“梦想”号大洋钻探船，挺进地球深部的“国之重器”

本报记者 李迅典
2024年11月17日，我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号在广州正式入列，这艘凝聚中国智慧、打破多项世界纪录的“国之重器”，标志着我国深海探测技术与能力迈向新的高度。中船集团第七〇八研究所首席专家、“梦想”号总设计师张海彬接受《环球时报》记者专访时表示：“‘梦想’号用的是‘模块化’设计，它把大洋科学钻探、深海油气勘探、天然气水合物勘查试采这些功能都集成在一条船上，目前这在全世界都是个难题，但我们成功了，不仅船的综合性能大幅提升，运营成本也控制得很好，实现了多项国际首创设计，最重要的是，‘梦想’号是拥有完全自主知识产权的大洋钻探船。”

“梦想”号

1.1万米，破解地球之谜的“中国钥匙”
张海彬介绍称，如果把地球比作一个带壳的鸡蛋，那么“蛋壳”就是地壳，“蛋清”是地幔，“蛋黄”是地核。地壳和地幔之间的分界面，就像蛋壳和蛋清之间的蛋壳膜，这个分界面就叫莫霍面。地球的奥秘就藏在地壳和地幔之间，而莫霍面是距离人类生活最近的全球性分界面，对人类生存影响很大。地壳平均厚度只有17公里，和地球6371公里的半径相比，人类对地球内部的研究还只是停留在“蛋壳”层面。人类在地球上打得最深的钻孔，远远没有打穿“鸡蛋”的“壳”。而分隔地壳与地幔的莫霍面，在大洋底部只有6-7公里深，这成了科学家探索地球深部的最佳突破口。
“梦想”号总长179.8米、型宽32.8米、高81.2米，相当于25层楼房的高度，最大钻深能力达1.1万米，是全球唯一有望钻透莫霍面的大洋钻探船。张海彬对《环球时报》记者表示，该船的先进性主要体现在以下三个方面：一是船舶综合性能国际领先。这艘船能在16级超强台风下安全生存，最大可变载荷达到1.5万吨，一次出海不补给可以航行作业120天，比国外大洋钻探船提高了60%，最大航速超过13节，比国外最先进的大洋钻探船提高了8%以上；二是钻采作业能力国际领先。船上联合研制了全球首台兼具油气勘探和岩心钻取功能的液压举升钻机，这种钻机采用首创新型连体双月池设计，综合钻探取心效率和硬岩钻进能力大幅提升；三是船载实验能力国际领先。船上配置了具备海洋领域全学科研究功能的船载实验室，涵盖基础地质、古地磁、无机地球化学、有机地球化学、微生物、海洋科学、天然气水合物、地球物理、钻探技术等九大实验功能，实验室面积比国外大洋钻探船提高了近40%，是全球面积最大、功能最全、流程最优的“海上移动实验室”。
建造难度极高，像“不可能完成的任务”
据张海彬介绍，全球知名的大洋钻探船，除了中国的“梦想”号，还有美国的“决心”号和日本的“地球”号。美国的“决心”号已于去年退役。“地球”号有传统无隔水管和传统隔水管两种钻探作业模式，但吨位约5.7万总吨，运营成本高昂，每年用于大洋科学钻探的时间十分有限，大部分时间需通过商业性油气勘探来补贴成本。
“我们的‘梦想’号吨位为3.3万总吨，最大钻深达1.1万米，集成全球独有的4种钻探作业模式，为了实现1.1万米的钻探能力，在钻机能力和钻材存储上我们做了特别处理，联合研制了全球首台兼具油气勘探和岩心钻取功能的液压举升钻机，举升能力达到907吨，完全具备操作1.1万米钻杆的能力。”张海彬表示。
“‘梦想’号的成功建造和入列，打破了国外在大洋钻探船领域的长期垄断，‘梦想’号建设项目在启动时就明确了走国内独立自主的研制路线。与油气钻井平台不同，‘梦想’号除了具备深海油气勘探功能之外，还具备天然气水合物勘查试采、大洋科学钻探取心和船载实验功能，作业系统更加复杂，技术难度也更大。”张海彬说。
在谈到研发过程中遇到的最大困难是什么时，张海彬说，有三大难题，分别是如何以“小吨位”实现“多功能”，如何更好地控制重量重心，如何对“梦想”号进行高度控制。张海彬形象地称：“就像不可能完成的任务一样，在‘梦想’号设计初始阶段，项目方就明确提出了‘3.3万总吨’的控制目标，比当时国际上最先进的大洋钻探船降低了40%以上，这对我们来说极具挑战性！”
“同时，‘多功能’又是‘梦想’号大洋钻探船的核心建设目标，除了满足大洋科学钻探需求之外，还需考虑深海油气勘探、天然气水合物勘查试采等功能，国内外有不少钻探装备重量重心控制的失败案例，为了保证稳性安全和维持作业可变载荷，而不得不在船体上增设浮箱。可以说，重量重心控制关乎着本项目的成败。‘梦想’号实船空船重量比控制目标降低了1%，重心高度降低了2%，重心纵向和横向位置偏差控制在2‰以内，圆满实现了重量重心控制目标，为可变载荷和总体性能指标的实现奠定了坚实基础，而通过创新设计，‘梦想’号总高度比‘地球’号降低了近40%，即使在轻载吃水也可以安全通过深中大桥，通航适应性显著提升。”张海彬对记者表示。
从“造船大国”到“海洋强国”，重塑深海探测格局
张海彬表示，“梦想”号大洋钻探船作为全球钻探能力最强、科学功能最全的深海重器，承载着人类认识地球、开发地球和保护地球的美好愿景。人类虽然在地球上生活了几百万年，但对地球内部了解非常有限。“梦想”号正在开展专项深海钻探试验，通过优化船舶平台、钻采、船载实验室三大系统的协同作业能力，使其达到最佳作业状态，为接下来的深海能源资源勘查任务做充分准备。
据介绍，“梦想”号的诞生，意味着中国将与美国、日本、欧洲一样具备自主组织航次的实力，为中国发起新一轮国际大洋钻探提供重要装备技术保障，让中国从“参与者”变成“主导者”。“梦想”号拥有全球最强的深海钻探能力、最全的科学实验功能、最高的综合作业效率，有望率先助力全球科学家实现“打穿地壳、进入地球深部”的科学梦想。
“在科学界有一句名言，‘一条船革了地球科学的命’，说的就是大洋钻探船，大洋钻探船完全改变了地球系统科学研究的轨迹，‘向地球深部进军’，是人类对自然永恒的追问。中国‘梦想’号的诞生，既是科技自立自强的里程碑，也是全球科学共同体探索未知的崭新起点。”张海彬在采访结束时对《环球时报》记者表示。