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最新消息 刷新世界紀錄 海牛Ⅱ號在超2000米水深中成功下鉆231米

深海礦產資源豐富，發現、研究它們，需要通過水下鉆探獲取樣本 。在各種取樣方式中，海底鉆機以其鉆探成本低、效率高、樣品擾動小、易操作等優勢，成為備受青睞的高技術裝備 。
_本文原題是：在超2000米水深中成功下鉆231米，刷新世界紀錄
最新消息 刷新世界紀錄 海牛Ⅱ號在超2000米水深中成功下鉆231米
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不久前，我國自主研發的“海牛Ⅱ號”海底大孔深保壓取芯鉆機系統，在超2000米深水中，成功下鉆231米，刷新了深海海底鉆機的世界紀錄，標志著我國在該領域達到世界領先水平 。
看似笨重，實則身手不凡
鉆探到200米以下，意味著我國理論上具備海洋資源全覆蓋的勘探能力


最新消息 刷新世界紀錄 海牛Ⅱ號在超2000米水深中成功下鉆231米
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“海牛Ⅱ號”由湖南科技大學教授萬步炎領銜研發 。萬步炎介紹，“海牛Ⅱ號”由海底鉆機本體、海底原位探測儀、移動式海底鉆機配套收放系統等部分組成 。“其中，鉆機本體外觀上是一個橙黃色、八邊形的鋼質構造，高7.6米，‘腰圍’10米，體重12噸，是目前我國水中最重的地質勘探科考裝備 。”

看似笨重的“海牛Ⅱ號”，在海底干起活來卻很靈活 。它的“武器”是身上的78根鉆桿，每根3米長，像左輪手槍的子彈一樣排列在圓盤之上 。操作時，通過圓盤旋轉，機械手取桿上膛，把鉆桿一根根鉆進巖層 。
鉆頭相當于“海牛Ⅱ號”的犄角，由金剛石和硬質合金等材料制成 。科研人員設計了不同種類的鉆頭，有的針對硬巖地層，有的適用于沉積巖軟巖地層 。
“海牛Ⅱ號”是在4月7日刷新的世界紀錄 。萬步炎告訴采訪人員，當天，經過約兩個半小時下潛后，“海牛Ⅱ號”抵達水深2060米的海底 。完成姿態調整后，“海牛Ⅱ號”隨即開展目標層保壓取芯鉆探作業 。約15小時后，鉆進孔深達到海底地下231米 。
除了鉆得深，“海牛Ⅱ號”還有一項獨門絕技——保壓取芯 。這是勘探可燃冰等某些海底礦產的關鍵 。萬步炎介紹，在海水壓力下，可燃冰呈“冰”狀，它一旦離開其適宜的海水深度，就會因壓力減小而變成氣體揮發 。因而，普通深海鉆機無法取樣可燃冰，只有在保持海底地層相等壓力的狀態下，才能做到 。
此前，全球海底鉆機的最大鉆孔深度設計能力為200米，而實際保壓取芯作業最深只到達135米，“海牛Ⅱ號”則大大刷新了這一紀錄 。
通過鉆探取樣分析，可以了解礦藏儲量、品位和埋藏形態，為今后開采勾勒出一幅“藏寶圖” 。“鉆得越深，能勘探的資源就越多 。”萬步炎說，當前人類發現的、具有商業開采潛力的海洋礦產資源，基本上在海底200米以內 。鉆探到200米以下，意味著我國在理論上具備了海洋資源全覆蓋的勘探能力 。
根據《聯合國海洋法公約》，公海資源歸全人類共有，資源開采權一般遵循誰勘探、誰優先的規則 。業內專家表示，“海牛Ⅱ號”是我國深海鉆探的一把 “利劍”，它的出鞘，使我國在海底固體礦產資源研究和開發上多了一分技術優勢 。
攻克多個技術難題
所有關鍵技術均為自主研發，目前已取得125項專利
深海壓力大、溫度低，“海牛Ⅱ號”要在復雜的環境中，順利實現鉆機收放、姿態調整、耐壓密封、鉆桿及芯管接卸、自動測控等一系列操作，技術難度非常大 。
據萬步炎介紹，“海牛Ⅱ號”主要攻克了全程保壓繩索取芯、鉆管存儲與鉆桿快速接卸、智能化與專家操作系統、海底鉆機安全可靠下放和回收等技術難題 。
鉆探過程中，某一段實現保壓取芯并不難，難的是全程保壓 。針對這一問題，科研人員連續多年攻關，通過大孔深遙控全孔全程保壓繩索取芯，采用了獨創的巖芯管全長直接密封保壓取芯原理、技術與工藝，最終實現了海底鉆機小口徑大孔深高效、高可靠全孔全程保壓取芯 。
萬步炎說，“海牛Ⅱ號”很“聰明” 。科研人員為它量身定制了很多傳感器設備 。這些傳感器，融合了團隊多年的海上實地鉆探經驗 。到了海底，鉆頭會根據地層性狀情況，快速自動判斷并自適應調整鉆進模式與參數，解決了海底鉆機與配套取芯工藝對海底復雜地層的適應性難題，從而大幅提高了鉆探效率、取芯率和取芯質量 。
【最新消息|刷新世界紀錄 海牛Ⅱ號在超2000米水深中成功下鉆231米】得益于自動化、智能化的設計，一個人就可在母船上完成“海牛Ⅱ號”操作 。“海牛Ⅱ號”在鉆孔取芯的同時，還能干“兼職”：原位探測巖石的電阻率、孔隙率，給孔內周邊巖石拍照等 。

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