钻透一切困难

2021年4月7日，南海，碧波浩瀚。

“海牛开始入海！”科考船上，响应指令，名叫“海牛Ⅱ号”的海底钻机缓缓入海，没进深蓝，抵达水深2060米的海底，完成姿态调整后随即向下深钻231米，一举刷新了世界深海海底钻机钻探深度。

发出指令的，正是“海牛Ⅱ号”的缔造者——湖南科技大学教授、海洋矿产资源探采装备与安全技术国家地方联合工程实验室主任万步炎。作为“海牛”项目组首席科学家，此时他兴奋、激动，强烈的自信涌上心头——外国人能干的，我们也能干，还能干得更好。

从研制出我国首台深海钻机到“海牛Ⅱ号”，20多年来，万步炎带领团队攻坚克难，推动深海钻机技术由“零”的突破到与世界先进技术并跑甚至领跑。

于“卡脖子”处闯新路

万步炎出生在湖南华容县，幼时，家里享有每年几百斤谷子的救济，因为他有一位从未谋面的外公是红军烈士。在洞庭湖畔长大，浸润在心忧天下、敢为人先的湖湘文化精神中，“家国”二字深深刻印进万步炎的心里。

小时候的万步炎喜欢天文，“什么都想搞清楚”，同学的书被他借了个遍。他常为亲戚们科普飞机为什么不会掉下来，给妈妈解释船为什么会在水面上航行。“只要有什么新鲜事，就愿意去尝试”，万步炎认为自己“现在也是一个‘老顽童’”。

好奇心和求知欲是科研路上的动力，但选择从事海洋勘探技术研究，万步炎并不只因为兴趣。1985年，万步炎研究生毕业被分配到长沙矿山研究院工作。一次偶然，他接触到了“海洋采矿”这个陌生领域，发现我国海洋勘探开发技术严重落后。以国家需要为己任，长沙矿山研究院新成立海洋采矿研究室，他第一个报了名。

深海矿产资源丰富，根据《联合国海洋法公约》，公海资源归全世界共同使用，遵循谁有能力先勘探，谁就具有优先开发权原则。面对西方国家的“蓝色圈地运动”，受海洋技术落后所限，中国只能望洋兴叹。海洋矿产资源勘探是维护国家海洋权益的重要方式，开展海洋勘探技术研究，时不我待。

1992年，万步炎受邀前往日本开展合作研究。一年后，万步炎被对方以百倍于国内的高薪挽留：“你很优秀，可惜你们国家海洋技术研究整体实力不行，留下来吧。”万步炎拒绝了，日方的技术封锁和对中国人的歧视深深刺痛了他。

为什么不行？凭什么不行？万步炎一遍遍问自己。“国家每一个落后于别人的地方，都是我们努力的方向。”他发誓：一定要努力，让海洋勘探技术超过国外。

回到国内，万步炎埋头苦干，组织参与矿产资源管道输送系统等课题研究，为“下海”做了大量理论积累。1998年，万步炎第一次登上远洋科考船“大洋一号”，协助开展设备海试。整整一周，晕船的他吐得昏天黑地。但比晕船更难受的是，他看到船上小到塑料取样管，大到绞车，都是“洋品牌”，重金从俄罗斯租来的海底钻机工作了一个航次，却颗粒无收。

海底低温高压、地形复杂、海水导电性和腐蚀性强，要想获取深海矿产资源样本，取得精确的海洋地质勘探资料，海底钻机是必备的装备。西方不卖钻机，租的又不中用，我国决定自主研发深海钻探设备。1999年，经过公开招标，万步炎所在团队接下了任务。

“别人‘卡脖子’，我们要闯出新路子！”没有任何可借鉴参考的技术资料，一切需要白手起家、从零开始。带着湖南人身上那股“吃得苦、霸得蛮、耐得烦”的精神，万步炎誓把深海钻机造出来。

万步炎自学机械设计、电子技术和自动控制、计算机软件等知识，“不但要学，还要成为专家”，除了休息，他不是在书房，就是在实验室。深海锂电池技术、深海控制与视频图像传输技术、深海液压技术、深海电机与变电技术，一项一项，万步炎掌握着深海钻机制造的“密码”。

