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针对深海运载器海底岩芯原位取样作业需求,对基于水下运载器的深海原位取芯钻机在深海低温、高压、底层流速多变等特点条件下的作业机理及受力进行分析,并选取硬质合金钻头和PDC钻头进行了取芯钻头的轴向力、切向力和切削功率的数学力学对比计算,确定了单环四齿周向均布的金刚石复合片(PDC)钻头设计方案。在理论分析基础上,针对深海钴结壳设计了台架试验,开展钻进试验研究。通过理论计算和实验研究,探寻了一种基于深海运载器的钴结壳小型钻机设计方法,确定了钻机功率、转速、钻进正向压力和取芯率等基本参数选取范围,对开展海底岩芯原位取样作业具有重要的指导意义。 相似文献
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深海探测是人类实现可持续发展的战略途径和重要手段。为加快我国开发利用深海资源的进程,文章系统梳理深海探测技术及其研发,分析关键性深海探测技术,并提出深海探测技术的发展趋势。研究结果表明:全球积极研发深海探测技术,主要包括载人潜水器等深海运载器探测技术,声学、光学、电磁学和热学等深海传感探测技术以及生物、海水和岩芯等深海取样探测技术;我国也取得一系列研究成果,但技术水平和产业化水平总体较落后;精确、可靠和高效深海探测的关键性技术主要包括深海光学通信技术、深海导航定位技术、深海动力能源技术和深海装备材料技术,亟须技术攻关;未来深海探测技术将向体系化、协同化和智能化方向发展。 相似文献
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文章详细对比分析了国内外以"三龙"系列为代表的深海运载器海洋探测开发装备发展现状,特别针对我国以"蛟龙"号为代表的载人潜水器,以"海龙"系列为代表的无人有缆潜水器和以"潜龙"系列为代表的无人无缆自治潜水器的性能和功能进行了剖析,从作业深度、作业时间、取样能力和搭载工具等方面进行了分析研究,并借鉴大洋航次海上调查作业经验,构建了大型运载装备应用能力解析图,明确了不同装备的深海科学考察应用范畴,优化了大型装备的协同作业方案,通过对我国"三龙"装备体系、人才队伍、应用技术和制度体系等能力建设,形成我国三大系列装备转入业务化运行的全链条发展理念,为我国"深海进入,深海探测,深海开发"战略提供强有力的装备支撑。 相似文献
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针对"蛟龙"号载人潜水器海底岩芯原位取样作业需求,结合大洋航次开展国际海底矿区调查和科学研究需要,开展了基于蛟龙号的深海小型岩芯原位取样装置概念规划和系统设计。在分析国内外搭载于潜水器上的深海小型钻机特点基础上,针对潜水器作业工况和技术难点,研究了"蛟龙"号载人潜水器海底岩芯原位取样装置关键技术,分析计算了钻进压力、钻头转速和岩芯剪切扭矩等工作参数,完成了整机概念设计和操作工艺流程分析。为增加原位取芯作业能力和解决"蛟龙号"载人潜水器无配套岩石取芯作业工具的问题提供了相应的技术方案,对"蛟龙号"载人潜水器开展海底精细勘探和原位取样作业具有重要的现实意义。 相似文献
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20世纪70年代以来,随着高新技术的发展,日本、法国、美国、俄罗斯等国的载人深潜器和无人深海探测器技术发展很快,技术功能不断更新,先后研制建造了一批先进的探测装置和各种类型的深海运载器, 相似文献
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随着我国综合国力的提升和战略安全环境及新空间的需求，习总书记提出了“海洋强国”的战略目标及深海进入、深海探测、深海开发的发展三部曲战略构想。海洋强国的发展离不开大型运载装备的进步，载人潜水器不仅对资源调查与科学研究做过杰出的贡献，而且在军事界领域也产生过深远的的影响。本文对国内外载人潜水器的应用发展现状进行了重点研究，对世界范围内重型深海载人潜水器及轻型中浅海载人潜水器的应用进展现状进行了全面调研研究，同时介绍了我国蛟龙号、深海勇士号等载人潜水器应用发展情况，也对世界范围内载人潜水器的技术性能和应用情况进行了分析对比，在此基础上，展望了载人潜水器的发展趋势，并讨论了潜水器装备的未来技术进展。 相似文献
