探索地球深部奧秘，揭秘我國首艘大洋鑽探船「夢想」號

記者從自然資源部獲悉，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。這艘承載著科學家「打穿地殼、進入地球深部」科學夢想的巨輪，在不久的將來，將為共建人類命運共同體作出新的貢獻。

「夢想」號到底能做什麼？有專家表示，假如將地球想像成一枚雞蛋，那麼人類至今還不知道蛋清是生的還是熟的。現在，有一艘承載著人類探索地球深部奧秘夢想的「國之重器」，像一根鋒利的針，正準備以其全球領先的綜合性能，帶我們瞭解雞蛋內部的樣子。

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首次集成4種鑽探模式和3種取心方式

廣州海洋地質調查局汪明鑫介紹，為了在同一艘船上同時實現大洋科學鑽探、深海油氣勘探和「可燃冰」勘查試采等多種功能，「夢想」號建造團隊聯合國際頂級油氣鑽機企業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，國際上首次集成了4種鑽探模式和3種取心方式。

「夢想」號的4種鑽探模式分別是傳統隔水管模式、「可燃冰」專用測試模式、傳統無隔水管模式、無隔水管閉式循環模式。

傳統隔水管模式常用於海洋油氣的開採。隔水管把海底和鑽探船連接起來，可以通過鑽井液的循環增加鑽井的安全性和效率，這種方式能確保鑽井過程順暢且有足夠的保護措施，是海洋油氣開採的「標配」。

天然氣水合物（可燃冰）是一種新型能源，經實踐證明其開採過程安全、環保、可控。如使用傳統隔水管進行試采，不僅顯得過於笨重，成本也高。為此，「夢想」號專門設計了一種輕型隔水管系統，能減輕設備負擔，降低鑽探成本。

在傳統無隔水管模式下，鑽杆直接暴露在海水中，並從海底往下鑽探，適用於大洋鑽探。在鑽進海底的時候，需要加入特殊的泥漿（鑽井液），起到冷卻鑽頭、潤滑鑽具和帶走鑽出的岩屑等作用。專家表示，雖然沒有隔水管保護，但正是因為沒有隔水管的負重，鑽杆可以達到更大的深度（水深最高可達8000米），適合深海鑽探任務。

此外，「夢想」號鑽采系統中還配置了專門的泥漿循環管線，通過水下泵將泥漿抽回到船上，經過濾等處理，這些泥漿就能實現循環利用。無隔水管閉式循環模式既實踐應用了綠色勘查的理念，又可以有效做到保護海洋環境。

「夢想」號的3種取心模式分別是提鑽取心、繩索取心、氣舉反循環取心，可實現不同地層和岩體持續鑽進取心。

提鑽取心是一種很直接的取心方法，把整根鑽杆從鑽孔中提出來，從而取出暫存在鑽杆最底端的岩心；繩索取心則是通過一根鋼絲繩從鑽杆內取出岩心，不需要將整個鑽杆拉出鑽孔。它就像是一種「取巧」的方式，不但省力，還省時間；氣舉反循環取心是一種特殊的取心方式，通過往上部鑽杆內注入空氣，上部鑽杆的液體混入空氣後的密度變小，而下部液體密度不變，因上部和下部液體存在密度差，上部的液體會往上「舉」，從而帶動下部的鑽井液和岩心被「吸」到地面。

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三級動力定位系統讓「夢想」號更穩

「夢想」號能如此的穩，很大原因是該船配備了三級動力定位系統（DP-3）。

動力定位系統因其不依賴拋錨或繫纜、部署和撤離迅速、對水深不敏感等優點，被廣泛應用在深海油氣開發、潛水作業、海底管道和電纜敷設及科學考察等方面。它的工作原理是，計算機通過控制推進器的推力大小和方向，以對抗由風、浪、流等造成的外部作用力，從而使船體位置和船頭朝向保持不變，保證船體穩穩地保持在同一個定位。

廣州海洋地質調查局盛利介紹，在「夢想」號上，動力定位控制系統中的傳感器、位置參考系統和控製器均採用冗餘設計，動力和輔助系統分佈在三個防火分隔區域。「這樣設計的優勢是，任何單個艙室的動力系統一旦發生故障，其他艙室的依然能發揮作用，這就是三級動力定位系統。」

