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大洋钻探船调研报告

1.研究背景及意义

随着陆地及浅海资源的日渐稀缺，海洋资源的开发利用日益成为各国关注的

焦点。大洋钻探是人类认知海洋、开发深海资源的主要手段之一。大洋钻探是人

类认知伸向海洋的“触角”，也是研究海洋地壳构造、从事海底资源开发的主要手

段，而大洋钻探船则是大洋钻探活动的核心装备。目前，国际上有3艘专用的

大洋钻探船，分别是美国的格罗玛挑战者号和乔迪斯决心号，以及日本的地球号。

自1968年开始，国际大洋科学钻探先后经历了深海钻探计划（deepseadrilling

program,DSDP）（1968—1983年）、大洋钻探计划（oceandrillingprogram,

ODP）（1985—2003年）、综合大洋钻探计划（integratedoceandrilling

program,IODP）（2003—2013年）和国际大洋发现计划（internationalocean

discoveryprogram,IODP）（2013—2023年）共4个阶段，先后有20多个国家参

与，累计完成大洋科学钻井4000余口[1]，获取了超过600km的岩心和大量

数据，在板块构造理论、气候演变规律、古海洋学、古生物学、海底深部生物圈、

海底矿产资源分布等方面取得了许多重大成就。国际大洋科学钻探计划之所以

能顺利实施，大洋钻探船是关键。大洋钻探船是全世界深海高技术的集成，能够

在水深数千米的海底实施钻探，是目前在海底深部取样的最重要手段。

2.主要结构

大洋钻探船是专门设计和构建用于在海洋中进行钻探作业的船只，它的主要

结构包括以下几个部分：

船体：大洋钻探船的船体通常较大，用于提供船只的浮力和稳定性。船体通

常由钢铁或其他强度高的材料构建，以承受海洋环境的压力和运输设备和工作人

员的重量[2]。

钻塔：大洋钻探船上通常有一个高大的钻塔，用于支持和操作钻探设备。钻

塔由钢铁构建，具有足够的强度和稳定性来承受钻探作业时所需的巨大力量和扭

矩。

钻井设备：大洋钻探船上放置有各种钻井设备，如钻头、钻杆和钻井管等，

用于在海底进行钻探。这些设备通常由高强度的材料制成，以承受高压和高温环

境，并能够钻穿地下岩石以获取样本或其他有关地质构造的信息[3]。

动力系统：大洋钻探船通常配备强大的动力系统，包括一台或多台主机。这

些主机通常是燃料驱动的发电机，[4]为整个船只提供足够的电力，以驱动船只本

身的运动和供给各种设备的能量需求。

实验室和设施：大洋钻探船还配备了实验室和其他设施，用于处理和分析从

钻井作业中获取的样本和数据。这些实验室通常有高级设备和仪器，可以进行各

种地质、化学和生物学分析。

居住区和设施：大洋钻探船通常还有居住区和休息设施，以供船员在钻探作

业之外的时间进行休息和娱乐。这些区域通常包括厨房、浴室、卧室、休息室和

健身房等。

这些是大洋钻探船的主要结构，它们合作运行，以支持和执行深海钻探作业。

值得注意的是，具体的大洋钻探船的设计和配置可能会因船只的规模、目标和特

定需求而有所不同。

3.工作原理

大洋钻探船的工作原理可以简单概括为以下三个阶段：第一、钻探作业前期

准备阶段。首先是定位目标区域，在进行钻探作业之前，大洋钻探船首先需要定

位目标区域。这通常通过地质勘探、测量和先期调查来确定，以找到潜在的有价

值的油气田或矿床。然后做好钻井准备，这包括从船上装备货架上移动钻杆、钻

头、钻井管等设备到钻塔，并连接它们。还需要配置钻井液系统，用以冷却钻头、

清理井眼和控制地层压力。

第二、钻探作业阶段。一旦钻井准备工作完成，钻井作业就开始了。如图2

所示，钻井船使用钻塔将钻头和钻井管下放到海底[5]，并通过旋转钻杆，将钻头

钻入岩石地层中。在钻井过程中，钻井液被注入钻井管，通过钻头冷却和清理岩

层，同时也通过产生回压来控制地层的压力。作业完成之后要进行地质取样和数

据收集，在钻井作业进行的同时，大洋钻探船还会定期进行地质取样和数据收集。

这通常通过获得地层样本、测量岩层物性、记录钻井参数以及使用其他检测设备

来完成。这些样本和数据将用于地质构造和资源评估[6]。

图2钻井工作示意图

第三、作业完成后的处理。当钻井达到所需深度或者