创重载4000+米新纪录 我国深海采矿重载布放回收装备取得新突破
转自：中国水运网
7月9日，从上海市政府举办的发布会获悉，我国深海矿产资源开发关键技术研究与装备研制取得重大突破。由上海交通大学自主研制的深海重载作业采矿车工程样机“开拓二号”日前成功完成海试。“开拓二号”连续完成5次着底采矿，取回深海多金属结壳与结核，实现深海重载作业采矿车海试水深首次突破4000米，最深达4102.8米，在国内首创深海复杂海底地形高机动行进、深海多矿类复合钻采等深海采矿领域多项技术。
据了解，中国船舶集团公司旗下第七〇四研究所研制的深水重载布放回收绞车，在深海试验区成功实施了“开拓二号”布放回收全流程作业，为其刷新纪录等一系列复杂的深海采矿试验给予了全面技术支撑。这也是我国首次完成深海矿区超深水重载采矿车的布放回收与采矿作业试验，标志着我国深海重载布放回收作业装备创新研发取得了新突破。
在教育部深海重载作业装备集成攻关大平台重点项目和上海市战略性新兴产业重大项目的支持下，上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院率先开展深海重载作业技术与装备研究，先后成功研发了深海多金属结核采矿车“开拓一号”和深海多金属硫化物采矿车“开拓二号”等多型深海装备。其中，深海采矿车“开拓一号”于2021年8月在我国南海西沙海域完成深海试验，海试水深达到1305米。
在这次“开拓二号”深水重载布放回收的海试过程中，七〇四所与上海交大密切配合，协同作战，全力攻克布放海域深、负载重、海况复杂、作业支持要求高等技术难点，完成了高海情、大负载条件下的布放回收作业，最大布放深度达到4102.8米。同时，通过多执行机构的精确协同控制，以及大缆径长距离柔性介质收放过程的张力控制技术，确保了整个布放回收过程在复杂海况下的高效、可靠和顺畅。此次试验，依托七〇四所的船舶与海洋工程特种装备和动力系统国家工程研究中心全程参与指导，并见证了“开拓二号”深水重载布放回收以及创造新纪录的全过程。
这是我国首次在4000米级深海矿区完成硫化物采矿车的深海重载布放回收作业，全面验证了深海采矿布放回收系统的各项性能指标均满足深海采矿高难度作业需求。七〇四所研制的深水重载布放回收绞车，是我国首台套自主研制的机动搭载集成牵引式绞车，也是深海采矿的关键核心装备。该所根据深海采矿的特殊要求，持续开展专项技术攻关，先后突破了集成化总体设计、大缆径柔性介质长距离排缆、绞车集成化机动搭载等一系列关键技术。经过此次全流程试验，其各项性能指标达到国际先进水平。
该绞车采用变频驱动，安全工作负载30吨，容绳量6500米。在研发设计过程中，七〇四所对绞车系统的各项性能指标和功能特性不断优化迭代，并在自动化、电动化和可靠性等方面进行了全面的优化升级，使该系统具有驱动效率佳、承载能力强、自动化程度高等特点。同时，该绞车采用集成式设计方法，将牵引、储缆、排缆等各装置，及电控、液压各系统集成安装于整体式框架内，可满足多平台机动搭载的需求。
多年来，我国深海重载布放回收装备一直依赖进口。为了打破这一局面，七〇四所与上海交通大学精诚合作，主动承担起“引领行业发展、服务国家战略”的责任与担当，深耕细作，持续开展关键技术攻关，不断创新突破。
七〇四所根据深海重载作业特点，针对大负载布放回收特性、介质多样性、超长距离储排缆等，不断开展超深水绞车动载特性分析、快速多层排缆累计误差机理研究、绞车结构优化设计、深海波浪补偿快速响应、长距离精确排缆控制、恒张力快速响应等技术研究，通过一项项技术创新，不断提升核心竞争力。
目前，七〇四所深海重载布放回收装备已广泛应用于科考、海工、深海采矿等领域，并依靠自主研发高品质的装备创下了一项项新纪录，实现了在深海领域核心技术与装备的自主可控和国产化替代。尤其是形成了一支集前期研发、产品设计、生产制造、售后服务为一体的国内领先的科技队伍，持续推动我国深海重载作业能力迈向新高度，实现新突破。