国家重点研发计划

“深海关键技术与装备”重点专项

2017年度项目申报指南建议

为贯彻落实党中央“提高海洋资源开发能力，发展海洋经济，保护海洋生态环境，坚决维护国家海洋权益，建设海洋强国”的重要部署，按照《关于深化中央财政科技计划（专项、基金等）管理改革的方案》要求，科技部会同国家发展和改革委员会、教育部、中国科学院等13个部门及上海等6个地方科技主管部门，制定了国家重点研发计划《深海关键技术与装备》重点专项实施方案，重点突破制约我国在深海领域发展能力的深海运载、探测、战略资源开发等核心共性关键技术。

本专项总体目标是：针对我国在探索深海、开发利用深海资源以及保障国家深海安全等方面的重大需求，围绕进入深海—认知深海—探查资源—保障安全这一主线，重点突破制约我国在深海领域发展能力的核心共性关键技术，提升我国深海技术的基础研究水平和原始创新能力，进军深海科学和技术制高点，形成我国深海运载、探测装备谱系化和配套能力，作业支持能力以及在深水油气和矿产资源开发方面的应用能力。带动深海技术与装备的自主产业发展。通过本专项的实施，形成3-5个国际前沿优势技术方向、10个以上核心装备系列产品，满足我国在深海领域的重大需求、为形成

我国自主的深海产业提供技术和人才支撑。

本专项2016年围绕全海深（最大工作深度11000米）潜水器研制及深海前沿关键技术攻关、深海通用配套技术及1000-7000米级潜水器作业及应用能力示范、深海能源、矿产资源勘探开发共性关键技术研发及应用三个方向启动了“全海深高能量密度高安全性锌银电池研究”等第一批41个项目。2017年（第二批）继续围绕上述三个方向部署，原则上覆盖专项实施方案任务的1/3。该专项用于典型应用示范类项目的中央财政资金不超过该专项中央财政资金总额的30%，项目执行期3-5年。如指南未明确支持项目数，对于同一指南方向下采取不同技术路线的项目，可以择优同时支持1-2项。除有特殊要求外，所有项目均应整体申报，须覆盖全部考核指标。每个项目下设任务（课题）数不超过10个，承担单位数不超过20个。

2017年项目申报指南如下：

1. 全海深（最大工作深度11000米）潜水器研制及深海前沿关键技术攻关

进军深海技术制高点，攻克并掌握全海深载人和无人潜水器核心技术及其共性关键技术，完成系统的研制、集成，并基本具备海试检验条件，实现万米下潜；通过对长航程、高智能、多系统组网技术的研发，提升自治潜水器的作业能

力；针对深海不同时间、空间尺度、不同作业与应用需求，开展新概念潜水器的技术研发，为未来的发展和自主能力的形成奠定技术和人才基础。2016年已发布全海深高能量密度电池等8个任务，2017年的任务是：

1.1 深海装备耐压结构体及材料耐压特性及评估技术研究

研究内容：针对国内已研制和在研的大型深海装备的耐压结构体，开展钛合金材料高压蠕变特性对耐压结构的影响、耐压结构可靠性分析、疲劳寿命评估等技术研究，建立深海装备耐压结构安全性评估标准和规范体系，为已经投入应用的“蛟龙号”载人潜水器、正在研制的4500米载人潜水器和全海深载人潜水器等深海装备提供服役安全性评估的技术支撑。

考核指标：深海装备耐压结构安全可靠性评估方法、相关标准和规范，对“蛟龙号”载人潜水器、4500米载人潜水器和全海深载人潜水器电能深海装备耐压结构进行安全可靠性评估出具报告。

1.2 全海深无人遥控潜水器（ROV/AUV））关键技术研究

研究内容：研究全海深ROV非金属铠装脐带缆及万米级

动力及信号传输技术并开展试验；研究全海深AUV双向高速水声通信定位、智能安全作业等关键技术，为未来全海深无人遥控潜水器ROV系统和全海深自治式潜水器AUV研制提供核心技术支撑。

