深海關鍵技術與裝備

1、“深海關鍵技術及裝備”重點專項2017年度項目申報指南建議為貫徹落實黨中央“提高海洋資源開發(fā)能力，發(fā)展海洋經(jīng)濟，保護海 洋生態(tài)環(huán)境，堅決維護國家海洋權益，建設海洋強國”的重要部署，按照 關于深化中央財政科技計劃（專項、基金等）管理改革的方案要求， 科技部會同國家發(fā)展和改革委員會、教育部、中國科學院等13個部門及 上海等6個地方科技主管部門，制定了國家重點研發(fā)計劃深海關鍵技術 及裝備重點專項實施方案，重點突破制約我國在深海領域發(fā)展能力的深 海運載、探測、戰(zhàn)略資源開發(fā)等核心共性關鍵技術。本專項總體目標是：針對我國在探索深海、開發(fā)利用深海資源以及保 障國家深海安全等方面的重大需求，圍繞進入深海一認知

2、深海一探查資源 一保障安全這一主線，重點突破制約我國在深海領域發(fā)展能力的核心共性 關鍵技術，提升我國深海技術的基礎研究水平和原始創(chuàng)新能力，進軍深海 科學和技術制高點，形成我國深海運載、探測裝備譜系化和配套能力，作 業(yè)支持能力以及在深水油氣和礦產(chǎn)資源開發(fā)方面的應用能力。帶動深海技 術及裝備的自主產(chǎn)業(yè)發(fā)展。通過本專項的實施，形成3-5個國際前沿優(yōu)勢 技術方向、10個以上核心裝備系列產(chǎn)品，滿足我國在深海領域的重大需求、 為形成我國自主的深海產(chǎn)業(yè)提供技術和人才支撐。本專項2016年圍繞全海深（最大工作深度11000米）潛水港研制及 深海前沿關鍵技術攻關、深海通用配套技術及1000-7000米級潛水器作

3、業(yè) 及應用能力示范、深海能源、礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)共性關鍵技術研發(fā)及應用 三個方向啟動了 “全海深高能量密度高安全性鋅銀電池研究”等第一批41 個項目。2017年（第二批）繼續(xù)圍繞上述三個方向部署，原則上覆蓋專項 實施方案任務的l/3o該專項用于典型應用示范類項目的中央財政資金不 超過該專項中央財政資金總額的30%,項目執(zhí)行期3-5年。如指南未明確 支持項目數(shù)，對于同一指南方向下采取不同技術路線的項目，可以擇優(yōu)同 時支持1-2項。除有特殊要求外，所有項目均應整體申報，須覆蓋全部考 核指標。每個項目下設任務（課題）數(shù)不超過10個，承擔單位數(shù)不超過 20個。2017年項目申報指南如下：1 .全海深（最

4、大工作深度11000米）潛水器研制及深海前沿關鍵技 術攻關進軍深海技術制高點，攻克并掌握全海深載人和無人潛水器核心技術 及其共性關鍵技術，完成系統(tǒng)的研制、集成，并基本具備海試檢驗條件， 實現(xiàn)萬米下潛；通過對長航程、高智能、多系統(tǒng)組網(wǎng)技術的研發(fā)，提升自 治潛水器的作業(yè)能力；針對深海不同時間、空間尺度、不同作業(yè)及應用需 求，開展新概念潛水港的技術研發(fā)，為未來的發(fā)展和自主能力的形成奠定 技術和人才基礎。2016年已發(fā)布全海深高能量密度電池等8個任務，2017 年的任務是：1.1 深海裝備耐壓結構體及材料耐壓特性及評估技術研究研究內(nèi)容：針對國內(nèi)已研制和在研的大型深海裝備的耐壓結構體，開 展鈦合金材料高

