大洋钻探船被誉为海洋科技领域的“航空母舰”。我国完全自主研发设计和建造的“梦想”号是目前全球最先进的大洋钻探船。从顺利完成首次试航到正式入列，再到被写入2025年政府工作报告，“梦想”号引发了社会的广泛关注。
这艘“大国重器”的总设计师是中船集团高级专家、第七〇八研究所副总工程师张海彬。该船自2023年正式命名以来，历经两次海试和深海钻探试验，即将启航执行深海能源资源勘查任务。日前，张海彬接受科技日报记者采访，讲述这一大国重器的研发历程。
全球首创，集成四种作业模式
记者：“梦想”号由哪几部分组成？
张海彬：“梦想”号总体由三大系统构成，即船舶平台系统、钻采系统和船载实验室系统。在2023年和2024年两次试航中，“梦想”号完成了各系统的海试验证。
目前，“梦想”号正在开展深海钻探试验，通过优化三大系统的协同作业能力，为接下来的深海能源资源勘查任务做准备。
记者：“梦想”号拥有目前全球面积最大、功能最全的船载实验室。它能用于哪些实验？
张海彬：“梦想”号配备了总面积超3000平方米的海洋领域全学科船载实验室。实验室内的温度、湿度、磁场和洁净度等关键环境参数均可以被精准调控，能够满足深海岩心样品的苛刻实验要求，在船上就可以实时检测和分析钻探获取的岩心。
记者：“梦想”号不仅在实验室功能上表现出色，整体性能也达到国际领先水平。与国外现役大洋钻探船相比，“梦想”号的优势是什么？
张海彬：在“梦想”号问世前，国际上有两艘运营的大洋钻探船。它们分别是美国的“决心”号与日本的“地球”号。
“决心”号的吨位约为1万总吨，运营成本较低，但船型和设备老旧，最大钻深9150米，仅有一种钻探作业模式。“地球”号的最大钻深为10000米，有两种钻探作业模式，但吨位约5.7万总吨，运营成本高昂。它每年用于大洋科学钻探的时间十分有限，大部分时间需通过商业性油气勘探来补贴成本。
“梦想”号吨位为3.3万总吨，最大钻深达11000米，集成全球独有的四种钻探作业模式，可以针对不同海域和地质情况选择最优钻探作业方案。“梦想”号既具有“决心”号的“小吨位”特征，又具有比“地球”号更强的作业能力。
记者：“打穿莫霍面、进入上地幔”是地球科学界探索地球内部结构的终极目标之一。莫霍面是地壳与地幔的分界面，平均深度约17公里，但人类至今未通过钻探直接触及。“梦想”号如何助力实现这一科学梦想？
张海彬：要实现海底钻穿莫霍面，需克服两大核心挑战，一是大洋钻探船的钻采系统需具备万米级作业能力，二是大洋钻探船需具有超高的作业效率。针对这两点，“梦想”号从钻采系统和钻材存储转运两方面实现了突破。
我们团队集成研发了液压举升钻采系统，其大钩载荷907吨，能安全操作总长11000米的钻杆。“梦想”号全球独有的四种钻探作业模式，可将综合钻探效率提升40%以上。
同时，我们设计了可拆式模块化钻材堆场，配合通用移运设施，可实现11000米钻杆在甲板与井架间的无人化调度。井架内设三钻杆立根存储区，相当于为钻杆打造出“立体车库”，大幅缩短钻材移运和连接时间，保障钻探作业高效连续进行。
巧妙设计，“小吨位”实现“多功能”
记者：为什么提出“小吨位、多功能、模块化”的设计理念？
张海彬：我们主要基于三方面考虑。一是控制船舶吨位规模，降低建造成本与日常运维支出；二是控制船舶吃水深度，提升其航道通行和码头停靠适应性；三是控制船舶高度，使其能够满足深中大桥的安全通行要求。
“多功能”目标旨在兼顾大洋科学钻探、深海油气勘探和天然气水合物勘查试采等多种任务。“模块化”目标则是通过可重构的钻材堆场、通用移运设施及标准化接口设计，在有限吨位内集成四种钻探作业模式。
可以说，“多功能”是“梦想”号的核心建造目标，而“模块化”是以“小吨位”实现“多功能”的关键技术途径。
记者：为使“小吨位”实现“多功能”，您和团队做了哪些努力？
张海彬：我以控制船舶高度为例来说明。为了满足深中大桥76.5米通航净空限制要求，我们通过三大技术创新对“梦想”号的总高进行了精准控制。
首先是让船体下沉。我们采用连体双月池设计，在船体钻台区域下挖4米多的空间，使钻台高度降低20%以上。
其次是给井架“瘦身”。我们以液压举升钻机替代传统电驱钻机，并通过优化立根存储区布置，在实现三钻杆立根高效连接和存储功能的基础上，将井架高度压缩至52.4米。