考核指标：提供ROV系统非金属铠装脐带缆，满足不小于30kW的动力传输和ROV控制信号传输要求，最大工作深度11000米，通过ROV脐带系统力学和传输试验验证；提供适用于全海深AUV的双向高速水声通信样机，通过模拟压力环境试验和海上试验。

拟支持项目数：针对全海深ROV和全海深AUV各1项。

1.3 长航程、智能化自治式潜水器的研制

研究内容：突破低功耗控制、高效航行推进、自主环境感知等关键技术，研制长航程、智能化自治式潜水器。

考核指标：最大工作深度1000米；单次最大航程不小于2000公里；空气中重量小于200公斤；最大航速不小于2节；最大任务搭载能力不小于5公斤；具有自主跟踪探测温跃层或其他海洋化学、生物、物理等特征的能力。通过全功能和性能海上试验。

1.4 多节点无人无缆潜水器组网作业技术研究及示范系统

研制及研究内容：利用我国自主研发成功的AUV、Glider 等无人无缆潜水器观测平台，面向科学研究、水下安全保障的需求，研发无人无缆潜水器智能控制、多平台协同规划/通信/导航/观测、水下-海面-空中一体化通信定位网络、实时应用驱动设计等关键技术；构建无人无缆潜水器移动示范应用系统，实施多任务多平台协同组网观测、探测。

考核指标：建成1套异构多节点无人无缆平台组网观测、探测示范应用系统，平台不少于3类、20台套，具备区域通信、定位覆盖；示范系统覆盖范围不小于100千米×100千米，示范海区深度100-1500米，完成面向不少于3项观测、探测任务，时间不少于3个月的组网协作示范应用；编制完成相关组网观测软件、技术标准。通过海上试验验证。

1.5 基于新原理、新技术的潜水器研发

研究内容：针对1000-7000米级深度科学考察、环境监测、工程实施、应急搜救等需求，突破国内现有潜水器的设计理念、技术限制及运用方式，开展原创性潜水器的基础理论、技术研发及样机研制。

考核指标：完成潜水器概念设计、关键技术研发及原理样机/工程样机研制，通过水池试验/海试验证。

拟支持项目数：拟支持不超过5个项目。

2．深海通用配套技术及1000-7000米级潜水器作业及应用能力示范

按照海洋仪器设备规范化海试要求，对已形成的深海通用关键技术、观测/探测传感器、仪器及设备系统进行规范化海上试验，为研制的相关仪器设备提供海上试验、性能质量评价和相关课题验收提供支撑；利用现有的各类成熟潜水器系统，开展以科学研究为主要目标的设备升级改造和应用示范，形成显著的深海科学研究成果，推动相关设备的业务化运行。2016年发布了深海观测/探测传感器、设备和系统研制等2个任务，2017年的任务是：

2.1 深海仪器装备规范化海上试验

研究内容：针对本专项研制的大深度海洋探测仪器装备（如深海无人潜水器、滑翔机等）中期评估和海试验收的需求，组织规范化海上试验航次，研究深海装备测试技术及标准。

考核指标：2017-2020，每年不少于30天有效海上试验，形成相关的测试标准。

2.2“蛟龙号”载人潜水器科学应用及其性能优化

研究内容：根据科学目标及应用需求进行方案设计及作业需求分析，并基于深海科学研究的应用需要，完成“蛟龙

号”载人潜水器相关系统和部件的技术升级，提升作业能力，使其满足新的应用需求。

考核指标：根据科学考察、研究及应用的需要确定技术优化和改进项目，完成“蛟龙号”升级后的，不少于两个航次的海试和科学考察，发表科研论文（SCI、EI等）。通过海上试验和航次应用，及专家评审。

2.3 针对科学目标及应用需求的“海马号”遥控潜水器技术性能优化及应用

研究内容：针对特定科学或海底资源调查目标，对“海马号”遥控潜水器进行技术性能优化及改进，推动“海马号”业务化运行，使其成为研制国产设备的通用型海试平台。

考核指标：根据科学需要确定技术优化和改进项目，完成两个相应的科学考察或调查航次，发表科研论文（SCI、EI等）。通过海上试验和航次应用。

2.4 针对科学目标及应用需求的4500自主潜水器技术“潜龙二号”性能优化及应用

研究内容：针对我国海底合同矿区业务化调查应用或科学考察需求，对4500米级AUV自主潜水器“潜龙二号”进行技术固化和性能优化改进，提高可靠性、实用性和可维性，执行两个科考航次/段。

