▲2021年4月3日,“海牛II号”进行海试作业。金永平 摄
华声在线全媒体记者 余蓉 王为薇 刘笑雪
“咱们中国人有能力,有志气,如果有人想卡我们的脖子,那也是卡不住的。”3月7日,全国人大代表、湖南科技大学海洋矿产资源探采装备与安全技术国家地方联合工程实验室主任万步炎在十四届全国人大一次会议第二场“代表通道”上接受记者采访,道出了湖南科技工作者勇于创新、敢为人先的心声,也向世界传递了中国坚定信心走科技自立自强之路的决心。
2021年4月7日,万步炎领衔研发的“海牛Ⅱ号”海底大孔深保压取芯钻机系统,在南海2060米的深海海底成功下钻231米,迄今为止仍然保持着海底钻机海上实际钻探深度的世界纪录。
从依赖进口钻机进行钻探,到自主研发“世界第一”的钻机,技术水平从跟跑到并跑、再到领跑的革命性跨越……“向着更深更广阔的海底挺进!”38年来,万步炎一直努力奔跑在“海洋强国”征途中。
“中国人为什么不行?凭什么不行?”
1964年1月,万步炎出生在洞庭湖畔的岳阳华容县。外公是红军烈士,“家国”二字从小就深深刻印进万步炎的心里。
物质匮乏的时代,精神的滋养更加稀缺。万步炎至今还记得,小时候偶然得到了一本翻烂了的《十万个为什么?》。正是这本书,让他渴望自己能长出一双翅膀,去神秘的天宇探个究竟。
1978年,14岁正读高一的万步炎提前参加高考,填的志愿全是名校的航空航天和天文学专业。后来却被调剂到了中南矿冶学院地质系探矿工程专业,这一“钻地”,就是7年。
“上天”“钻地”是“阴差阳错”,“入海”却是主动抉择。1985年,万步炎研究生毕业后被分配到长沙矿山研究院工作。那年,研究院一位老专家刚从国外留学回来,组建了海洋采矿研究室,特意找到他,问他有没有兴趣加入。
彼时,发达国家正在四大洋进行资源勘探“跑马圈地”,中国却因海洋技术落后,只能望洋兴叹。“国家的需要就是我的研究方向,虽然我没有干过,但是我愿意试一下。”万步炎第一个加入了海洋采矿研究室。
“下了海”,却又“没下海”。限于当时的研究条件,万步炎只能做一些基础的资料收集和实验工作。1990年,中国大洋矿产资源研究开发协会成立,开始从国家层面投入公海资源勘探,万步炎所在的长沙矿山研究院成为协会的创始理事单位,“我们的积累终于派上了用场。”万步炎准备大展拳脚。
1992年3月,万步炎得到机会去日本进修,学习海洋采矿扬矿技术。一年后,万步炎的独特创新见解和超强动手能力,让日方用百倍于国内的高薪挽留他:“你很优秀,可惜你们国家海洋技术研究整体实力不行,留下来吧。”
这深深刺痛了万步炎。“中国人为什么不行?凭什么不行?”没有丝毫犹豫,万步炎毅然回国,并暗暗发誓:一定要努力,让海洋勘探技术超过国外。
“既然别人‘卡脖子’,我们就闯出新路子!”
