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1、“海牛”是怎样牛起来的科学家万步炎与深海钻机的故事授课人：前 言PREFACE“海牛”不是牛，是一台深海钻机。“海牛”很牛。3000多米深海海底，高压、无光、地形复杂。“海牛”可以沉稳着陆，还能再往海底岩石钻进60米，取出岩芯，供科学家解析深海矿藏的各类“密码”。“海牛”，刷新了我国深海钻机钻探深度纪录。在它之前，全世界也只有美国、德国、澳大利亚的深海钻机可以做到。2015年10月以来，记者多次前往“海牛”的老家湖南科技大学采访。是谁让“海牛”这样牛呢？我国深海钻机第一人、“海牛”项目组首席科学家万步炎浮出水面。万步炎和他的科研团队，几十年如一日，将忠诚融入万顷波涛，将智慧钻透3000米海底。
2、目 录CONTENT“海洋梦就是我的中国梦”“时间，是我们在海洋争夺战中取胜的关键呀！”“失败不可怕，可怕的是怕失败”“一个中国人是一条龙，无数中国人加在一起是一条翻 江倒海的巨龙！”第一部分“海洋梦就是我的中国梦”01“海洋梦就是我的中国梦”追溯“海牛”，不得不从万步炎这个内陆农村的放牛娃说起。1964年，万步炎出生在湖南省华容县农村，父母都是孤儿。外公彭明早年参加红军，担任过湘鄂西苏维埃政府七县巡视员，1932年在洪湖作战中牺牲，年仅31岁。1985年，万步炎从中南矿冶学院研究生毕业，分配到长沙矿山研究院工作，正值我国海洋勘探开发起步。万步炎第一个报名参加新成立的海洋采矿研究室。国际海洋勘
3、探开发技术日益突飞猛进，我国严重落后。惶惶不安，这个感觉，在万步炎前往日本开展合作研究时尤为强烈。01“海洋梦就是我的中国梦”1992年，受邀前往日本开展海洋技术合作研究，万步炎眼界大开，如饥似渴，恨不得一头扎进蔚蓝深海探个明白。他受刺激了。日本同事说：“你很优秀，可惜你们国家海洋技术研究整体实力不行。”刺，扎进心里，扎出一句诺言：“总有一天，我们要超过你们！”在2000年以前，我国没有属于自己的深海钻机。海底富钴结壳资源勘探只能靠大面积海底拖网，耗时耗力不说，还只能在海底不确定地点采到一些表层样品。租。1999年，中国大洋矿产资源研究开发协会（以下简称“大洋协会”）花重金从国外租来一台深海钻
4、机。结果一个样品也没取到，租这条路，行不通。吃了亏，大洋协会决定全力支持研制深海钻机。万步炎率团队报名，终以最优方案中标。01“海洋梦就是我的中国梦”2003年8月，万步炎团队研制的第一台深海浅层岩芯取样钻机诞生，成功在海底下钻0.7米，取出第一个样品，开启了我国深海钻机的历史。继续攻关。2米、5米、20米，万步炎团队研制的系列钻机在太平洋底钻进了1000多个“中国孔”。2007年，万步炎获国家科技进步二等奖。他还为“蛟龙号”7000米潜水器量身订制了海底硬岩“岩芯取样器”。南海，晴空万里，碧波浩瀚。一个名叫“海牛”的家伙缓缓入海，没进深蓝。它身高5.6米，体重8.3吨，钢质构造，橙黄色，八边
5、形。2015年6月11日，“海牛”成功海试，钻进深度达60米，深海钻机技术又迈出一大步，跻身世界前列。01“海洋梦就是我的中国梦”万步炎的画外音小时候，我喜欢听关于外公的故事。外公出生有钱人家，可他爱国爱民，不贪图享受，毅然参加革命，直到英勇牺牲。我工作之后，走过很多地方。在国外走得越多，感受越强烈：我是中国人，必须为国家做点什么。祖国强盛了，中国人才能真正挺起胸膛。作为一个科学家，应该这样想：国家每一个落后于别人的地方，都是我们努力的方向。走出陆地，走向深蓝，海洋梦就是我的中国梦！“海牛”下一个目标是220米，满足可燃冰等多种海底深部矿产资源勘探的钻进深度。第二部分“时间，是我们在海洋争夺战