考核指标：完成两个航次/段的科学或工程应用，发表科研论文（SCI、EI等）。通过海上试验和航次/段应用，通过专家评审。

2.5 6000米级水下目标搜寻探测声纳设备研制及应用

研究内容：针对深海条件下的水下目标搜寻探测与定位问题，进行传感器技术研究，目标弱信号提取与判别技术研究，智能实时目标识别技术研究，高精度目标测向导引技术研究，搜寻引导声纳设备与深海潜水器平台适配性、噪声及电磁兼容性研究，万米级拖曳电缆长距离数据传输兼容技术研究，集成机动式存储与自动布放装置研制，深海大范围声信标高效率探测搜寻策略研究，深海潜水器声信标搜寻引导声纳设备研制，深海拖曳式声信标搜寻定位声纳设备研制，系统设备海试和应用技术研究。

考核指标：最大工作深度不小于6000米；在良好水文条件，针对民用航空黑匣子等设备的典型声信号，深潜器声信标引导声纳作用距离不小于1000米，拖曳式声信标探测声纳最大探测距离不小于3000米；信号搜寻探测频段：3kHz-50kHz。通过海上试验验证。

2.6 6000米级深水协同应急处置技术及专用工具系统研究

研究内容：针对深海特殊条件下的水下目标应急处置需求，研究深水燃油及液体危险化学品回收技术，研究对深水沉船的封堵、开孔、切割等应急处置技术。研制出适应6000米深水环境的封堵、开孔、切割专用工具系统。

考核指标：封堵、开孔、切割专用工具系统最大作业深度不小于6000米，可与6000米级深水ROV协同作业。通过海上试验验证。

3．深海能源、矿产资源勘探开发共性关键技术研发及应用

开展深水油气、天然气水合物勘探开发核心技术、装备研究，以及核心装备自主化需要的共性关键技术研发，为将来我国深海油气和水合物资源的规模性开发打下技术基础；研发海底矿产资源高效勘探及采矿技术，开展水深1000米级海上试验。2016年已发布了大直径随钻测井系统装备研制与示范作业等6个任务，2017年任务是：

3.1 大直径旋转导向钻井系统装备研制与示范作业

研究内容：研制适应12.25英寸井眼的具备近钻头井斜及方位伽马测量和垂直造斜功能，能够在高机械钻速条件下实现稳定三维井眼轨迹控制的新一代旋转导向系统，并通过海上实际作业进行验证。

考核指标：适用于12.25英寸井眼；最大造斜能力不低于6°/30米（实钻验证）；直井造斜（初始井斜角不超过1°）井眼轨迹的初始方位误差小于15°；近钻头井斜测量的测量点距钻头不超过2米，且旋转钻进情况下的测量误差不超过0.2°；近钻头方位伽玛测量的测量点距钻头不超过4米，测量扇区不少于4个；实验井实钻试验不少于2井次；海上示范作业不少于8井次，其中三维轨迹控制水平井着陆作业不少于2口井，最大单趟无故障工作进尺不低于800米，平均机械钻速不低于20米/小时。

3.2超深水强电复合脐带缆系统研制与示范作业

研究内容：基于水下生产系统脐带缆技术，研制1500米以上超深水强电复合脐带缆系统。形成超深水强电复合脐带缆轻量化设计技术，水平制造技术和综合测试平台。完成海上试作业验证。

考核指标：一套复合脐带缆系统，设计水深不小于1500米，输电功率不小于3MW，设计使用寿命不小于15年；产品和关键附件取得第三方认证；软件和测试平台通过第三方验证或测试；海上试作业不少于1次。

