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我国首套大功率海洋可控源电磁勘探系统成功研发纪实

来源:中国海洋报    星期日 2017-08-06 21:15:13


  日前,国家高技术研究发展计划(“863计划”)项目“深水可控源电磁勘探系统开发”课题在北京顺利通过专家验收。

  该系统的成功研发,不仅填补了我国深海可控源电磁探测的空白,而且其中的核心设备1000A大功率水下电流发射系统和4000米海底电磁采集站使我国成为继美国、挪威之后又一个有能力在水深超过3000米海域进行可控源电磁场测量和研究的国家。

  缘起:一心想“窥探”海底的人

  20世纪70年代末80年代初,美国Scripps海洋研究所的教授率先在海底地质构造领域开启了海洋电磁技术研究的先河。2000年前后,有人运用此项技术在西非进行海底油气资源勘探,成功地圈闭了油气层,一时间,这项技术引起了科学界和产业界的极大关注。中国海洋大学海洋地球科学学院副院长李予国教授说,传统的地震成像技术能探测到潜在的油气构造圈闭,但是要区分圈闭内是含油的、含气的还是含水的,目前还没有有效的方法。而海洋电磁技术却可以利用导电性来判断里面到底是油还是水。

  李予国早年曾在国际电磁测深研究先驱、德国格廷根大学地球物理所教授名下攻读博士学位。2004年底,他应聘到Scripps海洋研究所海洋电磁实验室工作。

  在美工作期间,李予国所在的海洋电磁实验室时常接待前来调研学习的各国代表团,身为中国人他觉得自己的祖国也应该有人从事这方面的研究工作,并于2006年初给中国有关部门写信呼吁此事。同年六七月,两支中国代表团前往Scripps海洋研究所调研,李予国向带队的时任山东省副省长王军民、中国科学院院长路甬祥建议尽快在国内开展这一领域的研究。

  “当时,只是觉得国内应该尽早启动这方面的工作,不要被国外落的太远,没想到后来我竟然成为国内海洋电磁研究队伍中的一员。”时至今日,谈起这段经历,李予国颇为感慨。

  团队:从“光杆司令”到精英团队

  2009年,李予国回到了自己的母校中国海洋大学。在有关各方的大力支持下,他很快建起了自己的实验室。场地有了,计算机等基础设备也有了,可是搞研究的人去哪儿找,在组建团队上,李予国犯了愁。

  “海大在海洋地质、地震勘探等领域的研究已经十分成熟完善,但是在电法勘探领域却少有人涉猎,更不必说在国内刚刚起步的海洋电磁技术方向了。”李予国说,从事海洋电磁技术研究首先要有这方面的硬件设备,但欧美对中国进行严密的技术封锁,没有相应设备研究工作也就无从谈起。“回国前,我曾希望Scripps的同事,把以前使用过的传感器送给我一个,但被他们拒绝了。”如此一来,就需要组建一支交叉融合、协同创新的团队从零开始,进行自主研发。

  2010年春的一个夜晚,在青岛市江西路上的一家茶馆里,来自中国海洋大学不同学科领域的多位专家学者聚在了一起,他们是专程来听李予国讲述海洋电磁技术研究的意义与前景的。

  “这是一个全新的领域,之前我从未接触过,心里没底。当时我并没有直接答应他。”谈起那晚的“茶馆会谈”,亓夫军副教授对于当时自己内心的那份担忧记忆犹新。在研读了相关学术资料和应用前景,再加上李予国回国干事创业精神的感召下,他毅然决定加入这个团队。

  “当时,王建国教授是我们团队的负责人,即将面临退休,他本可以不用这么辛苦,冒这么大风险去接这个难度极大的项目,但为了团队的发展,他还是决定带着我们去奋斗一次。”黎明教授说。

  王建国团队承担采集电路设计、王树杰团队负责数据记录仪舱体设计加工、付玉彬团队负责电场传感器、戴金辉团队负责中性浮力发射天线、亓夫军团队负责电流发射系统、于新生负责采集站投放与回收系统、李予国带领裴建新等青年教师进行方法研究……很快,一个融合4个学院,多个学科方向的精英团队便组建了起来。

  创新:七年磨一剑,铸就探海“神器”

  2010年,李国予他们在有关各方支持下,拉开了中国海洋大学“海洋可控源电磁勘探系统”研发的大幕。

  起步阶段,只能摸着石头过河。李予国把自己想要的设备的形状、功能、参数讲出来,然后团队成员根据自己的理解和认知去琢磨、去试验、去实现。因为团队成员分属不同学院,平时还有各自的教学和科研任务,专门聚到一起比较困难,李予国就利用吃饭的时间和大家一起交流探讨研发过程中遇到的难题。

  2011年秋,“863计划”项目“深水可控源电磁勘探系统开发”课题论证评审会在北京举行。中国海洋大学提交的项目申请和研究规划获得了专家的一致好评,因项目涉及能源资源勘探与开发,国家倡议进行产学研用结合,走强强联合之路,由潜在用户单位组织执行,并指定东方地球物理公司作为牵头单位,中国海洋大学负责总体技术方案的实施。

  有了国家重大项目的支持,大家干事创业的信心更足了