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海洋蕴藏着国家经济发展和国防建设不可或缺的丰富的战略资源,世界各国不断加大在国际海域活动的力度,展开了空前的技术研究与竞赛。深海活动离不开高技术运载装备的支撑,以载人潜水器为代表的运载装备不仅对资源调查与科学研究做过杰出的贡献,而且在军事领域也产生过深远的影响。文中对国内外载人潜水器的发展现状进行了重点分析,对世界范围内重型深海载人潜水器及轻型中浅海载人潜水器的进展现状进行了全面调研,同时介绍了我国"蛟龙号"、"深海勇士号"等载人潜水器发展情况,也对世界范围内载人潜水器的技术性能和应用情况进行了分析对比,在此基础上,展望了载人潜水器的发展趋势,并讨论了潜水器装备的未来技术进展。 相似文献
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深海水下机器人主要用于深远海地质、矿物资源和生物调查研究,以及海洋石油工程服务等水下综合作业,能够实现深海近底高精度、长时间的定点取样作业及其他精细化调查。结合国内外深海ROV装备和技术发展现状,以新研发的6 000 m级"海龙Ⅲ"号ROV搭载"大洋一号"船执行的2018年南海综合海试和48航次为例,从深海试验流程和方法、浅水区功能测试、深水区功能测试、深海观测及取样功能测试等方面,详细阐述了ROV海上试验和应用作业过程,对作业水深、功率配置、水下运动能力、搭载能力等关键性能指标进行了试验验证。海上功能测试和试验性应用结果表明,"海龙Ⅲ"ROV各项性能指标满足设计要求,验证了系统在不同深度、不同地形条件下的观测取样作业能力,创新了深水ROV作业方法手段,分析得出此类装备目前在国内发展存在的不足之处,并结合实际应用提出后期改进计划,以期为深海ROV的海试应用提供技术参考。 相似文献
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深海沉积物作为一种重要的深海环境变化记录载体,是海洋学尤其是深海研究必不可少的基础研究资料.因此如何获得超长、连续、无扰动的沉积物柱状样品是深入开展深海科学研究的关键技术环节,也是我国在深海研究国际竞争中取得优势的主要技术瓶颈之一.通过综述国内外深海超长沉积物取样系统的研究进展,发现当今通用的沉积物取样系统存在诸多技术问题,从而不可避免地对沉积物产生扰动、压缩、断层等破坏.基于深海取样系统研制的国内外发展动态,提出了一种新的结合普通重力取样器对浅表沉积物样品无扰动取样和重力活塞取样器获取超长沉积物的混合型超长沉积物取样系统的设计构想. 相似文献
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作为深海科学研究的重要基础装备，深海超长沉积物柱状取样系统在海底地形地貌、海洋地质构造、气候环境变化等研究领域发挥了重要作用，其在海底矿产资源勘探、海洋工程地质勘察等方面展现了巨大应用价值。针对传统超长柱状沉积物取样系统在作业过程中存在的盲目采样、安全隐患大、甲板作业空间受限等问题，自主研制了一套适用于深海的超长可控可视沉积物柱状取样系统，该系统具有液压锤击、立式收放和实时监控功能，能获取连续、超长、具有精准姿态方位信息的柱状沉积物样品。现通过对独立排缆方式、取样管快速拆装、样品封堵、低扰动取样刀头等关键技术细节进行优化，解决了样品扰动大、取样率低的问题，提高了取样作业效率与样品质量，且降低了作业安全风险。2017—2021年，该取样系统搭载不同母船在南海1 700，1 725 和1 778 m水深分别获取了15.25、16.01和15.83 m的长柱状沉积物样品。该设备的成熟应用，可为我国深海探测研究提供技术支持。 相似文献
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海底沉积物取样技术对大洋诸多科学研究来说非常重要,各种研究目标的实现与沉积物样品的质量息息相关.在使用常规管状取样器对松软或轻微固结的沉积物取样时,沉积物样品的扰动总是不可避免的.以机械手持式沉积物取样器为原型机,建立了管状取样器的取样过程模型,分析了沉积物样品的扰动机理;采用球形孔扩张理论获得了沉积物土体受到取样管挤压扩张的理论解;结合太平洋具体沉积物土体物理力学参数,对管状取样器取样造成沉积物扰动的状况给出了一个定量描述,并且提出取样管壁的厚度是减小沉积物扰动的关键参数. 相似文献