精確的位置測量是動力定位系統的基礎。「夢想」號安裝了6套位置參考系統，分別基於衛星和聲呐等兩類不同的工作原理，包括3套差分全球衛星定位系統、1套北鬥衛星定位系統、2套超短基線聲呐定位系統。所有系統的位置測量精度都達到分米級別，並不受作業區域的影響，任何一套位置參考系統都能滿足定位要求，大大提升了動力定位系統的可靠性。

動力定位系統用的電從哪裡來？盛利說，「夢想」號安裝了7台推進器，採用全電力驅動，為動力定位系統提供動力。為了保障電力供給的穩定，「夢想」號採用了閉環電網技術，即將多個中壓配電板首尾互聯，形成一個環形的供電網絡。

與傳統的分段電網相比，閉環電網可減少運行發電機的數量，提高發電機效率，還能減少發電機運行時間，降低維護成本。此外，閉環電網還具有容量大、抗衝擊能力強、可靠性高、使用靈活的特點。

然而，閉環電網中可能會出現的短路、接地和發電機故障等問題，將影響其他配電板和發電機的正常運行。為了避免上述情況發生，「夢想」號閉環電網採用了先進的計算機綜合保護系統和高級發電機保護技術，實現了對電網及發電機故障點的精準判斷和快速切除。

專家表示，目前，閉環電網技術在船舶的應用並不多，主要應用於深水鑽井平台或者鑽井船等發電機裝機數量較多的工程船舶。「夢想」號的閉環電網也已完成實船接地和短路實驗，並通過中國船級社和挪威船級社的驗收，在我國鑽探船中尚屬首例。

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特殊推進器讓「夢想」號如汽車般靈活行駛

廣州海洋地質調查局胡琳介紹，「夢想」號有著幾組特殊的推進器：3個尾部全回轉推進器、3個首部可伸縮式推進器、1個首側推進器。

尾部全回轉推進器就像汽車的後驅，可以讓水裡的大船如汽車一般行駛靈活，甚至能夠做到原地打轉；首部可伸縮式推進器相當於汽車的前驅，可以在必要時伸出，幫助大船在惡劣的天氣和海況下穩穩地停靠在一個地方；首側推進器設計在船頭，它可以在船體靠近碼頭時伸出來，幫助大船平穩地靠岸或者離開，相當於給汽車多加了一個橫向的「側驅」，以保證在泊位空間有限的情況下也能夠輕鬆進出碼頭。

「像這種幾萬噸重的大傢伙，一般都需要小拖船幫忙拖進拖出碼頭，而‘夢想’號卻像一輛擁有‘蟹行模式’的汽車，依靠自身動力就可以實現停進或開出碼頭的泊位。」胡琳說。

「夢想」號採用長首樓船型，在舯部區域建有月池，形狀引人矚目。據介紹，這是一個新型連體式雙月池，既可以滿足4種鑽探模式的作業條件，又比傳統單月池減少了航行阻力。月池正上方配備有全球最先進的新一代液壓舉升鑽機，裝機功率小、能耗低，而且鑽探效率高、補償能力強、響應速度快，可顯著提高綜合鑽探能力。

月池後方是管子堆場，與多功能共享貓道相組合。貓道是鑽井作業中的一個重要設施，主要用於從鑽台起放管材和鑽井工具,以便作業人員可以在安全的環境下進行提放鑽采工具的操作。舯部前面區域是總面積超過3000平方米的船載實驗室，可滿足九大功能的實驗需求，配置了國際首個船載岩心自動傳輸系統，從海底採集到的岩心樣品可實現從鑽台到出庫轉運的無縫銜接。

除了固定的九大功能實驗室，其頂部的主甲板上還建有可拆式模塊化堆場。該堆場主要用於交接和保管集裝箱，這些集裝箱可以是一個個專門的實驗室，可大幅擴展船載實驗室的功能。該堆場與管子堆場相結合，能輕鬆實現不同堆場的多功能組合和切換。

新京報記者 張建林

編輯 劉夢婕 校對 張彥君