时代在不断进步，人类的发展也朝着多领域进发，陆地的发展似乎已不能满足各方面的需要，海底采矿时代已经来到。
近日，我国自主研发的海底60米多用途钻机“海牛”号日前在南海深海海试成功，返回厦门港。此次海试首次实现了在水深超过3000米的深海海底，对海床进行60米钻探，标志着我国具备了深水海底取样的能力，我国成为继美国、德国、澳大利亚之后第四个掌握此项技术的国家。
钻探是矿产资源勘探的一步，也是关键环节。通过钻探取样分析，可以确定矿藏储量、品位和埋藏形态，为日后开采勾勒出一幅“藏宝图”。
湖南科技大学海洋矿产资源探采装备与技术湖南省工程实验室主任万步炎带领的团队，承担的“海底60米多用途钻机系统技术开发与应用研究”，就是要研制成功可搭载于普通科考船，在3000米海水深处往地底下“钻”60米的钻机。
在深海钻机研制领域，50米是道坎儿。哪个国家拥有超过50米的深海钻孔深度的装备，就拥有了国际先进的深海钻探能力，能勘探到更大埋深的海底矿产资源。更关键的是，根据联合国规定，公海矿产资源，遵循谁有能力先勘探，谁就具有优先开发权的规则。“海牛”号就是这样的利器，换言之，“海牛”的海试成功，让我国在抢占公海矿产资源开发权上多了一分技术优势。
据悉，“海牛”号腰围十米，如果站直了有6米高，重量仅为8.3吨，“海牛”号在制造时经过了严格的抗压试验。在水深大约3000米的海底，一个指甲盖大小的面积，就要承受300公斤的压力。
“海牛”的武器是身上的24根钻杆，每根2.5米长，像左轮手枪的子弹一样排列在圆盘之上。圆盘旋转，机械手取杆上膛，钻进岩层，然后再接入下一根钻杆。“海牛”号接卸钻杆的速度非常快，大概需要两份五十多秒，而国外的钻机大概需要好几分钟甚至十几分钟。
钻头相当于“海牛”的犄角，由金刚石和硬质合金制成。科研人员为海牛设计了3种类型的钻头，一种专门针对硬岩地层，一种针对沉积岩软岩地层，还有一种是根据需要全面钻进不取(岩)芯的钻头。
“海牛”号在3000米深的海底“刨地犁地”10个小时候，终于触及60米深的深度。“海牛”出水后，科研人员卸下从深海不同底层取出的样本，除了矿藏，还能告诉人们海洋发生事件的时间序列。
“海牛”号不仅可以用来钻孔取芯，还可以原位探测岩石的电阻率、孔隙率，以及给孔内周边岩石拍照等。同时，研发团队完全自主研发的“绳索取芯”关键技术，使打60米孔由以前的4天~5天缩短为现在的20多小时，大大提高了作业效率。
海底60米多用途钻机是国内研制，缺乏相应的海上试验经验和协同保障条件，因此海试必须按照“由浅入深、安全第一”的原则进行。此次海试主要包括海底60米多用途钻机本体、海底原位探测仪、甲板控制与配电系统、移动式海底钻机配套收放系统、支持母船等内容，为深海试验积累了经验，达到了试验目的。
可勘探可燃冰
万步炎是我国一台深海浅地层岩心取样钻机的发明人，2003年，钻探深度只有0.7米，但那是中国人深海钻探迈出的一步；2007年，他和他的团队研制出2米深海钻机；2010年，研制出20米深海钻机；到2014年，我国的多条海洋科考船都配备了万步炎团队所发明的专利设备，并利用它在各大海洋钻了1000多个勘探孔，成为全球深海钻机海上应用之最。
现在，万步炎团队再次研发出达水平的60米海底深孔岩心钻机。
万步炎介绍，迄今为止，海底钻机的深度能力仅为200米，而海底钻机的保压取芯能力在世界范围内也没有完全成功。如果能够研制成功，将这种海底保压钻机系统应用于我国南海或东海可燃冰取样，无疑是我国可燃冰勘探的巨大成就与进展，将有力推动我国可燃冰勘探事业与技术发展。
“我们至少需要两个突破，一个是从60米到220米的钻孔深度的突破，一个是海底保压取芯技术的突破。”万步炎说。
