定向钻井技术引领 聚焦深地深海探测——勘探技术所“十三五”科技创新回顾及“十四五”业务展望

全面总结了中国地质科学院勘探技术研究所“十三五”期间在定向钻井技术及仪器、深部钻探技术与装备、海洋钻探技术与装备等方面取得的重要成果,主要包括:创新突破定向水平井钻井及中靶技术,助力海域天然气水合物第二轮试采实现了从“探索性试采”向“试验性试采”的重大跨越;牵头实施完成“松科二井”重大科学钻探工程,实现了理论、技术、工程、装备的重大突破;成功研发了首套国产深海井口吸力锚,解决了深海浅软地层井口支撑力不足的难题。同时,分析了目前存在的问题,并结合当前所面临的挑战,对“十四五”期间的业务发展进行了展望。

深海探测技术的发展

从1960年代开始．发达国家率先向深海大洋进军，深海探测技术得以迅速发展。调查船、钻探船（平台）、各类探测仪器、装备，以及深潜器、水下机器人、取样设备、海底监测网等相继问世，探测广度和深度不断刷新。在深海极端环境、地震机理、深海生物和矿产资源，以及海底深部物质与结构等领域取得一系列重大进展和新发现。

大型公务船加装深海探测设备的可行性分析

大型公务船如果具备一定的深海探测能力,可更好地执行任务。提出了通过加装深海探测设备使大型公务船获得深海探测能力的设计思想。分析总结深海探测任务的特点,明确了深海探测工作可划分为编制海图、测量海流、深海探测和可视确认4个流程,需要配备A型架、牵引绞车以及多种声学探测设备。并以某大型巡航救助船为例,结合船型特点和现有的布置条件,提出A型架和牵引绞车采用模块化安装方式,设置露天集中控制站,主要声学探测设备采用导流罩式的安装方式,超短基线采用自动收放系统,实现深海探测作业功能。最后分析了加装设备对重量重心、航速、稳性、浮态、人员居住、《船舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处所保护涂层性能标准(PSPC)》顺应性和舷墙结构等总体性能的影响。研究表明:大型公务船加装深海探测设备合理可行,是快速获得深海探测能力的有效途径。

基于DP83640同步以太网模式的深海探测系统

针对目前深远海试验场建设过程中,探测装置通常搭载多传感器进行水下信息采集并上传数据至海面趸船的计算机中,其中,多探测设备上传数据由于采样频率不同步容易导致数据频谱分析后误差加大问题,提出了一种基于DP83640同步以太网使能模式方法,提高采集数据的稳定性和精确度,文中阐述了系统设计、时钟同步方案,并给出了典型的试验验证结果。

“蛟龙”再闯海 占领深海探测制高点

辽阔的大洋，深邃的海底，”蛟龙”号畅游其间，展示出惊人的科技实力与魅力，为中国海洋事业的腾飞添上了鲜明注脚。十次下潜、三大突破，“蛟龙”号首次由深潜试验正式转向应用。这一次，深度不再是”蛟龙”追求的目标，科学家们成了深海科考的主角。

冲刺海底五千米——解读我国深海探测器“蛟龙号”

又是一个火热的夏日,又是繁忙的江苏江阴港口,＂向阳红09＂深潜实验母船载着潜水器蛟龙号再次起锚,向东北太平洋进发。而那片浩瀚的水域将可能见证中国深海探测的新纪录5000米,这将是继2010年在中国南海创下3759米之后的又一骄人成就。

一种仿生鱼深海探测机器人的机构设计

为了使机器鱼能够潜入更深的海洋,设计了一种仿生鱼深海探测机器人的机械结构,首次提出了“多室水肺”这一概念。基于参考现有的鱼类模型受力等实验的研究成果以及机械原理的设计指导,通过对鱼的运动方式以及各部位作用的分析,从构件层次上提出了一种新的机器鱼骨架、背鳍、胸鳍、尾鳍以及内腔的机械结构,阐述了这些机械结构更加优化的原因以及其运行方式。同时根据现有的研究成果对材料选用、控制方式以及电子器件的放置提出了见解。

