打破国外垄断！中国海洋科技领域“航母”钻穿地壳，最大钻深11000米

今年“五一”前夕，中船集团第七〇八研究所副总工程师、中国首艘大洋钻探船“梦想”号总设计师张海彬，与研发团队代表一同接受表彰。凭借一艘“梦想”号，张海彬个人获2026年全国五一劳动奖章，研发团队则荣获全国工人先锋号。

“梦想”号总吨33000、总长179.8米、型宽32.8米、续航力15000海里、载员180人，具备全球海域无限航区作业能力，并达到最大钻探深度11000米。

这艘被写入政府工作报告的“传奇”之船，由中国自主研发设计并建造，是目前全球最先进的大洋钻探船。大洋钻探船技术门槛非常高，被誉为海洋科技领域的“航空母舰”。在“梦想”号横空出世之前，全球仅有两艘大洋钻探船在运营，分别是美国的“决心”号和日本的“地球”号。那时，中国科学家进行大洋科学钻探，都是靠租借美国的“决心”号。

“梦想”号。

小身材，大梦想

科学家们执着于大洋科学钻探，是因为它是打开“地球之门”——“莫霍面”的“钥匙”。

“莫霍面”是地球地壳与地幔之间的分界面，打穿“莫霍面”是探究地震、火山活动等重要地质过程的关键。张海彬介绍，整个地球的地壳平均厚度约17公里，但海上和陆地上的分布不均匀，陆地上可能达33公里，海上却只有6公里左右。当年的“科拉超深钻”只钻到了陆壳的三分之一，距离“莫霍面”还有相当远的距离。如果在海上钻探同样的深度，就非常容易钻到莫霍面了。

2014年初，在中国第二次大洋科学钻探起航前，张海彬登上了“决心”号参观，从中国科学家那里得知：我国除了要缴纳高昂的费用，面临上船名额受限外，还不能把钻取的岩芯带回自己的国家，只能在船上开展科学实验。这种受制于人的处境，让张海彬有了研发我们自己的大洋钻探船的梦想。

彼时，张海彬已经有了中国首座第六代深水钻井平台等海洋油气开发装备的研发设计经验，但面对这艘中国科学界心心念念的大洋钻探船，他依然感到压力巨大。

“‘梦想’号与油气钻井平台不同，除了具备海洋油气勘探功能之外，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，作业系统更复杂，研发设计难度更大。并且，不像别的船可以有母型船借鉴，这艘船要走国内独立自主研制的路线，完全是从零开始自主研发。”张海彬说。

更重要的是，科学界对“梦想”号的期待极高，希望同时实现运营成本低和作业能力强的目标。

要想让钻探深度达11000米，“梦想”号必须携带1100多根9米多长的钻杆，同时，它要实现多种作业功能，作业能力更强。而且，大洋科学钻探属于公益性的科学研究活动，出于控制运营成本的考虑，船舶尺度规模要尽可能小，总吨要控制在33000，而且为减少补给次数，自持力要达到120天，可变载荷要超15000吨。这些矛盾的要求，堪称“鱼与熊掌兼得”。

面对“不可能完成的任务”，张海彬与团队成员迎难而上，用“十年磨一剑”的精神，从2015年启动立项论证，历经可行性研究、初步设计、详细设计、建造海试，再到2024年建成交付，“梦想”号成功实现看起来“矛盾”的要求，成为全球最先进的大洋钻探船，有望助力科学家们首次实现“打穿地壳、进入地球深部”的科学梦想。

张海彬与团队成员。

精益求精，不留遗憾

中船七〇八所研究员、“梦想”号副总设计师赵建亭从深水钻井平台开始就与张海彬并肩作战，一起合作了20余年。他介绍，张海彬平时性格温和，但在工作上却死磕挑战，精益求精，总想把事情做到最好。

这种精神在“梦想”号的研发设计过程中屡屡展现出来。比如，光是船体高度这件事，就曾困扰团队两年时间。

“梦想”号的母港位于广州海洋地质调查局科考码头，出海作业要通过深中大桥，因此水面以上的高度不能超过76.5米，这对于高度一般超过百米的钻探船而言是巨大的挑战。

在一次次的头脑风暴中，张海彬带领团队在全球范围内首次提出兼具油气勘探和岩芯钻取功能的液压钻机配置方案，用液压钻机代替了传统的电驱钻机，不仅功能强大，更“削”低了井架高度。

同时，在一夜夜的辗转反侧中，团队成员大胆提出下沉式月池的设想。

“大洋钻探船在极端情况下，要能承受海上的强台风，对船体强度要求极高，如船肚子是中空的，必然会影响结构强度，因此下沉式月池方案前所未有。通过数百次仿真模拟和海量数据分析，我们最终确定了下沉式连体双月池设计方案，让钻台高度再降20%。”张海彬说。

就在大家沉浸在攻克难题的喜悦中时，现实又给整个团队“当头一棒”——钻探作业时可能会有可燃气体冒出，井架顶端必须安装数米长的透气管，但此时井架和钻台已“降无可降”，再加上这几米，“梦想”号又超高了。