他边学边干，从原理到零部件设计，再到制作成型。“难题不解决，晚上就不回去”，试验、失败、再试验，五、六个人的团队经常干到凌晨，夜以继日、循环往复。

2001年，第一台样机出炉，搬上科考船，却因超重未能下海试验，需要从4.5吨减重到2.5吨。给设备减重的难度不亚于从头做一个，但不信邪的万步炎没有灰心，“结构、零部件重新设计、重新制作，一克一克减”。

2003年，我国首台深海浅层岩芯取样钻机终于海试成功，在海底下钻0.7米，打下第一个“中国孔”，取回了矿石样本，迈出了中国海底钻机挺进深海的第一步。

万步炎信心大涨，再接再厉。当时，钻机一次只能钻一个孔取一次芯。2005年，万步炎团队成功研制世界首台“一次下水多次取芯”的富钴结壳专用钻机，大大提高了采样效率，从海底传回的图像也由黑白升级成彩色。2007年，万步炎由此获得国家科技进步二等奖。

钻机越钻越深。2010年，团队研发的深海深孔岩芯取样钻机，又把海底钻探深度推进到20米。国际公认50米是难以跨越的难关。2015年，“海牛Ⅱ号”的前身——“海牛号”在3000米海水下下钻了60米。由此，我国成为世界上第四个拥有该项技术的国家。

用钻头精神钻透困难

作为我国深海钻探的一把“利剑”，“海牛Ⅱ号”海底大孔深保压取芯钻机是目前世界上唯一一台海底钻探深度大于200米的深海海底钻机，但它差点就葬身海底。

2021年3月，“海牛Ⅱ号”在验收前进行海试，顺利完成海底作业，钻机回收。突然一声巨响，从丹麦进口的配套收放绞车减速箱箱体破裂，盖子成了碎片。此时钻机悬吊在1000米水下，收不回，放不下。而根据预报，48小时后，强台风就要经过这片海域，船必须离开躲避。

只有48小时！如果不能回收钻机，就只能砍断脐带缆，把钻机丢弃在海底。紧急向丹麦厂家求助，答复是没遇过这种情况，爱莫能助；联系国内代理商上船修复，称无能为力。全船人都认为钻机没救了。

“我们自己修！”面对堪称“灾难”的意外，万步炎被激发出无限斗志：到最后一秒也不能放弃！尝试修复损坏的部件失败后，万步炎改变思路，决定构建一个临时系统替代损坏部件的工作。依靠知识储备，万步炎做出设计，团队用尽船上能找到的材料，奋战近30个小时搭建安装临时系统。离台风来袭还剩两小时，万步炎亲自操作和指挥，将悬在深海中的钻机救上了船。奇迹！所有人都不敢相信，大家沸腾了，欢呼着拥抱在一起。

“困难越大，我越有劲。把难题克服了的那种兴奋，就像小时候做成一件玩具一样，就是最大的幸福。”面对科研道路上的挑战，万步炎从不畏惧，“越攻关越上瘾”。

海底钻机供电难。一般电池无法承受高压，用耐压筒组装又会使钻机体重超标，万步炎就将电池改造成耐高压、可浸油的电池。2003年，国内科考船上装备了电缆，但由于对其性能不了解，没人敢使用。2008年，万步炎第一个“吃螃蟹”，在研制两米钻机时决定启用电缆，通过甲板供电，问题终于解决了。

海底地形复杂。岩层有的硬，有的软，万步炎团队首创多功能钻头，既可取硬岩岩芯，也可取海底沉积物，还可进行原位探测。

保证可燃冰从高压海底取上来不会失压分解气化，是勘探可燃冰等海底矿产的关键。某一段实现保压取芯并不难，难的是全程保压。万步炎和团队成员潜心攻坚，让全程保压取芯成为“海牛Ⅱ号”的独门绝技。此前，全球海底钻机实际保压取芯作业最深只到达135米，“海牛Ⅱ号”大大刷新了这一纪录。

钻管存储与钻杆快速接卸、智能化与专家操作系统、海底钻机安全可靠下放和回收，一项项目标成功实现，“海牛Ⅱ号”采样效率、取芯质量、自动化程度、可靠性远超国外，所有关键技术均为自主研发，取得125项国家专利、7项国际发明专利。

