的依赖。
研发团队对标全球仅有的两艘同类型大洋钻探船——美国的“决心”号”和日本的“地球”号”,提出了“小吨位、多功能、模块化”的设计目标。 “小吨位”旨在控制建造和运营成本;“多功能”则通过灵活的模块化设计,实现大洋科学钻探、深海油气钻探和天然气水合物勘查试采等多种功能;“模块化”设计允许“梦想”号”根据不同的任务需求,灵活切换搭载不同的设备和模块,实现功能的快速调整和转换。
为达到这一目标,研发和建造团队攻克了十余大类五十余项关键核心技术,并完成了多项国际首创设计,例如创新船型方案、新型连体双月池等。 “梦想”号”上的连体双月池,是全球首次将科考船中央的月池部分设计为一大一小的连体结构,能够更好的满足不同科考作业方式和装备特点的要求;灵活的钻台设计,可满足四种不同的钻探作业模式;全球首创的DP3(蓄能智能闭环电网)动力定位系统,不仅节能环保,还能确保在16级超强台风下保持船体的稳定和安全。
三、 国际领先的移动“国家实验室”:科研功能与装备保障
“梦想”号”不仅具备强大的钻探能力,更是一个配备了世界一流科研设备的移动“国家实验室”。 船上拥有总面积超过3000平方米的九大功能实验室,其面积比“地球”号”提高了三分之一,涵盖了地球物理、古地磁、微生物、基础地质、无机地球化学、海洋科学、有机地球化学、天然气水合物和钻探技术等多个学科领域。
实验室配备了世界一流的磁屏蔽室、万级洁净等级的地质微生物洁净间以及全球首套船载岩心自动传输存储系统,能够满足多学科综合研究的需要,部分实验条件甚至优于陆地实验室。 岩心出水后,可通过自动化系统快速传输到实验室进行切割、采样和实验,极大提高了科研效率。 此外,“梦想”号”还拥有全球规模最大、最先进的科考船综合信息化系统,包括全国首个科考船舶数字孪生系统,覆盖全船2万多个监测点,实现了全船态势综合感知、钻采作业全过程监测、实验智能协同以及船岸一体化,其信息化水平达到了国际领先地位。
“梦想”号”自主研发的液压举升钻机,集成了四种钻采作业模式和三种取心方式,其综合钻探效率和硬岩钻进能力比传统电驱钻机提升了40%以上,最大钻深可达万米。 自主研发的深水无隔水管泥浆循环系统(RMR),实现了海底零排放,降低了钻探成本,也体现了中国对环境保护的重视。
四、 深海探索新篇章:科学目标与产业带动
“梦想”号”的入列,将推动一系列重大科学目标的实现。 它具备万米钻探能力,使“打穿莫霍面,直达上地幔”这一人类科学梦想成为可能,这将帮助科学家更好地解答地球内部运行机制、生命起源以及地球磁场倒转等一系列重大科学问题。 “梦想”号”也将助力科学界在多圈层和多学科研究范式上的变革,推动地球系统科学的进步。
除了基础科学研究,“梦想”号”还将服务于国家“双碳”战略和防灾减灾。 它具备二氧化碳海洋地质碳封存研究的采样能力,并在研究地震、海底滑坡等地质灾害的历史记录方面发挥重要作用。 此外,“梦想”号”的运行,将带动相关装备产业的发展,推动钻头、钻杆等新材料的研发,加快井口装置设备的国产化替代,促进海工装备制造升级,并推动水下信息通信装备的技术进步。
“梦想”号”的入列,也为中国牵头新一轮国际大洋钻探计划提供了关键装备保障,将推动中国大洋钻探由参与者向主导者的转变,并促进与其他国际大科学计划的深度合作,推动国际科学交流,为人类共同探索海洋和地球的奥秘贡献中国智慧和力量。 “梦想”号”的成功,不仅是一个工程奇迹,更象征着中国深海科技实力的崛起,它将开启中国深海探索的新篇章,为人类认识地球和海洋做出新的贡献。
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