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鑽透一切困難,鑽向大洋深處

——時代楷模、湖南科技大學教授萬步炎系列報道之一

2023年05月24日09:13    來源:湖南日報

在全黨深入學習貫徹習近平新時代中國特色社會主義思想和黨的二十大精神,大力推進教育強國、科技強國、人才強國建設之際,中央宣傳部向全社會宣傳發布萬步炎同志先進事跡,授予他“時代楷模”稱號。本報即日起推出系列報道,敬請關注。

近日,中宣部決定授予湖南科技大學教授、博士生導師,第十四屆全國人大代表萬步炎“時代楷模”稱號。這位矢志科技自立自強的深海勘探先鋒,再次迎來“高光時刻”。

“我是來自湖南的‘養牛專業戶’,我養的牛,是‘海牛’。”30多年來,萬步炎扎根海洋資源勘探技術研究,帶領團隊全力突破關鍵核心技術“卡脖子”難題,不斷推動我國深海資源與地質勘探技術實現高水平自立自強,研制出的海底鑽機成功下鑽231米,迄今為止仍然保持著海底鑽機海上實際鑽探深度的世界紀錄。

“國家的需要就是我的研究方向”

2021年4月7日,南海,湛藍浩瀚。

“‘海牛’開始入海!”科考船上,響應指令,高7.6米、腰圍10米、體重12噸的“海牛Ⅱ號”海底鑽機緩緩沒入深藍,直抵水深2060米的海底。

調整姿態、向下深鑽、不斷挺進……231米!新的世界深海海底鑽機鑽探深度紀錄誕生!人群沸騰起來,驚呼、歡笑。

發出指令的,正是湖南科技大學海洋實驗室主任、“海牛”項目組首席科學家萬步炎。

此時此刻,強烈的自信涌上他心頭——外國人能干的,我們也能干,還能干得更好!

這位頭發花白、笑容燦爛的深海勘探先鋒,卻是“半路下海”。

1985年,作為碩士研究生的萬步炎從中南礦冶學院地質系探礦工程專業畢業,分配到長沙礦山研究院工作。最初,他從事的是陸地礦產的勘探開發。

那一年,研究院來了一位剛從海外歸來的老專家,組建了海洋採礦研究室,並特意找到萬步炎,問他有沒有興趣加入。

水深超過1000米的神秘深海有著豐富的寶藏。根據聯合國海洋法公約規定,公海礦產資源誰有能力先勘探,誰就具有優先開發權。彼時,發達國家在四大洋“跑馬圈地”,我國卻因海洋技術落后,隻能望洋興嘆,甚至對自己領海內的海底資源儲量和分布都知之甚少。

“國家的需要就是我的研究方向,雖然我沒有干過,但是我願意試一下。”萬步炎沒有猶豫,第一個加入了海洋採礦研究室。

雄心勃勃“下了海”,卻未曾看到一朵“浪花”。有5年的時間,他隻能做些海洋採礦的理論研究。

1998年,34歲的萬步炎終於第一次登上遠洋科考船。然而,在船上看到的景象深深刺痛了他——小到塑料取樣管,大到絞車,竟然都是“洋品牌”。更令人沮喪的是,國家花重金從國外租了一台海底鑽機,試驗鑽探整整一個航次,結果顆粒無收。

面對國家需要和受制於人的不甘,萬步炎下定決心:科技的進步、國家的強大,要靠我們自己,必須研制出我國自己的深海鑽探設備。

“我們要闖出新路子,要做就做最好的”

1999年,中國大洋協會面向全國招標研發海底鑽機,萬步炎和他的團隊如願中標。

然而,研發困難重重。在水深大於3000米的海底,一塊指甲大小的面積就要承受300千克的壓力,鑽機如何承受如此高壓?重達數噸的鑽探設備放入海底,看不見摸不著,鑽機靠什麼去“看”?海底地形復雜,岩層有的硬、有的軟,鑽機怎麼鑽取岩芯,保証樣品的精確性?

當時我國深海資源勘探開發技術研究非常落后,唯一的“資料”是租來的、功能“半吊子”的鑽機,連鑽機最基本的動力系統設計都要從零開始。許多專家認為,能一步步走好“外國路”就已經非常不錯了。萬步炎卻提出:“我們要闖出新路子,要做就做最好的!”

