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深海科学与工程研究所
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深海资源开发研究室

研究内容介绍

鉴于深海资源开发技术的重大意义,中国科学院深海科学与工程研究所于2014年成立了深海资源开发技术研究室,围绕国家海洋战略需求,开展深海矿藏资源(包括油气、天然气水合物及多金属矿产资源)的探测与开采技术、深海地质工程评价等方面研究并研制深海资源探测和地质勘查装备。研究室由我国著名的深海矿产资源领域专家阳宁创立,已建成包括一名美籍专家(来自美国伍兹霍尔海洋研究所)在内的研究团队。研究室目前共有研究员/正高级工程师2名,高级工程师3名,工程师10名,助理工程师2名,研究生6名。研究室承担了多项中科院先导专项、中科院重点部署项目、知识创新工程领域前沿项目、海南省重大科技项目及国家重点研发计划的研究课题,已研制成功具有自主知识产权的深海底工程地质原位测试装置、深海底钴结壳规模化取样装置以及深海多功能抓斗等。

 

研究成果介绍

 

1、深海分体式电视抓斗

深海分体式电视抓斗用于可视化抓取深海底岩石样品,最大工作水深6000米,空气中重量3.7吨,水中重量2.9吨,最大取样区域1.7m*1.2m,最大取样体积2.6m3,分体式设计使得装置电气篮和斗体解耦,保证抓斗能够在三级海况以内顺利进行海上作业。电视抓斗参加探索一号”TS09航次,在马里亚纳海沟弧后张裂区域成功完成8个站位海底岩石可视化抓取,获取大量海底岩石样品,最大作业深度3535米。由于取样灵活,操作简单可靠,具备一定市场潜力,该分体式电视抓斗已完成成果转化。

 

 

2、深海工程地质原位测试装置

深海工程地质原位测试装置主要用于测量海底沉积物的力学参数,通过分析处理所获得的原始数据可以计算出作业海区的沉积物贯入阻力、侧壁摩擦力、孔隙水压力和剪切强度等工程地质参数,为海洋工程施工提供基础参数支撑,该装置于20198月完成南海海试验证。装置最大工作水深6000米,空气中重量3吨,水下重量2.7吨,其中最大静力触探推进力100KN,触探推进速度15~25mm/s可调,自主研发的系列数字化静力触探探头工作稳定可靠,传感数据已完成深海标定;剪切模块最大剪切深度1m,最大量程范围可达300Kpa;装置还包括电气监控系统、液压系统和配套观通系统,配置多个传感器接口。

 

 

 

3、深海富钴结壳规模采样车

深海富钴结壳规模采样车设计深度4500m,装置长4.3m,宽2.3m,高1.6m,空气中重量4.1吨,水中重量3.0吨,装机容量80kW,每小时完成500kg富钴结壳矿物的剥离、破碎和收集。该装置于20184月在南海海域2500m水深开展了海上试验,并获取富钴结壳矿石样品,验证了深海富钴结壳采样装置的作业功能,包括布放回收时自动定向功能、海底行走功能、海底矿石破碎收集功能力,在极端复杂海底地形中具备作业能力。 

 

 

4、深海紫外激光拉曼光谱仪

完成深海7449m海试,成为世界上工作深度最深的激光拉曼仪器,可在深海开展原位观测试验及研究。同时还研发出来全海深可用的可重复使用的充电锂电池,玻璃视窗的耐压及密封、拉曼光谱仪监控及分析软件、控制系统方面等技术成果。该仪器具备非常广阔的应用前景, 可用于深海矿物、深海化合物、深海生物方面开展原位试验研究。

 

 

另外还研发一套紫外激光拉曼光谱仪,于2018627日在加拿大海底观测网(Ocean Networks Canada, ONC) Endeavour节点成功联网运行。通过加拿大Tully调查船和ROV ROPOS将设备布放到一处低温热液口,开展长期低温热液口生物地球化学过程监测和原位实验。

 

5、深海通用元器件研发

在开发大型深海资源开发装备的同时,为解决许多深海常用元器件依赖进口,成本高,周期长等现象,自主研发多种深海常用的元器件,包括照明灯、闪光灯,模拟摄像机、网络摄像机、SDI摄像机、高清相机、云台、旋转编码器、磁控开关、锂电池池等,这些元器件安装在深海装备上,经过多次深海试验验证,完全可以取代国外进口装备,部分元器件的最大工作水深达到11000米。下图中是目前研发的多种深海通用元器件。