5、壓蠕變特性對耐壓結構的影響、耐壓結構可靠性分析、疲 勞壽命評估等技術研究，建立深海裝備耐壓結構安全性評估標準和規(guī)范體 系，為已經(jīng)投入應用的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器、正在研制的4500米載人 潛水港和全海深載人潛水器等深海裝備提供服役安全性評估的技術支撐?？己酥笜耍荷詈Ｑb備耐壓結構安全可靠性評估方法、相關標準和規(guī)范, 對“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水潛、4500米載人潛水器和全海深載人潛水器電能深 海裝備耐壓結構進行安全可靠性評估出具報告。1.2 全海深無人遙控潛水器（R0V/AUV）關鍵技術研究研究內(nèi)容：研究全海深R0V非金屬鎧裝臍帶纜及萬米級動力及信號傳 輸技術并開展試驗；研究全海深AUV雙向高速水聲通信定

6、位、智能安全作 業(yè)等關鍵技術，為未來全海深無人遙控潛水器R0V系統(tǒng)和全海深自治式潛 水器AUV研制提供核心技術支撐?？己酥笜耍禾峁㏑0V系統(tǒng)非金屬鎧裝臍帶纜，滿足不小于30kW的動 力傳輸和R0V控制信號傳輸要求，最大工作深度11000米，通過ROV臍帶 系統(tǒng)力學和傳輸試驗驗證；提供適用于全海深AUV的雙向高速水聲通信樣 機，通過模擬壓力環(huán)境試驗和海上試驗。擬支持項目數(shù)：針對全海深ROV和全海深AUV各1項。1.3 長航程、智能化自治式潛水器的研制研究內(nèi)容：突破低功耗控制、高效航行推進、自主環(huán)境感知等關鍵技 術，研制長航程、智能化自治式潛水器?？己酥笜耍鹤畲蠊ぷ魃疃?000米；單次最大航程不小

7、于2000公里； 空氣中重量小于200公斤；最大航速不小于2節(jié)；最大任務搭載能力不小于5公斤；具有自主跟蹤探測溫躍層或其他海洋化學、生物、物理等特征 的能力。通過全功能和性能海上試驗。1.4 多節(jié)點無人無纜潛水器組網(wǎng)作業(yè)技術研究及示范系統(tǒng)研制及研究內(nèi)容：利用我國自主研發(fā)成功的AUV、Glider等無人無纜 潛水器觀測平臺，面向科學研究、水下安全保障的需求，研發(fā)無人無纜潛 水溶智能控制、多平臺協(xié)同規(guī)劃/通信/導航/觀測、水下-海面-空中一體 化通信定位網(wǎng)絡、實時應用驅(qū)動設計等關鍵技術；構建無人無纜潛水器移 動示范應用系統(tǒng)，實施多任務多平臺協(xié)同組網(wǎng)觀測、探測?？己酥笜耍航ǔ?套異構多節(jié)點無人無纜平

8、臺組網(wǎng)觀測、探測示范應 用系統(tǒng)，平臺不少于3類、20臺套，具備區(qū)域通信、定位覆蓋；示范系統(tǒng) 覆蓋范圍不小于100 T米X100米，示范海區(qū)深度100-1500米,完成面 向不少于3項觀測、探測任務，時間不少于3個月的組網(wǎng)協(xié)作示范應用； 編制完成相關組網(wǎng)觀測軟件、技術標準。通過海上試驗驗證。1.5 基于新原理、新技術的潛水器研發(fā)研究內(nèi)容：針對1000-7000米級深度科學考察、環(huán)境監(jiān)測、工程實施、 應急搜救等需求，突破國內(nèi)現(xiàn)有潛水器的設計理念、技術限制及運用方式, 開展原創(chuàng)性潛水器的基礎理論、技術研發(fā)及樣機研制?？己酥笜耍和瓿蓾撍鞲拍钤O計、關鍵技術研發(fā)及原理樣機/工程樣 機研制，通過水池試驗/