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深海在黑暗、高静水压、低温（黑烟囱等热液系统除外）和寡营养的极端环境下形成了特殊的生境。对深海生物/微生物的研究,不仅可以揭示各种深海生物的生理代谢特性和动态变化规律,而且有助于深海生物资源的开发利用,特别是深海微生物碳循环机制的相关研究可为全球实现碳中和目标提供新的路线图。研究深海生物的首要条件是获得大量保持原位特性的样本,然而传统深海采样手段的局限可能导致深海相关研究结果无法反映深海环境下真实的生命过程,亟需发展满足深海生物原位研究的采样方法和生态监测技术。本文对深海生物研究现状,相关科学问题和原位组学研究进展,以及原位生态监测装备研发和应用进行综述,并对深海原位生物实验室进行了展望。 相似文献
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深海超高压环境模拟试验装置是深海关键技术与装备研究中必不可少的测试装置。采用传统的一体式压力筒研制大直径、超高压试验装置时难以克服应力集中的问题,安全性较低且造价昂贵。采用预应力钢丝缠绕技术研制的深海超高压环境模拟试验装置克服了其局限性,该装置是目前国内工作压力最高、可实现筒内环境数据监测且升降压自动控制的压力试验装置。文中简要介绍了该装置的系统组成及研制过程中主要关键技术问题及解决方法,最后介绍了典型实验应用,为深海超高压环境模拟试验装置的研制与应用提供参考。 相似文献
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水下对接传输技术作为自主水下机器人（autonomous underwater vehicle，简称AUV）水下能源补给及数据传输的重要方式，受到国内外的重点关注，目前采用的水下对接传输方式主要分为接驳插拔传输及无线感应传输。在探究国内外AUV水下对接研究概况的基础上，归纳、总结以上两种传输方式的研究现状，分析对比其在对接传输效率、发展限制因素、对接控制技术等方面的区别。通过分析发现，接驳插拔传输在传输效率及功率方面具备优势，无线感应传输则具有更高的简易性、经济性。此发现为不同作业需求下传输方式的选择提供了基础。通过技术发展限制因素对比得出，在未来技术发展方向上，接驳插拔传输技术需提升系统稳定性、灵活性及费效比，无线感应传输需解决能量损耗、系统鲁棒性及涡旋损耗等问题。对两种传输技术未来发展前景及方向的预测，能够为AUV水下传输的发展提供重要参考。 相似文献
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载人潜水器在深海科学考察中的应用研究进展 总被引：5，自引：0，他引：5
载人深潜技术是深海技术的前沿与制高点,也是深海科考最先进的技术手段之一。20世纪60年代以来,随着高新技术的发展,美国、法国、俄罗斯、日本等国在载人潜水器的研制和应用上取得了快速的发展,先后掌握了大深度载人深潜技术,具备了在复杂海况下进行水下作业的能力,实现了对深海和大洋洋底的现场观察、探测和取样等。目前,深海载人潜水器的考察范围已经遍及全球大陆坡深水区、洋中脊、海山、海沟和洋盆等海底区域,获得了大量的深海地质、地球物理、生物、化学和环境方面的信息或样品,取得了一批重大的发现和创新性的研究成果,推动了深海科学的发展。我国自主集成研制的"蛟龙"号载人潜水器顺利完成了7 000m级海试,并于2013年开始开展了试验性应用,取得了丰硕的科考成果。本文简要介绍了世界载人潜水器的发展现状及其在深海科学考察中的技术优势,综述了国内外载人潜水器在深海地质学、生物学和物理海洋学等领域中的应用情况。 相似文献
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深海采矿作为新领域资源重点开发项目,国外已开展部分试验研究,国内现阶段仅停留在重点设备部件级功能验证,还未开展过系统整体联动,距离海洋油气等正在进行的规模化商业开采还有很大距离。本文以深海采矿系统整体联动模型为基础,与海洋油气工程作业平台技术模型进行对比,对整体联动风险点进行深度分析,并根据重点风险部件开展其悬挂模式、力学模型研究,探讨深海采矿系统整体联动时应急撤离的策略。研究总结了深海采矿系统整体联动的特点,提出了管道摇摆幅度超出设计范围、平台升沉行程超出伸缩冲程范围等两大关键风险点、提升硬管受力分析方法和对应的应急撤离方案,对深海采矿工程总体设计和工程实施具有指导意义和参考价值。 相似文献