6、中取胜的关键呀！”02“时间，是我们在海洋争夺战中取胜的关键呀！”“请再给我几分钟！”通过对讲机，万步炎向船长恳求。2015年5月20日20时，台湾海峡，大雨，七级风，巨浪不断向科考船涌来，船体剧烈摇晃。甲板上，万步炎和丹麦技术人员金尼斯加紧调试绞车，准备“海牛”收放试验，测试绞车升沉补偿功能。据气象预报，风浪还会增强。船长要求尽快返航。万步炎比船长更急。02“时间，是我们在海洋争夺战中取胜的关键呀！”“海牛”靠绞车提供牵引动力。海底钻孔时，“海牛”位置必须固定。但海上环境复杂，靠动力定位的科考船容易颠簸、位移。绞车的升沉补偿功能，可以降低船只颠簸对“海牛”的影响。与“海牛”配套的绞车从丹麦进
7、口。调试必须由金尼斯指导完成。一旦返航，科考船什么时候再出海？丹麦技术人员什么时候再来？“海牛”等不及。“大家继续干！”万步炎的声音穿透风雨海浪！绞车收放实验终于完成，科考船风雨中紧急返航。02“时间，是我们在海洋争夺战中取胜的关键呀！”抢时间的故事不止这一个。2008年，2米海底浅孔岩芯取样钻机项目在南海结题验收。为突破钻机水下供电技术瓶颈，项目组决定采用铠装光电复合缆向海底钻机进行大功率供电和光纤通信。这条电缆，电压高达3300伏。抢时间绝缘值时高时低。这意味着随时有漏电的可能，危险一触即发。万步炎拔腿冲向绞车间，发现在绞车和铠装高压电缆连接处使用的是普通绝缘胶带。“问题在这。”万步炎确定
8、，电工紧急抢修。问题解决，申请继续试验。考虑到第一次使用这条电缆，海试验收专家组反对。第二天“大洋一号”就要返航，下次海试得一年后。万步炎不甘心，据理力争。02“时间，是我们在海洋争夺战中取胜的关键呀！”在北京大学求过学的邓中夏，受校长蔡元培“教育救国”思想影响很深。后来接受马克思主义后，更明白了要救中国，必须先对国人的思想进行启蒙。所以到了“上大”后，他亲自制定了上海大学章程，明确“上大”的宗旨是“养成建国人才，促进文化事业”，按照国共合作办革命学校的原则，把社会科学和革命文艺作为重点，同时聘请各界著名人士进校任教或讲课。在邓中夏主导下，“上大”的社会科学课程又与一般的大学不同，注重的是以马
9、克思主义理论武装学生。学生听得津津有味，热血沸腾。一时间，学校出现了这样的景象：课堂里是弹精竭虑的讨论，街头巷尾是如火如茶的讲演，舞台上是民族的血泪魂灵的活动，刊物与传单成堆地从印刷所的机器中吐出02“时间，是我们在海洋争夺战中取胜的关键呀！”终于，钻机着陆海底，下钻2米，成功取样，万步炎又抢回一年。抢时间，万步炎和团队在船上工作经常白天连着黑夜，几十个小时不沾床。实在困了，就在甲板上躺几分钟，找个矿泉水瓶子当枕头。深海3000多米处，24根钻杆像左轮手枪的子弹一样排列在“海牛”腹部的圆盘上。圆盘旋转，机械手取杆上膛，钻进岩层，然后再接入下一根。“海牛”每接一根钻杆的时间是两分零四秒，钻进岩芯
10、60米，只需约20个小时，国外同类钻机得花4、5天。在换杆时间上，咱们的“海牛”领先。02“时间，是我们在海洋争夺战中取胜的关键呀！”万步炎的画外音海上的时间蛮“贵”的。科考船海上工作一天，光油费就要近二十万元。国家投入的科研经费有限，要精打细算。时间就是金钱，必须抓紧。根据联合国海洋法公约，公海资源归全世界共同使用。遵循谁先投资勘探，谁就具有优先开发权的原则；谁能力强，谁就能在未来竞争中掌握话语权。有实力的大国在向海洋进军，尤其是深海资源勘探，争夺越来越激烈。时间，是我们在海洋争夺战中取胜的关键呀！第三部分“失败不可怕，可怕的是怕失败”03“失败不可怕，可怕的是怕失败”在水深大于3000米的
11、海底，一个指甲大小的面积就要承受300公斤的压力。钻机如何承受如此高压？海底地形复杂。岩层有的硬，有的软。钻机怎么钻取岩芯，保证样品的精确性？困难如海浪。国外技术封锁。万步炎和他的团队顽强面对。供电难排第一。万步炎决定用耐压筒组装，形成与陆地等同的内部环境。万步炎将电池改造成耐高压、可浸油的电池，不再需要耐压筒。03“失败不可怕，可怕的是怕失败”问题又出现了：在钻机下海前，要将数百节电池组装起来，需要四五个小时，如果一节出问题，就得全部拆卸，重新组装。2003年，国内科考船上终于装备了铠装光纤动力复合电缆，但由于对其性能不了解，没人敢第一个使用这根缆。直到2008年，万步炎第一个“吃螃蟹”，在