9、海試驗證。擬支持項目數(shù)：擬支持不超過5個項目。2 .深海通用配套技術及1000-7000米級潛水器作業(yè)及應用能力示范按照海洋儀器設備規(guī)范化海試要求，對已形成的深海通用關鍵技術、 觀測/探測傳感潛、儀器及設備系統(tǒng)進行規(guī)范化海上試驗，為研制的相關 儀器設備提供海上試驗、性能質(zhì)量評價和相關課題驗收提供支撐；利用現(xiàn) 有的各類成熟潛水器系統(tǒng)，開展以科學研究為主要目標的設備升級改造和 應用示范，形成顯著的深?？茖W研究成果，推動相關設備的業(yè)務化運行。 2016年發(fā)布了深海觀測/探測傳感器、設備和系統(tǒng)研制等2個任務，2017 年的任務是：2.1 深海儀器裝備規(guī)范化海上試驗研究內(nèi)容：針對本專項研制的大深度海洋探

10、測儀器裝備（如深海無人 潛水器、滑翔機等）中期評估和海試驗收的需求，組織規(guī)范化海上試驗航 次，研究深海裝備測試技術及標準?？己酥笜耍?017-2020,每年不少于30天有效海上試驗，形成相關的 測試標準。2.2 “蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器科學應用及其性能優(yōu)化研究內(nèi)容：根據(jù)科學目標及應用需求進行方案設計及作業(yè)需求分析， 并基于深?？茖W研究的應用需要，完成“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器相關系統(tǒng)和 部件的技術升級，提升作業(yè)能力，使其滿足新的應用需求?？己酥笜耍焊鶕?jù)科學考察、研究及應用的需要確定技術優(yōu)化和改進項 目，完成“蛟龍?zhí)枴鄙壓蟮?，不少于兩個航次的海試和科學考察，發(fā)表 科研論文（SCI、EI等）。通過海上試驗

11、和航次應用，及專家評審。2.3 針對科學目標及應用需求的“海馬號”遙控潛水器技術性能優(yōu)化 及應用研究內(nèi)容：針對特定科學或海底資源調(diào)查目標，對“海馬號”遙控潛 水器進行技術性能優(yōu)化及改進，推動“海馬號”業(yè)務化運行，使其成為研 制國產(chǎn)設備的通用型海試平臺?？己酥笜耍焊鶕?jù)科學需要確定技術優(yōu)化和改進項目，完成兩個相應的 科學考察或調(diào)查航次，發(fā)表科研論文（SCI、EI等）。通過海上試驗和航 次應用。2.4 針對科學目標及應用需求的4500自主潛水器技術“潛龍二號” 性能優(yōu)化及應用研究內(nèi)容：針對我國海底合同礦區(qū)業(yè)務化調(diào)查應用或科學考察需求， 對4500米級AUV自主潛水器“潛龍二號”進行技術固化和性能優(yōu)化

12、改進, 提高可靠性、實用性和可維性，執(zhí)行兩個科考航次/段。考核指標：完成兩個航次/段的科學或工程應用，發(fā)表科研論文（SCI、 EI等）。通過海上試驗和航次/段應用，通過專家評審。2.5 6000米級水下目標搜尋探測聲納設備研制及應用研究內(nèi)容：針對深海條件下的水下目標搜尋探測及定位問題，進行傳 感器技術研究，目標弱信號提取及判別技術研究，智能實時目標識別技術 研究，高精度目標測向?qū)б夹g研究，搜尋引導聲納設備及深海潛水器平 臺適配性、噪聲及電磁兼容性研究，萬米級拖曳電纜長距離數(shù)據(jù)傳輸兼容 技術研究，集成機動式存儲及自動布放裝置研制，深海大范圍聲信標高效 率探測搜尋策略研究，深海潛水器聲信標搜尋引