这一切，靠的是团队上下不解决问题不罢休的执着。遇到难题，万步炎白天思索，凌晨两、三点回家后继续想，“可能夜深人静的时候思维比较清晰，有时到半夜突然开窍了。”

殚精竭虑，万步炎头发白了，但他始终对事业充满热爱：“科研没有哪一项是轻轻松松就能成功的，失败是非常正常的。失败了就继续努力，另外想办法。我们就该像‘海牛’的钻头，钻透一切困难。”

“我们追求的不仅仅是能用，更要做出真正实用的产品。”为了让设备更智能、更稳定，实现量产，创造更多价值，万步炎精益求精，不断优化设备性能。深钻231米破世界纪录后，万步炎马上在船上召集团队总结，列出“海牛Ⅱ号”20多条待改进的问题，马不停蹄升级改进。

把海洋梦融入教书育人

“万老师是我们的骄傲”“‘海牛人’又狠狠地‘牛’了一把”……辞旧迎新之际，万步炎作为全国“最美教师”代表来到2022年央视春晚现场，湖南科技大学微信公号下，学生们纷纷为万老师点赞。在他们眼里，万步炎既是勇攀高峰的科学家，也是立德树人的好老师。

深耕海底勘探技术研究多年，万步炎认识到，这个领域缺技术，更缺人才。2010年，万步炎选择来到湖南科技大学，开展海洋地质勘探教学，将海洋梦融入教育中。

“我对万老师的认识是从一次批评开始的。”罗柏文博士说。一次，他正在用万用表测试设备，一不留神，手指挨到了探针。手是导体，对数据精确度有细微影响。罗柏文没在意，万步炎却注意到了，当场严肃批评。

“细节决定成败”是万步炎的微信签名。他常对学生说，细节没处理好，实验结果可能完全不同。要把细节落实到位，出现问题找清楚原因，不要随便放弃任何一个方案。

“任何事都要沉下心去做。”做设计，万步炎要求学生们在数学、物理理论通过的前提下进行实验，而不是去碰运气；写论文，万步炎逐字逐句修改学生稿件，英文也不放过。他要求学生们做工人型学者，高大空旷的“海牛楼”里，他不停走动，指导操作，手把手教学生安装、测量。

“海洋就是教室。”万步炎说，走进海洋是专业课，吃苦耐劳是必修课。

2018年暑假，“90后”博士生许靖伟接到万步炎的电话：一周后上船！从没见过海的小伙兴奋紧张。两个多月的航行，让他对专业有了认识：海洋地质勘探往往偏离航道，科考船周围十几天都见不到一艘船。成为合格的海洋人，不但要克服晕船带来的巨大不适，还要耐得住寂寞、吃得下苦。

大家都很佩服万老师的“拼”。海上作业讲究时间“窗口期”，每次考察，万步炎几乎把所有时间都用在技术研发上，实在累了，就在甲板上找个矿泉水瓶当枕头休息。

“这种意外都能解决，以后就没有什么能难得倒我们。”“海牛Ⅱ号”海试抢修，年轻的科研工作者们被万老师“打不败”的精神感染，坚定了自主创新的信心。

“我是幸运的，能在年轻的时候接触这项事业，实现了赶超国外的誓言。最大的收获就是越来越自信。”万步炎把这份自信传递给学生，“作为科学家，一定要有‘四个自信’，要有科研能力自信。”

如今，团队的海底钻机已在太平洋、印度洋钻下2000多个“中国孔”，完成了多座国际海底矿山的普查勘探，为我国向联合国申请多个国际海底矿区提供了精确的勘探数据。

“海洋梦就是我的中国梦。作为一代海牛人，我会和学生们一起，在蔚蓝的大海中潜得更深、钻得更深。”万步炎并未就此止步，团队立下了下一个目标：在超万米的马里亚纳海沟打下世界第一钻！

“目前，全世界没有任何一台钻机可以在水深超过8000米的地方进行工作，我们乐于接受这项挑战，把海底钻探做到极致。”谈起未来的科研攀登之路，万步炎充满期待和自信，依然是那个热爱探索未知的“老顽童”。（本报记者 李肖璨）