再次是透气管的折叠设计。我们设计了液压驱动可折叠式透气管，其在“梦想”号航行过桥时放倒，作业时竖立，既满足深中大桥通行需求，又可实现排放钻探危险气体功能。这一动态平衡设计使“梦想”号成为全球首艘兼具万米钻探能力和通航灵活性的大洋钻探船。
记者：如何使“梦想”号能够抵御16级台风并在6级海况中作业？
张海彬：我们从稳性安全、结构安全和运动控制三方面进行了突破。
在稳性安全方面，我们通过风洞试验准确测定了船舶的风载荷，并通过优化船型尺度和控制重心高度来提升船舶稳性性能，使“梦想”号即使遭遇16级超强台风也不会倾覆。
在结构安全方面，我们采用水动力仿真与有限元分析技术，精准计算台风海况下的波浪载荷，优化船体应力分布，兼顾了结构安全与重量控制。
在运动控制方面，我们通过优化船型和阻尼技术，使船舶运动固有周期远离波浪周期，减少垂向运动。同时，“梦想”号搭载的DP-3级动力定位控制系统，融合了北斗卫星定位系统、GPS（全球定位系统）及海中的超短基线声学定位系统，可以实时调控推进器对抗风浪，即使在6级海况中也可以维持船舶的水平运动，确保钻探作业顺利进行。
记者：“梦想”号采用完全自主独立研发模式，如何理解这一模式？
张海彬：可以简单理解为“从方案构思到设计蓝图全部由中国人独立完成”。在“梦想”号问世前，我国设计建造的最接近大洋钻探船的项目是海洋油气钻井平台，但其基本设计大部分依赖国外公司。
与海洋油气钻井平台不同，“梦想”号大洋钻探船除了具备深海油气勘探功能外，还具备天然气水合物勘查试采、大洋科学钻探取心和船载实验功能，作业系统更复杂，研发设计难度更大。
不过，研发团队没有被困难吓倒。我们充分利用以往项目的技术积累，同时发挥参研和参建单位的技术力量，与全国150余家单位团结协作、开拓创新，攻克了一个又一个世界级技术难题，实现了我国超深水钻探装备从“依赖国外基本设计”到“完全独立自主设计”的重大突破。
大胆放手，青年人才勇挑大梁
记者：“梦想”号研发团队成员非常年轻。青年人才在设计中发挥了哪些作用？
张海彬：“梦想”号项目启动立项论证时，我们团队成员的平均年龄仅31岁。青年人才思路开阔、敢于创新，成为解决关键技术问题的重要力量。比如，他们提出的等效安全设计方案解决了铝制直升机平台与驾驶室防火安全公约冲突的难题。
按照国际公约，“梦想”号铝制直升机平台下方驾驶室19扇大型舷窗需配备钢质防火窗盖，但每次直升机起降都需装卸重达100公斤的窗盖，既耗时又影响航行视野。团队里的青年科研人员转换思路，在铝制直升机平台底部加装带集油槽的永久性钢质保护层，从源头控制燃油泄漏风险，既满足防火安全要求，又避免频繁拆装。
记者：在培养青年人才上，您有哪些创新做法？
张海彬：我充分发挥中船集团第七〇八研究所研究生培养点的平台优势，采用校企合作模式大力培养年轻人。在该模式下，青年学生在完成高校学位课程学习后，将围绕工程实际问题开展研究工作并撰写学位论文，实现理论与实践的深度融合。目前，通过这一模式，我们团队已培养出7名青年人才。
同时，我们根据船舶研发的多学科交叉特点，选拔具备总体、结构、舾装等多专业背景的技术骨干，通过系统的专业培训，助力他们成长为总师型人才。这些业务多面手掌握多领域知识，能够组织团队协同攻关，推动船舶研发设计取得突破。
此外，我主张打破资历限制，破格任用优秀青年人才，并为他们配备资深专家进行一对一指导。
记者：您觉得船舶行业在引进、培养、使用人才方面存在哪些亟待解决的问题？您对此有什么建议？
张海彬：首先是高技术复合型人才比较缺乏。如今，船舶行业向绿色化、数字化、智能化方向快速发展，迫切需要跨学科、跨专业复合型人才。其次是当前船舶行业吸引力稍显不足，人才易流失。特别是船厂工作环境艰苦、工作强度大，一线人员普遍平均年龄较大，年轻人占比不足。行业薪资待遇缺乏竞争力，难以吸引高端人才。另外，国际化人才储备不足，船舶行业对具备国际视野、跨文化交流能力的人才需求迫切，但现有培养体系难以满足。
针对上述问题，建议加强校企合作，推动高校与企业共建产学研平台，培养兼具理论素养和实践能力的复合型人才；完善人才引进激励机制，加大高端人才引进力度，吸引更多高技术人才投身船舶和海洋工程装备领域；加强国内外高校合作，促进人才培养模式改革与创新，助力培养具有国际视野的高端人才。