12、研制两米钻机时，决定启用铠装光电复合缆，通过甲板供电，问题迎刃而解。钻进取样，是深海勘探的主要目的。03“失败不可怕，可怕的是怕失败”“海牛”支腿伸出，扎进岩层，沉稳着陆，三种不同类型的钻头，有序钻进，应对自如。既可取硬岩岩芯，也可取海底沉积物，还可进行原位探测。而这种多功能钻头，是万步炎团队的首创，目前国外无此项技术。面对难题，万步炎钻进技术的深孔。自动遥控绳索取芯是万步炎最后找到的答案，是穿透黑暗的阳光。使用这一技术，钻进60米，钻杆只需要接卸一次，完成一次样品提取只需约20个小时，对孔壁损坏小，取样质量和精度高。在国内深海钻探领域，万步炎团队第一个成功研发此项技术。钻机的下放回收关系到钻
13、机的安全。03“失败不可怕，可怕的是怕失败”科考船上通常配备可满足小型、轻量钻机的通用收放设备，一般只允许身高不超过4米的钻机以垂直的方式通过A形架。身高5.6米的“海牛”不适用。万步炎团队精心设计、制作、反复试验“海牛”终于用上了专属的机械化收放设备国内目前唯一可下放重型海底钻机设备的收放系统。“海牛”身上有四五十个传感器。这些传感器是“海牛”的“眼睛”，靠着它们传送信号至操控界面，就可得知“海牛”在深海的每一个动作。这些传感器，绝大多数是由万步炎团队自主研发。03“失败不可怕，可怕的是怕失败”那是1999年，“大洋一号”赴太平洋科考，从国外进口一台原位测试仪，万步炎作为技术保障人员，第一次
14、登船出海。万步炎晕船，浑身乏力，反胃恶心，呕吐不止，躺在床上动弹不得。“要干活，不能这样一直躺着啊。”万步炎支撑着爬起来，站一会儿，坐一会儿，摇晃着来到甲板上来回走，逼着自己吃东西，终于适应了。如今万步炎每年都要在海上工作1至2个月，成了真正的水手。2005年4月，环球科考行动，“大洋一号”在临近墨西哥湾时遇到台风。晚间，数十米高的巨浪嘶吼，如群山倾倒。万步炎索性走上甲板，看巨浪翻腾，听大海咆哮。03“失败不可怕，可怕的是怕失败”万步炎的画外音当时也怕，但风暴就在眼前，怕也没用，干脆体验一把。我想起高尔基笔下的海燕，让暴风雨来得更猛烈些吧！不怕挑战、敢于冒险是科研人员必备的素质。科研就是发现、
15、就是创造，就是走没人走过的路。有人问我：“你每天做同样的事情，不会感到厌烦吗？”我认为，我每天做的，都是不同的事情。解决难题后的快乐是无法形容的。有创新就会有失败。失败不可怕，可怕的是怕失败。我们就该像“海牛”的钻头，钻透一切困难。第四部分“一个中国人是一条龙，无数中国人加在一起是一条翻江倒海的巨龙！”04 “一个中国人是一条龙，无数中国人加在一起是一条翻江倒海的巨龙！”2015年6月9日，“海牛”移出收放平台，在绞车拉吊下缓缓入海。团队成员田勇、王案生背系安全绳分别站在缆绳两侧，站在船尾悬空处的支架上，脚下是2800多米的深海，项目组成员于心科教授从中间用左右手拽住两个人背后的腰带形成三角形
16、支撑，让站在最前端的田勇、王案生正常施力，卡好接口再旋紧螺纹，一个半小时后，15个浮球顺利放完。这样的默契是团队成员在多年的工作中磨合而成的。放浮球是钻机海试时的重要环节，防止钻机下放时被缆绳缠住。这一工作需要团队成员彼此信任、默契配合来完成。04 “一个中国人是一条龙，无数中国人加在一起是一条翻江倒海的巨龙！”“在万老师眼里，博士和工人都是一样的，该做的都得做，不能有半点儿优越感，他要求我们做工人型学者，兼备理论和动手能力。他自己就是这样的人啊，从设计、编程到安装、焊接、测量什么都会。如今我成熟了，还多亏万老师那么直接的提醒呢！”罗柏文笑着说。“我是高中文凭，技术工人，1993年起就跟万老师一起在长沙矿山研究院工作。后来，湖南科技大学邀请万老师，而我学历低，不便引进。万老师坚持不能撇下我。学校打破框框把我也调进来。万老师说，我们是一个整体，要来一起来。”团队成员王案生说。04 “一个中国人是一条龙，无数中国人加在一起是一条翻江倒海的巨龙！”团队成员家中有事，万步炎总是挤时间送去关心。但在自己家人面前，他却常常“缺席”。万步炎提出陪妻子刘淑英回新疆看望岳父母。刘淑英是喀什人，结婚28年
