海底勘探海洋勘察船鉆井取樣技術(shù)

2011 年 10 月，由寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司為 “海洋石油 708”勘察船研制的深水勘察鉆井及取樣系統(tǒng)，作為我國(guó)深水重大科技攻關(guān)的綜合配套項(xiàng)目之一，可適應(yīng) 3 000 m 水深、海底最大鉆深 600 m 的鉆探取樣作業(yè)需求。 其作業(yè)過(guò)程為: 當(dāng)勘察船駛?cè)肽繕?biāo)海域后，首先通過(guò)鉆井系統(tǒng)對(duì)海床進(jìn)行鉆孔，在鉆孔過(guò)程中通過(guò)鉆井泵向鉆桿內(nèi)孔中噴注循環(huán)海水，使鉆桿與井眼的環(huán)孔巖屑及時(shí)排出，方便持續(xù)鉆進(jìn)。當(dāng)鉆到海床以下目標(biāo)層位時(shí)，由一條電纜將取樣及測(cè)試裝置通過(guò)鉆井系統(tǒng)頂部驅(qū)動(dòng)裝置上方的喇叭口，沿著鉆桿內(nèi)孔下放到海底進(jìn)行取樣測(cè)試作業(yè)。其配套的取樣測(cè)試工具是一種通過(guò)電纜操作控制的井下液壓裝置，泥面以下的鉆具質(zhì)量和海底基盤(pán)將為測(cè)試探頭和液壓取樣管提供反力，可在鉆井全深度范圍內(nèi)進(jìn)行作業(yè)。這種作業(yè)模式的系統(tǒng)復(fù)雜，配套設(shè)備多，運(yùn)行成本高。

海底勘探電視抓斗勘探技術(shù)

電視抓斗勘探技術(shù)是通過(guò)科考船上的鎧裝電纜將抓斗下放至海底，以程序指令控制抓斗的開(kāi)合來(lái)實(shí)施勘探作業(yè)。該裝置主要用于海底淺表層的勘探取樣，其驅(qū)動(dòng)型式為水下液壓驅(qū)動(dòng)，控制方式為甲板操作與自動(dòng)控制相結(jié)合，抓斗最大工作水深6000 m，動(dòng)力功率可達(dá) 4kW，抓樣面積大于1m ，可抓取200 kg 以上的樣品，抓斗質(zhì)量約2. 2 t。電視抓斗主要由抓斗機(jī)械裝置、鎧裝電纜和控制系統(tǒng)組成。抓斗上還裝有海底電視攝像頭、光源和電源等輔助裝置。在勘探作業(yè)過(guò)程中，用 A 吊將抓斗下放到離海底5 m 左右的高度，此時(shí)科考船慢速航行并通過(guò)船上的顯視器尋找采樣目標(biāo)，當(dāng)找到目標(biāo)時(shí)立即下放抓斗，準(zhǔn)備抓取樣品。電視抓斗的開(kāi)啟與關(guān)閉通過(guò)抓斗內(nèi)的液壓機(jī)械手完成。在勘探作業(yè)時(shí)，首先利用甲板監(jiān)控平臺(tái)，在觀測(cè)海底地貌特征和海底樣品圖像的基礎(chǔ)上，通過(guò)控制電視抓斗水下作業(yè)狀態(tài)，使動(dòng)力機(jī)械抓斗實(shí)現(xiàn)海底目標(biāo)樣品的準(zhǔn)確采集。2009 年 12 月 “大洋一號(hào)”科考船執(zhí)行 DY21 航次第四航段的大西洋洋中脊考察任務(wù)，在南大西洋洋中脊上利用我國(guó)自行研制的深海電視抓斗，首次獲取塊狀熱液硫化物樣品。

海底勘探深海硬巖取樣鉆機(jī)勘探技術(shù)

深海硬巖取樣鉆機(jī)是一種海底硬巖勘探裝置，用于深海底淺表地層固體礦產(chǎn)資源巖心鉆探取樣。在水下鉆探過(guò)程中，該鉆機(jī)可根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)一次下水在海底不同位置鉆取 1 ～ 3 個(gè)巖心，適用于深海富鈷結(jié)殼礦產(chǎn)資源的勘探。該鉆機(jī)外形尺寸為1. 8 m ×1. 8 m ×2. 3 m，干質(zhì)量2. 8 t，適應(yīng)水深 4 000 m，鉆孔深度 700 mm，取心直徑 60 mm。該硬巖鉆機(jī)鉆探深度淺，將配有逆變器的 220 V 油浸三相交流電機(jī)作為動(dòng)力源，為液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力，以驅(qū)動(dòng)鉆具回轉(zhuǎn)、進(jìn)給等作業(yè)。該鉆機(jī)主油泵采用恒功率控制技術(shù)，在設(shè)定的鉆進(jìn)壓力下，鉆頭切削巖石的扭矩隨巖石硬度的變化而變化。若針對(duì)不同巖性的巖石，則需給鉆頭提供足夠的扭矩以實(shí)現(xiàn)對(duì)巖石的切削。