3.3 南海多类型天然气水合物成藏原理与开采基础研究

研究内容：针对南海复杂的地质过程以及多类型水合物

成藏特点，开展南海天然气水合物成藏的地质过程研究，分析地质、地球物理、地球化学和生物学响应特征及识别标志，预测南海天然气水合物分布规律；开展开采过程沉积层骨架结构特征变化规律、开采过程传热与控制机制、多因素作用下气、水多相渗流与迁移机制、水合物开采气、水产出数值模型研究；开展水合物形成分解的储层力学特性变化规律及储层结构性本构模型、地层变形特征、宏观及微观环境效应研究。

考核指标：提交“南海多类型天然气水合物成藏原理与开采基础研究” 报告，发表科研论文（SCI、EI等）、出版著作，申请技术专利、软件著作权。通过专家评审。

3.4 天然气水合物高分辨率三维地震勘探技术

研究内容：针对水合物稳定域的实用补充加密地震勘探装备集成研究，高分辨率数据的采集脚印分离、鬼波压制、精细速度分析、角度域成像等处理技术研究，实现水合物储层的精细描述与刻画。

考核指标：形成高分辨率资料采集方法体系，数据采集在空间上达到1.6×1.6米的面元，深度上1.5米主频分辨率的勘探精度。通过海上试验验证。

3.5 海底水合物大孔深钻探及保压取样装备

研究内容：突破大孔深海底钻机整体设计、大功率长缆供电、深海电机变频调速、大容量密集排布钻杆库和甲板升沉补偿技术等关键技术，研发随钻原位探测、水合物保压取芯等技术装备，形成海底大孔深水合物钻探、随钻探测及保压取芯作业能力。

考核指标：形成一套海底大孔深水合物保压取芯钻机，适用水深不小于3000米，岩芯直径大于45毫米，海底钻进不小于200米。通过海上试验验证。

3.6 水合物保压取芯与船载检测技术

研究内容：开展天然气水合物保压与非保压取样装置研制和钻井船的钻探取样工艺、取芯技术、样品存储及保压样品X-射线成像、岩心CT扫描成像、声波快速检测、三轴强度，以及保压样品控制脱气、样品切割、非保压岩心红外成像、气体分析等船载分析测试及后处理技术研究，形成海域天然气水合物钻探取样及岩心样品的船载分析测试系统和分析处理能力。

考核指标：提交水合物保压取芯装置一套，保压成功率达60%以上，采样过程失压率低于10%；形成船载检测技术系统，船载岩心检测分辨率优于毫米级。通过海上试验验证。

3.7 水合物试采、环境监测及综合评价应用示范

研究内容：搭建海试平台，对研发的勘探开发技术装备进行工程应用示范。在水合物富集区开展精细勘探，提出水合物试采的目标区，精细描述和刻画水合物储层，提高水合物储层粒度、孔隙度、渗透率及饱和度等关键参数的预测精度；依托海域水合物试采工程，开展水合物防砂、防堵及连续排采工程技术应用示范，同步开展试采区海底土力学性质、地形形变及气体泄漏等环境要素的原位多参量实时监测和多手段综合探测。

考核指标：依托海域水合物试采工程，进行水合物试采工程技术应用示范，提交海洋水合物试采目标综合评价系统1个，评价1-2个水合物试采目标靶区，精细描述水合物储层2-3个，，实施水合物试采生产井1口、监测井2口，日产天然气2000—10000方，连续生产1周以上。研发的技术装备及工艺在全链条中应用率达到45%以上。通过海上试验验证。

3.8 海洋水合物开发环境原位监测与探测技术

研究内容：开展水合物试采温压场、土力学性质和海底地形形变原位探测技术研究，以及基于ROV的水合物目标区和钻探区的原位监测精确布放技术研究，形成水合物试采区温压场、土力学性质和海底地形形变监测技术与分析方法；开发海洋水合物试采流体（气液）泄漏原位监测装置；

建立水合物沉积层甲烷泄漏监测技术，形成水合物试采环境监测、潜在风险评估和环境影响评价能力。

考核指标：原位监测装置1套，具备海底温压场、土力学性质、地形形变的原位监测技术，工作水深3000米，连续工作时间不小于6个月；原位海底气体泄漏探测装置1套，工作水深3000米。通过海上试验验证。