萬(wàn)步炎：“海牛家族”領(lǐng)跑海底勘探

文/熊科

萬(wàn)步炎

身量精瘦、滿頭白發(fā)的“小老頭”，站在數(shù)米高的“海牛Ⅱ號(hào)”面前，有點(diǎn)不起眼。他用三十余年時(shí)間不懈鉆研，刻苦攻關(guān)，解決關(guān)鍵核心技術(shù)“卡脖子”難題，帶領(lǐng)“海牛家族”實(shí)現(xiàn)我國(guó)海底鉆機(jī)裝備技術(shù)從無(wú)到有的跟跑、并跑與領(lǐng)跑的革命性跨越。他把海底鉆機(jī)裝備制造與應(yīng)用技術(shù)牢牢掌握在手中，推動(dòng)我國(guó)深海資源與地質(zhì)勘探技術(shù)高質(zhì)量發(fā)展。

研發(fā)深海鉆機(jī)

1978年，14歲的萬(wàn)步炎成為恢復(fù)高考后的第二屆大學(xué)生，在中南礦冶學(xué)院地質(zhì)系讀探礦工程專業(yè)。七年后，萬(wàn)步炎研究生畢業(yè)，來(lái)到長(zhǎng)沙礦山研究院，從事陸地礦產(chǎn)的勘探開(kāi)發(fā)工作。一位老專家從日本留學(xué)回來(lái)，要在研究院組建我國(guó)第一個(gè)海洋采礦研究室，去海底采礦。老專家問(wèn)萬(wàn)步炎是否有興趣，萬(wàn)步炎答道：“國(guó)家需要就是我的研究方向，雖然我沒(méi)有干過(guò)，但愿意試一下。”

鑒于當(dāng)時(shí)的研究條件，萬(wàn)步炎在海洋資源開(kāi)發(fā)研究方面只能做一些準(zhǔn)備性工作，真正開(kāi)始海洋開(kāi)發(fā)研究則是五年后。1990年4月9日，中國(guó)大洋協(xié)會(huì)成立。萬(wàn)步炎所在的長(zhǎng)沙礦山研究院是協(xié)會(huì)創(chuàng)始理事單位，他積累的經(jīng)驗(yàn)終于派上用場(chǎng)。

1992年3月，萬(wàn)步炎獲邀到日本開(kāi)展海洋技術(shù)合作研究。有一次，日本專家讓萬(wàn)步炎做一個(gè)方案，方案完成后，日本專家吃驚地說(shuō)：“中國(guó)人還能做出這樣的東西來(lái)，你可能在中國(guó)那邊算是最好的了，但你們整體水平不行。”日本專家的話如針一樣，扎進(jìn)萬(wàn)步炎心底。這根針，促使萬(wàn)步炎鉚足了勁，夜以繼日地學(xué)習(xí)。

回國(guó)后，萬(wàn)步炎全心撲在我國(guó)深海勘探事業(yè)上。1998年，他第一次登上遠(yuǎn)洋科考船，協(xié)助開(kāi)展設(shè)備海試。他看到船上塑料取樣管、絞車等鉆探設(shè)備都是洋品牌，心里很難受。中國(guó)大洋協(xié)會(huì)以每天8萬(wàn)美元的高價(jià)，租賃一臺(tái)俄羅斯的海底鉆機(jī)，用于勘探深海富鈷結(jié)殼資源，在海上漂了兩三個(gè)月，一個(gè)樣品也沒(méi)有取到，他心里更難受了。

第二年，中國(guó)大洋協(xié)會(huì)在全國(guó)范圍內(nèi)招標(biāo)，要研發(fā)出一臺(tái)深海鉆機(jī)，萬(wàn)步炎與他的團(tuán)隊(duì)如愿中標(biāo)。萬(wàn)步炎下定決心，必須在五年內(nèi)研制出我國(guó)自己的深海鉆探設(shè)備，闖出新路子，而且要做就做最好的。

造“海牛”報(bào)家國(guó)