深海探测技术研发和展望

深海探测是人类实现可持续发展的战略途径和重要手段。为加快我国开发利用深海资源的进程,文章系统梳理深海探测技术及其研发,分析关键性深海探测技术,并提出深海探测技术的发展趋势。研究结果表明:全球积极研发深海探测技术,主要包括载人潜水器等深海运载器探测技术,声学、光学、电磁学和热学等深海传感探测技术以及生物、海水和岩芯等深海取样探测技术;我国也取得一系列研究成果,但技术水平和产业化水平总体较落后;精确、可靠和高效深海探测的关键性技术主要包括深海光学通信技术、深海导航定位技术、深海动力能源技术和深海装备材料技术,亟须技术攻关;未来深海探测技术将向体系化、协同化和智能化方向发展。

基于图像识别的深海探测目标跟踪系统开发

通过对比现有的图像处理算法,在基于上下文STC算法的基础上设计了软件的跟踪器功能,并设计了底层云台电机的速度控制方法,实现了云台电机在跟踪过程中的平稳控制,结合跟踪器完成了深海光学观察任务中云台观察组件的跟踪功能的开发。后期对已知运动信息的运动目标物进行跟踪效果检验,验证了跟踪功能的有效性。

日本深海探测船将试开采海底可燃冰

日本共同社报道，用于世界首次甲烷水合物海底开采试验的日本深海探测船“地球”号1月12日上午抵达静冈市清水港。该船近期将前往日本爱知县渥美半岛附近海底开采试验地，于2月启动从海底地层实际抽取甲烷水合物的作业。

我国可燃冰深海探测技术孔隙水原位采样取得突破

我国“海洋四号”科考船近日采用新研制的“气密性孔隙水原位采样系统”，首次在南海中央海盆4000多米深水水域海底成功获取孔隙水样品。这标志着我国对可燃冰的深海探测技术又取得了新的突破。

我国可燃冰深海探测技术取得重大突破

近日获悉，中国“海洋四号”科考船采用新研制的气密性孔隙水原位采样系统首次在南海中央海盆4000多米深水水域海底成功获取孔隙水样品。这标志着中国对可燃冰的深海探测技术又取得了新的重大突破。

执着创新 为深海探测服务——记上海交通大学教授、“中国深潜之父”朱继懋

由上海交通大学朱继懋教授带领的科研团队自主研发的3500米级"海龙"号ROV(无人缆控潜水器)(以下简称"海龙"号ROV),随"大洋一号"船执行大洋第22航次调查任务,迄今已完成了第一、第二航段任务并取得丰硕成果——完成了对南大西洋硫化物新区的探测工作。这标志着我国大洋科考进入机器人时代。"海龙"号ROV是我国目前下潜深度最大、工作能力最强的水下机器人,其技术在国际上也处于领先水平。

我国可燃冰深海探测技术——孔隙水原位采样取得突破

记者22日从国土资源部广州海洋地质调查局获悉，我国“海洋四号”科考船近日采用新研制的“气密性孔隙水原位采样系统”，首次在南海中央海盆4000多米深水水域海底成功获取孔隙水样品。这标志着我国对可燃冰的深海探测技术又取得了新的突破。“气密性孔隙水原位采样系统”由多个高强度抗腐蚀金属材料气密容器纵向排列，通过水下计算机实现对孔隙水采样的全自动监控和采集。该系统近日搭载于“海洋四号”科考船进行海上试验，其最大工作水深超过4000m，沉积物采样深度大于5m，可同时采集11个层位的孔隙水，系统仅在海底停留5分钟，每个层位采水量皆超过100mL，共采集孔隙水1198mL，

深海探测 一个有待探索的世界

我们人类赖以生存的地球的绝大部分被海洋覆盖，而地球上95％以上的海洋还未被人类涉足过。不过，科学家们已经开始行动了。他们将告诉你，如何使用高科技设备来探索这片未知地带。

日本最先进的深海探测船

“地球”号深海探测船日本建造的目前世界上最先进的深海探测船“地球”号，全长210米、排水量5.75万吨，其巨大钻头能向下伸展1万米，使探测船在水深2500米的深海海域也能钻探到海洋地壳下方约7000米处的地幔。“地球”号提升钻探能力的关键是采用竖管钻探方式，该方式可使钻头免受海流等的侵害。船上还配备有X射线CT扫描仪等先进设备，无须破坏从海底钻取的岩芯，即可分析其内部构造。

我国将大力发展深海探测技术

9月4日，国家海洋局局长孙志辉在全国海洋科技大会上宣布，我国将以完成7000米载人潜器研制为重点，大力发展深海探测技术体系。