中船集團第七〇八研究所首席專家、“夢想”號總設計師：“夢想”號大洋鑽探船——挺進地球深部的“國之重器”

【環球時報報道 記者 李迅典】2024年11月17日，我國自主設計建造的首艘大洋鑽探船“夢想”號在廣州正式入列，這艘凝聚中國智慧、打破多項世界紀錄的“國之重器”，標誌着我國深海探測技術與能力邁向新的高度。中船集團第七〇八研究所首席專家、“夢想”號總設計師張海彬接受《環球時報》記者專訪時表示：“‘夢想’號用的是‘模塊化’設計，它把大洋科學鑽探、深海油氣勘探、天然氣水合物勘查試採這些功能都集成在一條船上，目前這在全世界都是個難題，但我們成功了，不僅船的綜合性能大幅提升，運營成本也控制得很好，實現了多項國際首創設計，最重要的是，‘夢想’號是擁有完全自主知識產權的大洋鑽探船。”

1.1萬米，破解地球之謎的“中國鑰匙”

張海彬介紹稱，如果把地球比作一個帶殼的雞蛋，那麼“蛋殼”就是地殼，“蛋清”是地幔，“蛋黃”是地核。地殼和地幔之間的分界面，就像蛋殼和蛋清之間的蛋殼膜，這個分界面就叫莫霍面。地球的奧秘就藏在地殼和地幔之間，而莫霍面是距離人類生活最近的全球性分界面，對人類生存影響很大。地殼平均厚度只有17公里，和地球6371公里的半徑相比，人類對地球內部的研究還只是停留在“蛋殼”層面。人類在地球上打得最深的鑽孔，遠遠沒有打穿“雞蛋”的“殼”。而分隔地殼與地幔的莫霍面，在大洋底部只有6-7公里深，這成了科學家探索地球深部的最佳突破口。

“夢想”號總長179.8米、型寬32.8米、高81.2米，相當於25層樓房的高度，最大鑽深能力達1.1萬米，是全球唯一有望鑽透莫霍面的大洋鑽探船。張海彬對《環球時報》記者表示，該船的先進性主要體現在以下三個方面：一是船舶綜合性能國際領先。這艘船能在16級超強颱風下安全生存，最大可變載荷達到1.5萬噸，一次出海不補給可以航行作業120天，比國外大洋鑽探船提高了60%，最大航速超過13節，比國外最先進的大洋鑽探船提高了8%以上；二是鑽採作業能力國際領先。船上聯合研製了全球首台兼具油氣勘探和岩心鑽取功能的液壓舉升鑽機，這種鑽機採用首創新型連體雙月池設計，綜合鑽探取心效率和硬巖鑽進能力大幅提升；三是船載實驗能力國際領先。船上配置了具備海洋領域全學科研究功能的船載實驗室，涵蓋基礎地質、古地磁、無機地球化學、有機地球化學、微生物、海洋科學、天然氣水合物、地球物理、鑽探技術等九大實驗功能，實驗室面積比國外大洋鑽探船提高了近40%，是全球面積最大、功能最全、流程最優的“海上移動實驗室”。

建造難度極高，像“不可能完成的任務”

據張海彬介紹，全球知名的大洋鑽探船，除了中國的“夢想”號，還有美國的“決心”號和日本的“地球”號。美國的“決心”號已於去年退役。“地球”號有傳統無隔水管和傳統隔水管兩種鑽探作業模式，但噸位約5.7萬總噸，運營成本高昂，每年用於大洋科學鑽探的時間十分有限，大部分時間需通過商業性油氣勘探來補貼成本。

“我們的‘夢想’號噸位為3.3萬總噸，最大鑽深達1.1萬米，集成全球獨有的4種鑽探作業模式，為了實現1.1萬米的鑽探能力，在鑽機能力和鑽材存儲上我們做了特別處理，聯合研製了全球首台兼具油氣勘探和岩心鑽取功能的液壓舉升鑽機，舉升能力達到907噸，完全具備操作1.1萬米鑽桿的能力。”張海彬表示。

“‘夢想’號的成功建造和入列，打破了國外在大洋鑽探船領域的長期壟斷，‘夢想’號建設項目在啓動時就明確了走國內獨立自主的研製路線。與油氣鑽井平台不同，‘夢想’號除了具備深海油氣勘探功能之外，還具備天然氣水合物勘查試採、大洋科學鑽探取心和船載實驗功能，作業系統更加複雜，技術難度也更大。”張海彬説。

在談到研發過程中遇到的最大困難是什麼時，張海彬説，有三大難題，分別是如何以“小噸位”實現“多功能”，如何更好地控制重量重心，如何對“夢想”號進行高度控制。張海彬形象地稱：“就像不可能完成的任務一樣，在‘夢想’號設計初始階段，項目方就明確提出了‘3.3萬總噸’的控制目標，比當時國際上最先進的大洋鑽探船降低了40%以上，這對我們來説極具挑戰性！”

“同時，‘多功能’又是‘夢想’號大洋鑽探船的核心建設目標，除了滿足大洋科學鑽探需求之外，還需考慮深海油氣勘探、天然氣水合物勘查試採等功能，國內外有不少鑽探裝備重量重心控制的失敗案例，為了保證穩性安全和維持作業可變載荷，而不得不在船體上增設浮箱。可以説，重量重心控制關乎着本項目的成敗。‘夢想’號實船空船重量比控制目標降低了1%，重心高度降低了2%，重心縱向和橫向位置偏差控制在2‰以內，圓滿實現了重量重心控制目標，為可變載荷和總體性能指標的實現奠定了堅實基礎，而通過創新設計，‘夢想’號總高度比‘地球’號降低了近40%，即使在輕載吃水也可以安全通過深中大橋，通航適應性顯著提升。”張海彬對記者表示。

從“造船大國”到“海洋強國”，重塑深海探測格局

張海彬表示，“夢想”號大洋鑽探船作為全球鑽探能力最強、科學功能最全的深海重器，承載着人類認識地球、開發地球和保護地球的美好願景。人類雖然在地球上生活了幾百萬年，但對地球內部瞭解非常有限。“夢想”號正在開展專項深海鑽探試驗，通過優化船舶平台、鑽採、船載實驗室三大系統的協同作業能力，使其達到最佳作業狀態，為接下來的深海能源資源勘查任務做充分準備。

據介紹，“夢想”號的誕生，意味着中國將與美國、日本、歐洲一樣具備自主組織航次的實力，為中國發起新一輪國際大洋鑽探提供重要裝備技術保障，讓中國從“參與者”變成“主導者”。“夢想”號擁有全球最強的深海鑽探能力、最全的科學實驗功能、最高的綜合作業效率，有望率先助力全球科學家實現“打穿地殼、進入地球深部”的科學夢想。    

“在科學界有一句名言，‘一條船革了地球科學的命’，説的就是大洋鑽探船，大洋鑽探船完全改變了地球系統科學研究的軌跡，‘向地球深部進軍’，是人類對自然永恆的追問。中國‘夢想’號的誕生，既是科技自立自強的里程碑，也是全球科學共同體探索未知的嶄新起點。”張海彬在採訪結束時對《環球時報》記者表示。