彼時(shí)，我國(guó)深海資源勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)研究工作很落后，連鉆機(jī)上最基本的動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)都要從零開(kāi)始學(xué)起。萬(wàn)步炎提出：“把陸地上用的液壓動(dòng)力系統(tǒng)搬進(jìn)深海。只要努力干，我們并不差，不需要迷信外國(guó)技術(shù)。我做這個(gè)東西不是為了交差，是要解決國(guó)家的問(wèn)題。”

萬(wàn)步炎邊學(xué)邊干，全身心投入研制中，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻關(guān)一項(xiàng)項(xiàng)技術(shù)。

2001年，萬(wàn)步炎研發(fā)的第一臺(tái)樣機(jī)出爐，但樣機(jī)在科考船上，下不了海。船是從俄羅斯買的，實(shí)際承載重量和說(shuō)明書上的描述差了足足2.5噸。他花兩年時(shí)間，重新做了一個(gè)，使樣機(jī)減重近50%。海試當(dāng)天，萬(wàn)步炎屏住呼吸，把鉆機(jī)一點(diǎn)一點(diǎn)放到海底，下鉆過(guò)程持續(xù)了30分鐘。所有人緊盯數(shù)據(jù)，取樣鉆機(jī)在海底成功下鉆0.7米，這是用中國(guó)人自己的深海鉆機(jī)，在太平洋上打下的第一個(gè)“中國(guó)孔”，取回第一個(gè)巖芯樣本，邁出我國(guó)向深海挺進(jìn)的第一步。萬(wàn)步炎不太喝酒，當(dāng)晚卻喝得豪情萬(wàn)丈。

鉆機(jī)下放一次，只能鉆一個(gè)孔，取一次芯（即取樣管里裝的礦物樣本）。萬(wàn)步炎又花費(fèi)兩年時(shí)間，研制出世界首臺(tái)“一次下水，多次取芯”的富鈷結(jié)殼專用鉆機(jī)，從海底傳回的圖像由黑白變?yōu)椴噬?/p>

2008年，萬(wàn)步炎研制出2米鉆機(jī)。鉆機(jī)下潛至1000米時(shí)，絕緣值突然時(shí)高時(shí)低，隨時(shí)可能發(fā)生漏電危險(xiǎn)。萬(wàn)步炎沖向絞車間，發(fā)現(xiàn)絞車與鎧裝高壓電纜連接處使用的絕緣膠帶不合格，他立即緊急搶修更換，最終鉆機(jī)平穩(wěn)著陸海底，鉆機(jī)下鉆2米成功取出樣品。

從0.7米到2米、5米、20米，萬(wàn)步炎帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一次次刷新中國(guó)深海鉆機(jī)紀(jì)錄，每一次紀(jì)錄刷新都與國(guó)家戰(zhàn)略需求息息相關(guān)。研制鉆探設(shè)備過(guò)程中，他逐漸意識(shí)到，我國(guó)在海洋領(lǐng)域的空白，不僅在技術(shù)上，更在人才培養(yǎng)上。

2010年，萬(wàn)步炎把20米鉆機(jī)研發(fā)成功后，離開(kāi)長(zhǎng)沙礦山研究院，來(lái)到湖南科技大學(xué)任教。他一方面開(kāi)展海洋地質(zhì)勘探教學(xué)，一方面組織推進(jìn)深海鉆探設(shè)備研究。他表示：“作為科研人員，有義務(wù)也有責(zé)任替國(guó)家分憂解難。”

任教五年后，萬(wàn)步炎研制出的“海牛”號(hào)鉆機(jī)緩緩入海。與國(guó)外同樣鉆進(jìn)深度鉆機(jī)相比，“海牛”號(hào)要輕兩噸到三噸。在3000米深的海底鉆進(jìn)深度達(dá)60米，突破國(guó)際公認(rèn)難以跨越的50米難題，使我國(guó)成為世界上第四個(gè)擁有該項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家。

向深海進(jìn)發(fā)