13、導聲納設備研制，深海拖 曳式聲信標搜尋定位聲納設備研制，系統(tǒng)設備海試和應用技術研究?？己酥笜耍鹤畲蠊ぷ魃疃炔恍∮?000米；在良好水文條件，針對民 用航空黑匣子等設備的典型聲信號，深潛潛聲信標引導聲納作用距離不小 于1000米，拖曳式聲信標探測聲納最大探測距離不小于3000米；信號搜 尋探測頻段：3kHz-50kHz。通過海上試驗驗證。2.6 6000米級深水協(xié)同應急處置技術及專用工具系統(tǒng)研究研究內(nèi)容：針對深海特殊條件下的水下目標應急處置需求，研究深水 燃油及液體危險化學品回收技術，研究對深水沉船的封堵、開孔、切割等 應急處置技術。研制出適應6000米深水環(huán)境的封堵，開孔、切割專用工 具系統(tǒng)。

14、考核指標：封堵，開孔、切割專用工具系統(tǒng)最大作業(yè)深度不小于6000 米，可及6000米級深水R0V協(xié)同作業(yè)。通過海上試驗驗證。3 .深海能源、礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)共性關鍵技術研發(fā)及應用開展深水油氣、天然氣水合物勘探開發(fā)核心技術、裝備研究，以及核 心裝備自主化需要的共性關鍵技術研發(fā)，為將來我國深海油氣和水合物資 源的規(guī)模性開發(fā)打下技術基礎；研發(fā)海底礦產(chǎn)資源高效勘探及采礦技術， 開展水深1000米級海上試驗。2016年已發(fā)布了大直徑隨鉆測井系統(tǒng)裝備 研制及示范作業(yè)等6個任務，2017年任務是：3. 1大直徑旋轉導向鉆井系統(tǒng)裝備研制及示范作業(yè)研究內(nèi)容：研制適應12. 25英寸井眼的具備近鉆頭井斜及方位伽馬

15、測 量和垂直造斜功能，能夠在高機械鉆速條件下實現(xiàn)穩(wěn)定三維井眼軌跡控制 的新一代旋轉導向系統(tǒng)，并通過海上實際作業(yè)進行驗證。考核指標：適用于12.25英寸井眼；最大造斜能力不低于60 /30米 （實鉆驗證）；直井造斜（初始井斜角不超過1°）井眼軌跡的初始方位 誤差小于15。；近鉆頭井斜測量的測量點距鉆頭不超過2米，且旋轉鉆進 情況下的測量誤差不超過0.2° ；近鉆頭方位伽瑪測量的測量點距鉆頭不 超過4米，測量扇區(qū)不少于4個；實驗井實鉆試驗不少于2井次；海上示 范作業(yè)不少于8井次，其中三維軌跡控制水平井著陸作業(yè)不少于2 口井， 最大單趟無故障工作進尺不低于800米,平均機械鉆速不

16、低于20米/小時。3. 2超深水強電復合臍帶纜系統(tǒng)研制及示范作業(yè)研究內(nèi)容：基于水下生產(chǎn)系統(tǒng)臍帶纜技術，研制1500米以上超深水 強電復合臍帶纜系統(tǒng)。形成超深水強電復合臍帶纜輕量化設計技術，水平 制造技術和綜合測試平臺。完成海上試作業(yè)驗證。考核指標：一套復合臍帶纜系統(tǒng)，設計水深不小于1500米，輸電功 率不小于3MW,設計使用壽命不小于15年；產(chǎn)品和關鍵附件取得第三方認 證；軟件和測試平臺通過第三方驗證或測試；海上試作業(yè)不少于1次。3.3 南海多類型天然氣水合物成藏原理及開采基礎研究研究內(nèi)容：針對南海復雜的地質(zhì)過程以及多類型水合物成藏特點，開 展南海天然氣水合物成藏的地質(zhì)過程研究，分析地質(zhì)、地球

