2024年11月，“梦想”号在广州正式列装。这艘“钢铁巨鲸”的列装标志着我国在深海进入、探测、开发方面迈出了重要一步。
大洋钻探也叫大洋科学钻探，是通过地质钻探探索整个地球系统的过程。作为我国自主设计建造的首艘大洋钻探船，“梦想”号攻克多项世界级技术难题，最大钻深可达1.1万米，钻采系统国际领先。
大洋钻探的主要核心技术
一、钻孔重返技术
大洋科学钻探船目前有两种成熟的钻探作业模式，即无隔水管钻探作业和隔水管钻探作业。钻孔重返系统主要针对无隔水管钻探作业，它本质上是多系统的组合，主要包括高分辨率的声呐扫描系统、深水电视和返孔锥装置，可实现钻孔重返的关键在于这些系统之间的紧密配合。
在首次钻探时，将漏斗状的返孔锥安放在钻孔位置，返孔锥上装有声呐反射器，钻杆通过返孔锥钻入海底。钻头磨损后，要将钻杆取出对钻头进行更换，返孔锥仍留在海底。
更换钻头后，再将下端装备有高分辨率扫描声纳探头的钻杆重新放回海里，可接收漏斗上声纳反射器发出的回波来寻找钻孔位置。
声纳探头通过几千米的电缆将接收到的回波信号传到船舶平台控制中心，再经由动力定位系统来调整船舶位置，使钻具移向返孔锥，当钻杆与返孔锥相距不远时，船舶平台通过观察深水电视，辅助以钻杆上的自动装置，最终把钻杆成功插入原钻孔继续钻进。
二、动力定位系统
这类海上巨无霸能在4000米深的海浪中保持稳定离不开动力定位系统，其主要分为控制系统、测量系统、推进系统、动力系统四大部分。
控制系统：从测量系统中获得自身姿态、外部环境信息等变量，根据设置的工作模式，计算与设定值的偏移量，应用控制算法输出控制指令，将处理后的结果下发给动力系统及推进系统。
测量系统：作为整个DP系统的“神经网络”，主要负责获取影响平台姿态的各个外部变量，及平台自身的姿态参数，并将各参数转化为电信号输入到控制系统中。
推进系统：是DP系统的执行环节，需要根据需求以及自身的特性，提供船体运动的力或力矩。
动力系统：为船舶推进系统及船上其他用电设备提供能量来源，主要被分为发电和配电两大系统。
三、升降补偿系统
取样技术：大洋钻探的核心，包括活塞取样、旋转钻探取样和压力取心等。这些技术能够获取不同深度和类型的样本。
测井技术：大洋钻探中获取原位地球物理数据的关键方法。通过将各种测井仪器下入钻孔，科学家可以获得地层的电阻率、声波速度、自然伽马等物理参数。
大洋钻探的主要科学研究应用
大洋钻探通过钻探大洋中脊、俯冲带和转换断层的样本，让科学家们深入了解了板块运动的机制和地幔对流的过程，为科学观测板块边界和地幔物质提供了支持。
大洋钻探获取的深海积物样本，科学家们通过分析其中的微体化石、同位素和地球化学指标，重建了过去数百万年的气候变化历史，为预测未来气候变化提供了依据；同时对深海沉积物中存在的微生物进行的深部生物圈研究，拓展了人类对生命极限的认知，为探索地球早期生命和地外生命提供了重要参考。
此外，大洋钻探还在海底热液系统和冷泉区发现了独特的化能自养生态系统，为研究生命起源和早期演化提供了新视角。
大洋钻探作为地球科学领域的重要研究手段，在过去半个多世纪里取得了丰硕成果，极大地推动了人类对地球系统的认识。
中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心供稿
作者：张胜 时凌峰 苏佳鑫