從海底表面到數(shù)百米深的地層中，深藏著可燃冰，一種極具戰(zhàn)略意義的未來(lái)能源。國(guó)內(nèi)沒(méi)有相關(guān)技術(shù)，全世界只有美國(guó)、德國(guó)與澳大利亞的深海鉆機(jī)能夠完成可燃冰勘探，而他們的技術(shù)，無(wú)法做到全程保壓取芯。

萬(wàn)步炎大膽決定：“自己國(guó)家的資源，卻沒(méi)有自己的技術(shù)可以開(kāi)采。要做就做顛覆性的，代表中國(guó)智慧能夠真正領(lǐng)先世界的裝備，能夠?qū)崿F(xiàn)海底工程地質(zhì)勘探、全程保壓取芯的鉆機(jī)系統(tǒng)。”他開(kāi)始著手研發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)海底工程地質(zhì)勘探、全程保壓取芯的“海牛Ⅱ號(hào)”。

整套鉆機(jī)零部件有上萬(wàn)個(gè)，關(guān)聯(lián)部件上百個(gè)。萬(wàn)步炎憑借一股狠勁，扎根海洋資源勘探技術(shù)研究，全力突破核心關(guān)鍵技術(shù)難題。他嘗試上百種方法，試驗(yàn)過(guò)26種材質(zhì)，摸索出一套創(chuàng)新路徑，把“海牛Ⅰ號(hào)”升級(jí)為“海牛Ⅱ號(hào)”。

2021年3月，“海牛Ⅱ號(hào)”海試當(dāng)天，在測(cè)試項(xiàng)目過(guò)半時(shí)，海上傳來(lái)一聲巨響，檢查后發(fā)現(xiàn)是絞車負(fù)責(zé)排纜的絲杠從軸承座中脫離，減速箱箱體破裂成碎片，齒輪漏了出來(lái)。鉆機(jī)懸吊在1000多米深的水下，不能上來(lái)，也不能下去。天氣預(yù)報(bào)警告，48小時(shí)后將有強(qiáng)臺(tái)風(fēng)從那片海域經(jīng)過(guò)。

萬(wàn)步炎緊急向丹麥生產(chǎn)絞車的廠家求助，對(duì)方稱愛(ài)莫能助；聯(lián)系國(guó)內(nèi)代理商修復(fù)，回答是無(wú)能為力。難道砍斷纜繩，把價(jià)值千萬(wàn)元的鉆機(jī)丟棄于海底？幾乎所有人都準(zhǔn)備放棄時(shí)，萬(wàn)步炎拿出一張圖紙說(shuō)：“我們可以臨時(shí)搭建一個(gè)液壓系統(tǒng)。修復(fù)原有排纜系統(tǒng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不現(xiàn)實(shí)，用這個(gè)液壓系統(tǒng)替代原有電動(dòng)系統(tǒng)損壞部件。在海上摸爬滾打這么多年，我們最不怕的就是困難。”

4月7日，萬(wàn)步炎帶著“海牛Ⅱ號(hào)”，再次向2000米深的海底發(fā)起挑戰(zhàn)。3米、6米、9米、231米，他不僅刷新世界深海海底鉆機(jī)鉆深紀(jì)錄，還保壓取到可燃冰，填補(bǔ)了我國(guó)海底鉆深大于100米、具保壓取芯功能的深海海底鉆機(jī)裝備空白。

2023年全國(guó)兩會(huì)期間，海牛團(tuán)隊(duì)宣告，全面推動(dòng)海底軟巖、硬巖、沉積物等系列化海底勘探成套裝備及配套裝備技術(shù)產(chǎn)品和應(yīng)用。5月22日，中央宣傳部授予萬(wàn)步炎“時(shí)代楷模”稱號(hào)。談及海洋夢(mèng)，萬(wàn)步炎說(shuō)：“別人能做到的，我們一定能做到。別人還沒(méi)有做到的，我們中國(guó)人也有可能先他們一步做出來(lái)。”