17、物理、地球化 學和生物學響應特征及識別標志，預測南海天然氣水合物分布規(guī)律；開展 開采過程沉積層骨架結構特征變化規(guī)律、開采過程傳熱及控制機制、多因 素作用下氣、水多相滲流及遷移機制、水合物開采氣、水產(chǎn)出數(shù)值模型研 究；開展水合物形成分解的儲層力學特性變化規(guī)律及儲層結構性本構模 型、地層變形特征、宏觀及微觀環(huán)境效應研究?？己酥笜耍禾峤弧澳虾６囝愋吞烊粴馑衔锍刹卦砑伴_采基礎研 究”報告，發(fā)表科研論文（SCI、EI等）、出版著作，申請技術專利、軟 件著作權。通過專家評審。3.4 天然氣水合物高分辨率三維地震勘探技術研究內(nèi)容：針對水合物穩(wěn)定域的實用補充加密地震勘探裝備集成研 究，高分辨率數(shù)據(jù)的采集腳

18、印分離、鬼波壓制、精細速度分析、角度域成 像等處理技術研究，實現(xiàn)水合物儲層的精細描述及刻畫?？己酥笜耍盒纬筛叻直媛寿Y料采集方法體系，數(shù)據(jù)采集在空間上達到 1.6X1. 6米的面元，深度上1.5米主頻分辨率的勘探精度。通過海上試驗 驗證。3.5 5海底水合物大孔深鉆探及保壓取樣裝備研究內(nèi)容：突破大孔深海底鉆機整體設計、大功率長纜供電、深海電 機變頻調(diào)速、大容量密集排布鉆桿庫和甲板升沉補償技術等關鍵技術，研 發(fā)隨鉆原位探測、水合物保壓取芯等技術裝備，形成海底大孔深水合物鉆 探、隨鉆探測及保壓取芯作業(yè)能力?？己酥笜耍盒纬梢惶缀５状罂咨钏衔锉喝⌒俱@機，適用水深不小 于3000米，巖芯直徑大于45毫

19、米，海底鉆進不小于200米。通過海上試驗驗證。3. 6水合物保壓取芯及船載檢測技術研究內(nèi)容：開展天然氣水合物保壓及非保壓取樣裝置研制和鉆井船的 鉆探取樣工藝、取芯技術、樣品存儲及保壓樣品X-射線成像、巖心CT掃 描成像、聲波快速檢測、三軸強度，以及保壓樣品控制脫氣、樣品切割、 非保壓巖心紅外成像、氣體分析等船載分析測試及后處理技術研究，形成 海域天然氣水合物鉆探取樣及巖心樣品的船載分析測試系統(tǒng)和分析處理 能力?？己酥笜耍禾峤凰衔锉喝⌒狙b置一套，保壓成功率達60%以上， 采樣過程失壓率低于10%；形成船載檢測技術系統(tǒng)，船載巖心檢測分辨率 優(yōu)于毫米級。通過海上試驗驗證。3.7 水合物試采、環(huán)境

20、監(jiān)測及綜合評價應用示范研究內(nèi)容：搭建海試平臺，對研發(fā)的勘探開發(fā)技術裝備進行工程應用 示范。在水合物富集區(qū)開展精細勘探，提出水合物試采的目標區(qū)，精細描 述和刻畫水合物儲層，提高水合物儲層粒度、孔隙度、滲透率及飽和度等 關鍵參數(shù)的預測精度；依托海域水合物試采工程，開展水合物防砂、防堵 及連續(xù)排采工程技術應用示范，同步開展試采區(qū)海底土力學性質(zhì)、地形形 變及氣體泄漏等環(huán)境要素的原位多參量實時監(jiān)測和多手段綜合探測?？己酥笜耍阂劳泻Ｓ蛩衔镌嚥晒こ?，進行水合物試采工程技術應用 示范，提交海洋水合物試采目標綜合評價系統(tǒng)1個，評價1-2個水合物試 采目標靶區(qū)，精細描述水合物儲層2-3個，實施水合物試采生產(chǎn)井1

