海牛Ⅱ号海底大孔深保压取芯钻机

海牛Ⅱ号海底大孔深保压取芯钻机

海牛Ⅱ号填补了我国海底钻探深度大于100米、具备保压取芯功能的深海海底钻机装备的空白,标志着我国在这一技术领域已达到世界领先水平。

海底钻机是开展海洋地质及环境科学研究、进行海洋矿产资源勘探和海底工程地质勘查所必备的海洋高技术装备。

海牛Ⅱ号是湖南科技大学万步炎教授领衔研发的我国首台海底大孔深保压取芯钻机系统。该系统是我国重点研发计划“深海关键技术与装备专项”课题,目标是研制作业水深不小于2 000米,钻探深度不小于200米,保压成功率不小于60%,可有效满足我国海底天然气水合物(可燃冰)资源勘探的海底大孔深保压取芯钻机系统。这一成果主要攻克了大孔深遥控全孔全程保压绳索取芯、“一键式”智能化作业与专家操作系统、大容量钻管存储与钻杆快速接卸、海底钻机安全可靠下放和回收等多项技术攻关难点。这些全新的技术显著提高了钻机钻探效率、取芯质量和保压成功率。与此同时,钻机重量比国外同类钻机更轻,大大降低了水下收放作业难度。

海牛Ⅱ号钻机本体高7.6米,腰围10米,体重12吨,水下重量10吨,是目前我国水下重量最大的地质勘探科考设备。这个钻机本体设置78根钻杆,每根长 3米,像左轮手枪的子弹一样排列在圆盘之上。操作时,通过圆盘旋转,机械手取杆上膛,把钻杆钻进岩层。我国可燃冰储量丰富,现有技术对其取样和保存难度很大。海牛Ⅱ号采用了独创的岩芯管全长直接密封保压取芯原理,通过大孔深遥控全孔全程保压绳索取芯,能够实现一次入海连续多段取芯,并对每段岩芯全程保压,从而更好地保护可燃冰,避免其受外界大气压、温度等影响而快速气化等,成功地解决了技术难题。

2021年4月7日,海牛Ⅱ号在南海超2 000米深水成功下钻231米。这一深海试验的成功,填补了我国海底钻探深度大于100米、具备保压取芯功能的深海海底钻机装备的空白,标志着我国在这一技术领域已达到世界领先水平。海牛Ⅱ号成功作业,也代表了我国在深海探测装备、精密仪器、抗压材料、水文遥感等多个领域实现了全球领先。