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全球首臺套6000米級深海采礦非金屬非粘結(jié)智能柔性混輸管通過海試
2025-11-14 16:38:57
來源:科技日報(bào)  作者: 劉垠

記者從中國石油大學(xué)(北京)獲悉,近日,由該校牽頭研制的全球首臺套設(shè)計(jì)水深6000米級深海采礦非金屬非粘結(jié)智能柔性混輸管在我國南海海域通過100米級海上試驗(yàn)驗(yàn)證。這標(biāo)志著我國自主知識產(chǎn)權(quán)的深海多金屬結(jié)核非金屬光纖傳感器內(nèi)置柔性混輸管關(guān)鍵技術(shù)裝備取得重大突破。

多金屬結(jié)核主要分布于國際4000米—6000米的海底,資源量高達(dá)2000億噸,極具商業(yè)開采價(jià)值。但現(xiàn)階段6000米級多金屬結(jié)核開采及其混輸技術(shù)屬于世界級難題,尚未完全解決。水力管道提升方式是當(dāng)前深海采礦最為有效的商業(yè)開采模式,對比傳統(tǒng)的硬管提升方式,非金屬柔性混輸管具有重量輕、高耐磨、可設(shè)計(jì)、抗疲勞、可連續(xù)制造、快速布放回收等顯著優(yōu)點(diǎn),更加滿足超深海采礦水力提升系統(tǒng)的高可靠性需求,但研制難度極大。突破6000米級多金屬結(jié)核采礦的核心裝備與“卡脖子”技術(shù),全面提高我國超深海礦產(chǎn)資源開發(fā)能力與智能化水平,保障我國戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源安全,刻不容緩。

基于此,由中國石油大學(xué)(北京)牽頭,聯(lián)合天津大學(xué)、大連理工大學(xué)、長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司、哈爾濱工程大學(xué)、中海油研究總院有限責(zé)任公司、威海鴻通管材股份有限公司等9家單位,于2022年11月獲得“深海采礦非金屬非粘結(jié)柔性混輸管關(guān)鍵技術(shù)研究”立項(xiàng)資助。歷經(jīng)3年攻關(guān),項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了改性超高分子量聚乙烯國產(chǎn)化超耐磨關(guān)鍵內(nèi)襯材料,重點(diǎn)攻克了高耐磨、輕量化高分子柔性混輸管的設(shè)計(jì)與連續(xù)制造技術(shù),構(gòu)建了光纖傳感器內(nèi)置的全生命周期柔性管損傷識別與傾角儀空間構(gòu)型在線健康管理評估系統(tǒng),突破了深海采礦非金屬柔性混輸管設(shè)計(jì)、材料、加工制造、健康管理和樣機(jī)評價(jià)的關(guān)鍵基礎(chǔ)理論和技術(shù)瓶頸,研制了全球首臺套具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的6000米級8英寸大口徑、智能化、輕量化、超耐磨的非金屬非粘結(jié)柔性混輸管。

本次非金屬柔性混輸管的海試由長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司作為海試牽頭單位與總指揮單位,于10月9日開始碼頭安裝調(diào)試,27日由廣州碼頭啟航至三亞海域,并于31日完成柔性管道海上安全布放回收與全部試驗(yàn)任務(wù),試驗(yàn)區(qū)水深103米,非金屬非粘結(jié)智能柔性管總長250米。本次海試首次驗(yàn)證了我國深海采礦全軟管輸送性能、管體水下空間構(gòu)型與阻塞的實(shí)時(shí)健康監(jiān)測能力,試驗(yàn)中礦漿最大輸送體積濃度達(dá)15%,礦石粒徑20毫米,實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)水深6000米級深海采礦非金屬智能柔性管從設(shè)計(jì)方法、關(guān)鍵超耐磨材料研發(fā)到加工工藝與核心制造裝備,以及海試評價(jià)從“0”到“1”的技術(shù)突破,取得了從技術(shù)探索邁向海試驗(yàn)證的勝利,為我國6000米級深海多金屬結(jié)核采礦輸送系統(tǒng)的聯(lián)動海試提供了關(guān)鍵核心技術(shù)與裝備。

編輯:韓夢晨
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