21、 口、 監(jiān)測井2 口，口產(chǎn)天然氣200010000方，連續(xù)生產(chǎn)1周以上。研發(fā)的技 術裝備及工藝在全鏈條中應用率達到45%以上。通過海上試驗驗證。3.8 海洋水合物開發(fā)環(huán)境原位監(jiān)測及探測技術研究內(nèi)容：開展水合物試采溫壓場、土力學性質(zhì)和海底地形形變原位 探測技術研究，以及基于R0V的水合物目標區(qū)和鉆探區(qū)的原位監(jiān)測精確布 放技術研究，形成水合物試采區(qū)溫壓場、土力學性質(zhì)和海底地形形變監(jiān)測 技術及分析方法；開發(fā)海洋水合物試采流體（氣液）泄漏原位監(jiān)測裝置； 建立水合物沉積層甲烷泄漏監(jiān)測技術，形成水合物試采環(huán)境監(jiān)測、潛在風 險評估和環(huán)境影響評價能力?？己酥笜耍涸槐O(jiān)測裝置1套，具備海底溫壓場、土力學性質(zhì)、地

22、形 形變的原位監(jiān)測技術，工作水深3000米，連續(xù)工作時間不小于6個月； 原位海底氣體泄漏探測裝置1套，工作水深3000米。通過海上試驗驗證。13 / 14附:2016年資助情況本專項2016年度立項總經(jīng)費122118萬元，立項項目41項，平均支持 強度2592萬元/項，牽頭單位中，企業(yè)（11家，27%）、高校（11家，27%）、 科研院所（12家，29%）、其他（7家，17%） o中央財項目序號項目名稱項目牽頭承擔單位政簪1刀 同期 元）（年）1全海深局能量密度高安全性鋅銀 電池研究河南新太行電源股 份有限公司10004. 52全海深高能量密度鋰電池中國船舶重工集團 公司第七一二研究 所100

23、04. 53全海深潛水器聲學技術研究與裝 備研制中國科學院聲學研 究所33574. 54全海深機械手研制中國科學院沈陽自 動化研究所9954. 55全海深海底水體和沉積物氣密取 樣裝置研制浙江大學10004. 56全海深載人潛水器總體設計、集 成與海試中國船舶重工集團 公司第七0二研究 所363224. 57全海深無人潛水器（ARY）研制上海交通大學84434. 58全海深自主遙控潛水器（ARV） 研制,海試中國科學院沈陽自 動化研究所94.074. 59大型深海超高壓模擬試驗裝置四川航空，業(yè)川西 機器有限責任公司37244. 510一萬一千米載人潛水器水面支持 保障系統(tǒng)研制中國船舶工業(yè)集團

24、公司第七。八研究 所33174. 511長航程水下滑翔機研制與海試應 用天23004. 512可組網(wǎng)膜塊化長航程水下滑翔機 研制中國科學院沈陽自 動化研究所22004. 513自主變形仿生柔體潛水器研制西北工業(yè)大學801414基于數(shù)據(jù)驅(qū)動技術和智慧型復合 材料的自主式水下航行器研發(fā)中國海洋大學1000415圓碟形水下涓翔機關鍵技術與裝 備研發(fā)大連海事大學310416基于升力原理的深海高速潛水器 研發(fā)與試驗中國科學院沈陽自 動化研究所1000417深海爬游混合型無人潛水器研制武漢第二船舶設計 研究所1000418面向深海地球物理科學研究的新 型磁震傳感器中國科學院半導體 研究所1000419激光多普勒深海熱液流速測量系 統(tǒng)研制及應用安徽大學681420基于深海潛器平臺的海底底質(zhì)精 細結構原位探測器的研究中國科學院聲學研 究所東海研究站332421深海熱液化學場多光譜聯(lián)合原位 綜合探測系統(tǒng)中國海