1998年,万步炎第一次登上远洋科考船“大洋一号”,协助开展设备海试。
整整一周,晕船的他吐得昏天黑地。但比晕船更难受的是,他看到船上小到塑料取样管,大到绞车,都是“洋品牌”,以高价从俄罗斯租来的海底钻机工作了两三个月,却“颗粒无收”。
海底低温高压、地形复杂、海水导电性和腐蚀性强,要想获取深海矿产资源样本,海底钻机是必备的装备。痛定思痛,我国决定自主研发深海钻探设备。1999年,经过公开招标,万步炎所在团队接下了任务。
“既然别人‘卡脖子’,我们就闯出新路子!”带着湖南人那股“吃得苦、霸得蛮、耐得烦”的精神,万步炎誓要把深海钻机造出来。
一天只休息三四个小时,不是在书房就是在实验室。深海锂电池技术、深海控制与视频图像传输技术、深海液压技术、深海电机与变电技术,万步炎一项一项学,逐渐掌握了深海钻机制造的“密码”。
2001年,万步炎团队的第一台样机诞生了,却因为运载船收放架承载量不够,下不了海。
4.5吨的设备要减掉2吨,这谈何容易!万步炎咬着牙一克一克地减。经过1000多个日日夜夜的科研攻关,2003年4月,成功“减肥”的深海浅层岩芯取样钻机终于海试成功,在海底下钻0.7米,打下第一个“中国孔”,取回了矿石样本。
这是一个美妙的开始。2005年,万步炎团队又成功研制世界首台“一次下水多次取芯”的富钴结壳专用钻机,大大提高了采样效率,从海底传回的图像也由黑白升级成彩色。2007年,万步炎因此获得国家科技进步二等奖。
钻机越钻越深。5米,20米,2015年达到60米,不仅跨越了国际公认的50米难关,还成为了世界上第四个拥有该项技术的国家。“当时上海交通大学研制的水下机器人叫‘海马’,我们就给钻机取名‘海牛’。”万步炎风趣地说。
2021年4月7日晚,“海牛Ⅱ号”悄然下潜,游至南海2000米的水下,钻机成功下钻231米,保压取到了天然气水合物(可燃冰),不仅填补了我国海底钻深超过100米、具备保压取芯功能的深海海底钻机装备的空白,还一举刷新了世界深海海底钻机的钻深纪录!
从此,中国也具备了海洋资源全覆盖的勘探能力。广袤的蓝海,向中国敞开了怀抱。
“做科研不怕遇到问题,解决了才能更强!”
桀骜的大海,喜怒无常。海试的每一分每一秒,万步炎都如同斗士。
2005年,万步炎率领的科考队在墨西哥湾遭遇12级狂风,十几米高的巨浪,好像随时要掀翻科考船。“让暴风雨来得更猛烈些吧!”万步炎站在甲板上,大声呼喊着,和大家斗志昂扬地度过了惊魂动魄的一天一夜。
用锂电池供电钻机,取3次芯就没电了。2003年,国内科考船上装备了铠装光纤动力复合电缆,但电压高达3300伏,不了解其性能,几年都没人敢用。2008年,万步炎第一个“吃螃蟹”。钻机下潜到1000米,绝缘值时高时低,随时可能漏电。“危险!”万步炎拔腿冲向绞车间,发现是胶带问题,迅速抢修好,顺利完成海试。
还有一次,“海牛Ⅱ号”曾差点葬身海底。2021年3月,它在海试1000米水深完成海底作业,钻机回收时却突然一声巨响,回收中断,大家一下子懵了!
原来是关键机器配套收放绞车出了问题。绞车负责排缆的丝杠从轴承座中脱出,减速箱箱体破裂,成了碎片,钻机还悬吊在1000米水下。更惊险的是,根据天气预报,48小时后,强台风就要经过这片海域,船必须离开躲避。
绞车是进口的,他们紧急向丹麦厂家求助,答复是“爱莫能助”;联系国内代理商上船修复,称“无能为力”。难道只能砍断缆绳,把价值几千万元的钻机丢弃在海底?
“多少大风大浪都过了,我们自己修!”万步炎镇定自若,甚至有一种迎接挑战的兴奋。
他带领团队尝试各种办法,最后决定构建一个液压系统替代原有电动系统损坏部件的工作。经过近30个小时的奋战,他们搭建安装好临时系统,在台风来袭前两个小时,成功地将悬在深海中的钻机“救”上船,顺利返程。
“做科研不怕遇到问题,解决了才能更强!”万步炎说,当一个个难题被攻克,脑海中的想法一步步变为现实,幸福感就如海水般包裹住自己,如痴如醉。
2022年,“海牛Ⅱ号”下潜至某海域120米水深处,成功完成海底原位探测试验,刷新了我国这一深度,为我国海底工程建设提供了更精准的地质数据支撑。
“国之所需,吾之所向!”万步炎又把目光投向了“海牛Ⅲ号”的研制,“挑战万米级水深地质钻探取样,是我们团队的下一个目标。”