海底勘探液動(dòng)沖擊式海底勘探技術(shù)

液動(dòng)沖擊式海底勘探取樣技術(shù)是一種利用高壓海水驅(qū)動(dòng)高頻液動(dòng)錘產(chǎn)生的強(qiáng)沖擊能量，來(lái)撞擊巖心管及鉆頭，同時(shí)對(duì)巖心管內(nèi)產(chǎn)生抽吸作用，使巖心樣品進(jìn)入取樣管的勘探取樣手段。液動(dòng)沖擊式海底勘探裝置可直接搭載在普通科考船上進(jìn)行作業(yè)，在鉆具鉆進(jìn)時(shí)，沖擊液動(dòng)錘工作后的流體沿鉆具與井眼孔壁循環(huán)上返，使鉆具避免了沖擊巖心管引起的 “樁效應(yīng)”，使井下工具鉆進(jìn)取心完成后順利提出。該沖擊式勘探裝置適于水深 100 m 的海域，鉆進(jìn)效率高，取樣長(zhǎng)度 6 ～10 m，取心成本低。但隨著勘探深度的增加，摩擦力急劇增大，阻礙了土樣繼續(xù)進(jìn)入管內(nèi)并造成樣品被壓實(shí)，巖心組織形態(tài)變化大。

海底勘探重力柱狀勘探取樣技術(shù)

重力柱狀勘探取樣技術(shù)主要用于海底淺表層取樣，以獲取柱狀沉積物樣品。根據(jù)觸底方式的不同，可分為重力柱狀取樣器和重力活塞取樣器。重力柱狀取樣器由重錘和取樣管組成。重力活塞取樣器由重錘、取樣管、釋放器系統(tǒng)和活塞系統(tǒng)等組成。在作業(yè)過(guò)程中，通過(guò)纜繩將取樣器釋放到水下，取樣器通過(guò)自由落體的方式插入海底，同時(shí)繩纜將內(nèi)置活塞迅速拉至取樣器頂部，海底沉積物也隨著活塞的上行而進(jìn)入取樣器，最后其上的閘閥將取樣器底部閉合密封，完成取樣過(guò)程。重力柱狀取樣設(shè)備的質(zhì)量可達(dá)3 t，取樣管長(zhǎng)度為2 ～18 m，直徑為 89、108 和 127 mm。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但可控性差，勘探取樣精度低。

天津榮亨集團(tuán)股份有限公司 （原天津市寧河縣蘆臺(tái)精密鑄造總廠）是經(jīng)中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)的國(guó)家級(jí)企業(yè)集團(tuán)，下設(shè)子公司為：天津市蘆臺(tái)精密鑄造有限公司、天津榮亨集團(tuán)股份有限公司、天津市蘆臺(tái)石油設(shè)備有限公司、蘆臺(tái)福利電器廠、天津新潮機(jī)電設(shè)備有限公司，天津大千鋼管制造有限公司，天津大鵬螺桿泵制造有限公司，天津興大泵制造有限公司，天津宏津鉆采設(shè)備制造有限公司，天津市精聯(lián)商貿(mào)有限公司等15家。資產(chǎn)總值6。5億元，員工2600人，工程技術(shù)人員260名。 　 公司多年來(lái)始終致力于新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和老產(chǎn)品的提高改造工作，堅(jiān)定不移地走以科技發(fā)展企業(yè)之路。投巨資從國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)的檢測(cè)生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)，有效地保證了企業(yè)產(chǎn)品的高科技含量。本公司自行研制開(kāi)發(fā)的離心增壓注水泵系列產(chǎn)品，獲多項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利，并被列入國(guó)家星火計(jì)劃。該產(chǎn)品與本公司生產(chǎn)的潛水電泵、潛油電泵及配套高級(jí)精密鑄件等產(chǎn)品，行銷(xiāo)國(guó)內(nèi)各大油田及美、德、日、澳等國(guó)，深受客戶(hù)好評(píng)。本公司以形成了年產(chǎn)泵10000臺(tái)套、泵類(lèi)配件8000余噸、高級(jí)精密鑄件10000噸的生產(chǎn)能力。