“那时候确有‘山穷水尽’的感觉，团队里也有气馁的声音，觉得要求太高难以实现，甚至船东都表示，干脆减少井架内预接存储钻杆的数量，从三根变为两根，这样会牺牲作业效率，但井架高度可以大幅降低。”张海彬回忆。

但作为总设计师，张海彬觉得不甘心：“如果妥协了，‘梦想’号就不是全球最先进的大洋钻探船，此前所有追求作业效率的努力也会功亏一篑。”他告诉团队成员，再坚持想想办法，绝不在关键性能上留下遗憾。

他带着团队成员翻阅船级社规范，以及钻井作业的规程与要求，最终又找到了突破口，创新的点子灵光乍现——透气管只有在作业时才需要，既然这样，就做一个可折叠的设计，船舶在航行时就把透气管收起来。通过这一方案，团队终于又迎来“柳暗花明”。

类似这样的创意闪现还有很多：为了实现生活楼与实验楼之间的自然采光，借鉴景区玻璃栈道，创新设计了一种带防水玻璃窗的格栅走道平台，兼顾了自然采光、遮挡雨水和安全性需求；为了解决铝质直升机平台防火难题，提出带集油槽的钢质保护层设计方案，替代了百斤重的驾驶室窗防火窗盖，永久免除了船员频繁安装和拆除钢质窗盖的工作……

张海彬还提出“小吨位、多功能、模块化”设计理念，他研究了不同作业系统的共性和个性需求，采用“共性系统固定搭载、个性系统机动搭载”的技术路径，国际上首次在同一艘船上实现了四种钻探模式和三种取心方式，以“小吨位”实现了“多功能”，完美兼顾了大洋科学钻探、深海油气勘探和天然气水合物勘查试采等多种作业功能。

在整个攻关过程中，张海彬带领团队突破了十大类50余项关键核心技术。正如他所说：“限制条件从来不是枷锁，而是创新的催化剂，正是这些看似无解的难题，逼着我们跳出思维定势，找到更优的解决方案。”

“梦想”号。

青丝成雪，终有回报

今年50岁的张海彬，头上已经有了许多白发，但十多年前，他刚接手“梦想”号项目时，还是满头黑发。

赵建亭告诉记者，“梦想”号研发建造过程中，有150余家参研参建单位，在不同阶段，不同单位都有不同的挑战和难题需要克服。

“作为总设计师，张海彬每天要面对许多不同专业，每个专业每天都会遇到各种问题，这些问题会汇总到张海彬这里，由他协调解决。毫不夸张地说，他每天都要面对N个问题，要工作至深夜，是我们当中最晚入眠的那个。”赵建亭说。

项目在不同阶段有不同工作模式，比如初步设计和投资概算审查阶段，张海彬经常凌晨5点起床，乘坐最早的飞机前往北京与项目申报单位沟通，第二天又要赶到广州与项目实施单位交流，听取各方意见，然后连夜完善技术资料，一直工作到凌晨，再小眯一会儿，然后就早起开会汇报。结束后，当天他又乘最晚一班飞机飞回上海，因为后面还有工作等着他……

除了体力上的消耗，十年时间里，张海彬的心里一直压着一块大石头——“梦想”号重量重心控制能否达到预期。

重量重心关乎到“梦想”号总体性能和作业指标能否实现，对于没有任何母型船可以借鉴的首制船，特别是配置了复杂作业系统的船舶来说，难度非常之大。国内外有不少船舶重量重心控制失败的案例，为了保持稳性和作业能力，而不得不采取在船体上增设浮箱、配置压铁等措施，增加建造和运营成本。

可以说，重量重心控制关乎着“梦想”号的成败。张海彬带领团队协同船厂以及各系统设备供应商，在研发设计、设备采办和施工建造中采取了全过程精细化重量重心管控机制。

2024年6月，经最终倾斜试验测定，“梦想”号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千分之二以内，这意味着实船重量重心控制比预期更好。那一刻，张海彬一直悬着的心才算落了下来。

2024年11月，“梦想”号在广州正式入列。看着阳光下熠熠生辉的“梦想”号，张海彬心情非常激动，在团队的共同努力下，中国人完全独立自主研发设计和建造的大洋钻探船终于成为现实，在那一刻感到付出的所有辛苦都非常值得，大家的努力终于换来了梦想成真！

那天，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平发来贺信，表示热烈祝贺。这封贺信也让张海彬与研发团队感到无比自豪，激发了他们继续努力、在科技自立自强上取得更多突破的斗志。

如今，“梦想”号已完成了钻采系统、船载实验室与船舶平台协同工作能力测试，接下来将按计划执行深海能源资源勘查、试采和大洋科学钻探等任务。而张海彬在接手新项目的同时，还带着原班人马成立“梦想”号运维保障团队，将全力做好“梦想”号运维过程中的技术服务和保障工作，助力“梦想”号在深海和深地科学研究领域产出重大科技成果，推动海洋强国和科技强国建设。

• 信息来源：上观新闻。

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