团队介绍 

学科带头人简介


阳宁,196210月出生,岩土工程博士,正高级工程师、博士生导师,我国深海采矿领域的知名专家和学术带头人,曾任深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室主任、中国大洋协会深海技术发展项目首席科学家、深海采矿系统1000m 海上试验项目总设计师、ISOPE-OMWG成员。



Casey, 正高级工程师,资深电气控制专家,曾任职于伍兹霍尔海洋研究所,上海交通大学,ITG 国际电信集团(通用动力),通用动力核部门等单位。

研究方向:电气控制

 


陈铭,工学硕士,201411月入职,高级工程师,研究生导师;

教育经历:1996年本科毕业于东华大学(原中国纺织大学)工业电气自动化专业,2009年硕士毕业于湖南大学控制工程专业;

研究方向:电气自动化

 

陈宇翔,工学博士,201411月入职,高级工程师,研究生导师

教育经历:2007年本科毕业于 哈尔滨工程大学  建筑环境与设备工程专,2012年博士毕业于哈尔滨工程大学 一般力学与力学基础专业 

研究方向:深海资源开采、勘探技术装备总体技术、粗颗粒固液两相流输送技术、水下热动力技术

 

张明,工学学士,20146月入职,高级工程师

教育经历:1982年毕业于中南矿冶学院机械系矿机专业

研究方向:深海采矿及装备技术



陈为,工学硕士,201411月入职,工程师

教育经历:2006年本科毕业于清华大学电子工程系电子科学与技术专业,2009年硕士毕业于清华大学电子工程系电子科学与技术专业

研究方向:深海探测及装备技术



于春亮,工硕士,20159月入职,工程师

教育经历:2010年本科毕业于哈尔滨工业大学热能与动力工程专业,2012年硕毕业于哈尔滨工业大学动力工程专业 

研究方向:深海资源开采装备技术



熊宏,工学硕士,20164月入职,工程师

教育经历:2013年本科毕业于上海交通大学船舶与海洋工程专业;2016年硕士毕业于上海交通大学船舶与海洋工程专业;

研究方向:深海资源开采装备技术



肖剑宇,工学硕士,20163月入职,工程师

教育经历:2014年本科毕业于哈尔滨工程大学/英国strathclyde大学船舶与海洋工程专业;2015年硕士毕业于英国strathclyde大学offshore floating system专业

研究方向:深海矿产资源开发系统总体方案设计研究及机械结构设计


谢超,工学硕士,20154月入职,工程师

教育经历:2012年本科毕业于哈尔滨工程大学,机械设计制造及其自动化,2015年硕士毕业于哈尔滨工程大学机械制造及其自动化专业

研究方向:深海资源开发技术研究与装备、仪器研发设计



欧文,工学硕士,201512月入职,工程师

教育经历:2009年本科毕业于电子科技大学测控技术及仪器专业 2012年硕士毕业于电子科技大学测试计量技术及仪器专业。

研究方向:深海资源开采及装备技术



郑金荣,工学硕士,20157月入职,工程师

教育经历:2012年本科毕业于华中科技大学轮机工程专业 2015年硕士毕业于华中科技大学轮机工程专业。

研究方向:深海资源开采装备自动控制技术 



马浩翔,工学博士,201811月入职,工程师

教育经历:2009年本科毕业于黑龙江大学高分子材料与工程专业;2012年硕士毕业于黑龙江大学高分子化学与物理专业;2018年博士毕业于哈尔滨工业大学化学工程与技术专业

研究方向:深海资源开发装备技术及高性能工程材料研发



刘俊,工学硕士,20138月参加工作,工程师

教育经历:2010年本科毕业于武汉理工大学机械工程及自动化专业;2013年硕士毕业于重庆大学机械设计及理论专业

研究方向:深海资源开发装备机械工程及液压控制技术



朱弘,工学硕士,201911月入职,工程师

教育经历:2008年本科毕业于 哈尔滨工业大学机械设计及其自动化专业 2011年硕士毕业于哈尔滨工业大学 机械电子工程专业

研究方向:深海资源开采装备技术



陈洋,工学硕士,20152月入职,助理工程师

教育经历:2011年毕业于陕西师范大学电子信息科学与技术专业,2018年硕士毕业于海南大学电子与通信工程专业

研究方向:深海资源开采装备控制技术



谢家华,工学硕士,20191月入职,助理工程师

教育经历:2015年本科毕业于西北工业大学飞行器设计与工程专业 2018年硕士毕业于浙江大学飞行器设计专业。

研究方向:深海资源开采装备技术研发,动力学仿真,上位机软件开发。 

 

2017届研究生:程辉,程里平

2018届研究生:冷静,奥马尔

2019届研究生:李敏,李宇霄

 

联系人:肖剑宇

联系电话:0898-88217399

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

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