沒有理論支持,也沒有經驗可循,怎麼辦?憑著湖南人那股“吃得苦、霸得蠻、耐得煩”的精神,萬步炎選擇從零開始,從頭學起。

他自學機械設計、電子技術和自動控制、計算機軟件等知識,邊學邊干,從原理到零部件設計,再到制作成型,試驗、失敗、再試驗……“難題不解決,晚上就不回去”,一項一項掌握著制造深海鑽機的“密碼”:深海鋰電池技術、深海控制與視頻圖像傳輸技術、深海液壓技術、深海電機供變電技術……

2001年,萬步炎領銜研發的第一台樣機出爐,搬上了科考船,卻下不了海。科考船是從國外買的,說明書說其收放架可承載5噸的重量,誰知到了船上一測,隻能承載2.5噸,而樣機重量有4.5噸重。

給樣機減重近50%,其難度不亞於重新做一個。萬步炎咬著牙,一斤一斤減,終於在2年后,讓樣機成功“瘦身”。

2003年夏天,我國首台深海淺層岩芯取樣鑽機在海底下鑽0.7米,打下第一個“中國孔”,取回了礦石樣本。海試成功!

那一晚,很少喝酒的萬步炎喝多了,醉得“豪情萬丈”。

“面向大海,腳踏實地”

2007年,研制出2米深海鑽機﹔2010年,研制出20米深海鑽機﹔2015年6月,研制出的深海鑽機在3000米深的海底下鑽60米,突破了國際公認難以跨越的50米難關,我國成為世界上第4個擁有該項技術的國家。在黑暗幽深的海底,萬步炎走出了一條從未有人走過的中國道路。

從海底表面至數百米深度的地層中,深藏著一種極具戰略意義的未來能源——可燃冰。在10年前,全世界隻有美國、德國和澳大利亞3個國家的深海鑽機能夠完成可燃冰的勘探,可就是他們的技術,也無法做到全程保壓取芯。

2015年,萬步炎將目標投向這裡,著手研發屬於中國人自己的,能夠實現海底工程地質勘探、全程保壓取芯的鑽機系統——“海牛Ⅱ號”。

整套鑽機系統有上萬個零部件,萬步炎的要求是每一個必須分毫不差。其中一個精密零件在寧鄉一家工廠制作時,花了三四天,返工了七八次,仍達不到設計要求。萬步炎聽說后,冒著瓢潑大雨,立馬開車從湘潭趕到寧鄉,當面指導師傅們如何加工。

這次做出來的零件,精度離設計隻差兩個微米,相當於頭發絲的1/50,團隊成員們覺得差不多了,但萬步炎堅決不同意:“必須確保水下作業萬無一失。”他指導師傅更換加工方法,在加工了4個小時后,終於把零件分毫不差地做出來。此時,已經是次日凌晨兩三點。

2021年3月,“海牛Ⅱ號”的海試驗收如期而至。可就在測試項目過半、成功在望時,突然海上傳來一聲巨響。

原來是關鍵機器配套收放絞車壞了事——絞車負責排纜的絲杠從軸承座中脫出,減速箱箱體破裂,成了碎片。當時鑽機懸吊在1000多米深的水下,上不來也下不去。更為嚴峻的是,根據天氣預報,48小時后,將有強台風經過這片海域,船必須離開躲避。

絞車是從丹麥進口的,他們緊急向丹麥廠家求助,答復是愛莫能助﹔聯系國內代理商上船修復,稱無能為力。難道隻能砍斷纜繩,把價值幾千萬的鑽機丟棄在海底?

大家一籌莫展之時,萬步炎卻有一種迎接挑戰的興奮。他帶領團隊嘗試各種辦法,最后決定構建一個液壓系統替代原有電動系統損壞部件的工作。經過30多個小時奮戰,他們趕在台風來襲前兩小時,成功將懸在深海中的鑽機救上船,踏上歸程。

2021年4月7日,萬步炎帶著“海牛Ⅱ號”再次向2000米的深海發起挑戰。3米、6米、9米……231米!這不僅刷新了世界深海海底鑽機的鑽深紀錄,還保壓取到了可燃冰,填補了我國海底鑽深大於100米、具保壓取芯功能的深海海底鑽機裝備的空白。

男兒有淚不輕彈,那一刻,萬步炎任幸福的淚水在臉上流淌。

永不停歇!海試歸來,萬步炎面向我國海底工程建設需求,朝海底原位探測又發起新一輪攻關。2022年8月,他率隊奔赴南海,在某海域120米水深處成功完成基於海底鑽機的海底原位探測試驗,開創了我國基於海底鑽機的原位探測技術突破深海百米的新開端。

最近,海牛團隊以技術作價入股設立了湖南海牛地勘科技有限責任公司,推動面向深海海底沉積物、軟岩、硬岩的系列化海底勘探成套裝備產品和配套裝備技術等應用﹔“海牛Ⅲ號”作為國家重點研發計劃項目正式啟動,向著更深和更廣闊的海底挺進。

“面向大海,腳踏實地!”萬步炎說。不久的將來,在越來越多的海域,我們將會欣喜地看到“海牛”潛入深海的矯健身影,感受到中國人“可下五洋捉鱉”的豪情!(湖南日報全媒體記者 余蓉)

(責編:王子鋒、王珂園)
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