8月27日，由中國海油自主研發的我國首套海底地震勘探節點采集系統裝備——“海脈”順利完成渤海渤中8-3工區作業，這是“海脈”完成的首個大面積工區作業。

“海脈”節點收放船海洋石油771

“海脈”采用高靈敏度檢波器和超低噪音采集電路等技術，大幅提升了對微弱信號的檢測能力，能夠捕捉到在萬米地層下相當于蚊子飛行聲1/150大小的地震波信號，根據這些信號便可以獲得高清的油氣藏數據信息。

“有了它，我國主要海域的海底精細地震勘探需求得到滿足，將進一步提升我國海洋油氣勘探開發能力。”中海油服物探裝備研究所研發團隊首席工程師阮福明表示。

準備入水的“海脈節點”

不能走別人的老路

找油找氣，物探先行。

物探工作就像是給海底做“CT”掃描，以得到一張標注著油氣埋藏具體位置的地圖。由于具備布放靈活、信號采集更全更精細等特點，近年來，海底節點裝備研究在海洋油氣勘探領域應用越來越多。

“通俗來講，此前應用較多的拖纜地震勘探系統作業速度快，適合大面積地初篩，大概搞清楚某個地方油氣藏情況怎么樣，而海底節點裝備則用于在此基礎上的更精細的勘探，就仿佛是從1080P到4K的質變。”阮福明介紹道。

作為采集海底地質信息的關鍵性技術裝備，我國的海底地震勘探節點采集裝備長期依賴進口，超過300米水深的裝備技術更是受到嚴格限制，嚴重制約了我國海洋油氣勘探開發進程。

2019年，中國海油將海底地震勘探節點采集裝備的研發提上日程。

中海油服物探裝備研究所立項研發海底節點裝備。“我們不可能做一個跟別人一模一樣的東西，這樣既沒有競爭力，還要給別人交大量專利許可費。”阮福明說，必須另辟蹊徑，走一條不一樣的技術路線。

海底節點設備中最核心的器件是地震檢波器，即感知并接收地震波信號的零件。“拖纜設備里只有水檢，海底節點設備既有水檢還有陸檢，難度就大多了。”阮福明說。

國外成熟產品里用的是微機電系統（MEMS），但國內的MEMS技術達不到所需精度，“反復權衡摸索，我們決定使用有源力反饋技術。”阮福明說，該技術使用電子學手段改造常規檢波器，引入負反饋網絡，在負反饋的作用下，傳遞函數的線性度得到改善。

時鐘也是個重要零部件。一個作業區域通常要在海底布數千個節點，要實現這些節點的時間同步不是一件容易的事情。阮福明說，國外廠商使用的原子鐘技術雖然精度高，但造價昂貴。“我們最終使用了雙溫控時鐘，經過算法優化處理，達到跟原子鐘同樣的效果。”

就這樣一點點摸索，兩年后，研發團隊做出第一臺樣機。

傳送帶上的“海脈”節點

逼出來的背水一戰

此時，中國海油決定從集團層面推動海底節點設備的產業化。

阮福明深知，從樣機到產品還有很長的路要走。此前，他領銜的我國首套海上高精度拖纜地震勘探系統成套核心裝備用了十幾年，才實現這一目標。

“由于有緊迫的作業需求，剛開始我們是想兩條腿走路，一方面加強跟國外公司的合作，盡快出產品，一方面盡快推進我們自己的產業化進程。”阮福明坦陳。

經過幾輪的談判，雙方達成了合作意向。“我們的目標是在合作基礎上，用兩年時間推出產品。”

沒想到，項目設立不久，形勢突變。

2021年底，對方以中國海油被美國列入“實體清單”為由拒絕合作。“我們當時都傻眼了，集團已經立項，準備工作也都做好了，怎么辦？”阮福明回憶說，“我們甚至向集團提出申請，能不能將項目延期。”

但或許是深知這支隊伍的能力，集團沒有答應這個請求。

只能背水一戰。

“我們根據項目要求的成果倒排時間節點，加班加點，科研團隊成員沒有休息日，每天都在和時間賽跑。”阮福明說，除了要完成集團的硬性任務，其實大家也憋著一口氣，“外方在拒絕合作的同時，還趾高氣昂地說，單憑我們自己不可能做出來，我們不能被人看扁了。”

于是團隊開啟了“升級打怪”之路。

有一段時間，研究人員發現，被固定在電路板上的雙溫控時鐘在強撞擊時容易壞，就將其電路懸空，加了很多防震措施，在室內各種拋、摔，終于讓它練就“金剛不壞之身”。

除了死磕，科研中還需要很多運氣。

研究團隊發現節點中正在工作的元器件突然變成初始狀態，罷工了。“我們各種測試、排查，分析原因，但毫無頭緒。”阮福明回憶，有一天，他們一群人對著設備一籌莫展時，有個人無意中拿個螺絲刀在外殼上劃了一下，突然發現示波器有反應，出現了脈沖，這讓他們意識到原因會不會是摩擦引起的靜電？

“我們就拿布使勁擦外殼，發現還真是靜電搗的鬼。”阮福明笑稱，當時，外殼材料已經無法更改，后來他們通過軟件的算法解決了這一問題。

2022年9月底，研究團隊投放320個節點進行海底測試。結果表明，其自主研發的節點設備性能良好，尤其是在低頻上的勘探精度優于外方產品。

這個時候，大家才稍微松口氣。

將是一款有競爭力的產品

在設備不斷測試優化的過程中，海底節點設備的生產線和車間也在抓緊建設中。今年年初，歷時8個月，國內首條自主海底節點生產線建設完成。

“我們僅用了14個月，就實現了從實驗樣機到產品技術定型，發布海底節點設備‘海脈’。”阮福明自豪表示。

今年4月份，“海脈”進入批量制造階段。兩個月時間內，中海油服生產出6000多個“海脈”。

7月份，“海脈”在渤海海域正式投入使用。作業人員將數千個“海脈”節點按照設計要求，通過專業收放裝備有規律地布放在海床指定位置，形成一個覆蓋在海床上的巨大信息采集網。就像一個個“聽診器”一樣，接收來自海底地層反射的地震波信號，并以數據的形式存儲記錄下來，作業完成后將其收回，下載分析采集到的數據信息，處理成地震剖面，最終生成海底地層更清晰的“CT影像”。

此次在渤海投用的“海脈”設計水深500米，實際作業能力可達700米。研究團隊透露，他們正在進行設計水深達千米級的海底節點設備的研發。

“‘海脈’的價格目前還不能公開，但肯定比國際上同類產品低很多。”阮福明說，據統計，節點勘探設備需求占物探市場容量的30%左右，“去年就有人給我打電話問能不能供應，我相信‘海脈’未來在國際上都會是一款有競爭力的產品。”

（受訪者供圖）