中国地质调查局北京探矿工程研究所日前研发的“一种双螺纹双壁钻杆”获国家实用新型专利授权。

双壁钻杆是空气反循环钻进的重要器具，用于循环高压空气和输送岩屑。常规的双壁钻杆管体为钢制材料，外管采用螺纹连接，内管为插接式，钻杆整体重量大、搬运困难、内管密封性较差，是制约空气反循环钻进效率的主要薄弱点。

该专利双螺纹双壁钻杆内外管体均采用铝合金材料，整体重量减轻55%，可降低钻机的动力消耗。内外管采用双螺纹连接，增强了钻杆密封性，可有效避免内外管间漏气卸压，提高反循环钻进质量和效率。

海洋资源是海洋环境中可以被人类利用的物质、能量以及空间，包括生物、矿产、海水、空间资源及海洋能源。人类对海洋资源的调查、开发和利用是从近岸到远岸，再至深海。随着人们对海洋资源环境重要性认知程度的加深，海洋环境调查和影响评价成为提高海洋资源开发利用价值、维护海洋环境功能的重要方式。

环境基线值指研究区环境参数的当前水平值，即环境现状值，它是环境影响评价工作中最基础的内容。环境基线调查需要记录包括物理海洋学、化学海洋学、地质地貌、生物群落等方面信息。其中，生物基线调查的主要内容包括：采集原生动物及后生动物群落数据——巨型动物、大型动物、小型底栖动物、微生物群落、底栖鱼类和食腐动物以及与资源直接相关的生物区系的数据；记录观察到的海洋哺乳动物，近水面大型动物和鸟群；记录和描述沉积物的生物扰动活动和混合状况；摄影记录手段建立图像背景资料档案；等等。

近期，自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局首次依靠自身力量完成了西太平洋工区的生物和环境调查外业工作，采集了浮游生物、底栖生物、微生物样品，并利用海底摄像记录大型底栖动物与底质环境的图像资料，为建立深海环境基线打下了基础。

合理的技术路线和科学的技术方法是航次任务顺利完成的重要保证。下面，我们来围观本航次生物与环境调查过程与方法。

浮游生物调查取样

浮游生物是指生活在水中缺乏有效移动能力的漂流生物，分为浮游植物和浮游动物。它们体型细小，大多肉眼不可见，且其游动速度往往比它自身所在的洋流流速慢很多，因此它们常常“随波逐流”。浮游生物种类和数量繁多，且时空变化明显，是水域中其他生物生产力的基础。浮游生物调查研究有重要的科学价值，它们有的可以作为海流指示种，有的具有富集放射性同位素的能力并可以作为污染的指示种，硅藻、有孔虫和翼足类等死后沉积在海底，成为海洋底质重要组分，能助力古海洋环境研究。

我们使用深水浮游生物拖网（图1）来获取大洋浮游植物（藻类）、小型浮游动物和大中型浮游动物样品。

图1 深水型浮游生物拖网

采样之前，需要准备3个润洗好的广口瓶，记号笔分别标记大、中、小和站位号，对应收集浮游生物拖网中的样品，同时备好甲醛溶液、镊子，手套等工具。每次下网前检查三个网的网具是否破损，网底管是否处于闭口状态（图2）。

样品采集时，拖网的落网和起网保持匀速和慢速，速度0.5m/s左右，钢丝绳倾角不得大于45°，直到拖网设备出水。使用水泵抽海水，从凌空的网外侧自上而下冲洗，使粘网的标本集中于网底管，确保网中样品全部收入样品瓶，采集的样品使用中性的甲醛溶液固定，最后将样品放入阴凉避光的样品库保存。

图2 浮游生物拖网采样

底栖生物调查取样

海洋底栖生物是指栖息于海洋基底表面或沉积物中的生物。它们多为无脊椎动物，也包括以绿藻、褐藻、红藻等为主的典型植物。按生活方式，底栖动物有固着、附着、穴居、爬行、游泳、共栖、共生及寄生等多种类型，其种类多样性极其复杂，分布范围从潮间带直至万米水深的深海底。按体型大小，底栖动物可分为大型、小型和微型底栖动物。底栖生物分别处于不同的营养层次，并且与底质环境之间存在耦合关系，因此，阐明底栖生物的数量变动规律及其与本底环境、资源间的联系，对海洋环境调查研究有重要意义。

本航次底栖生物调查对象以底栖动物为主。按体型大小，调查对象分为大型底栖、小型底栖和微生物。大型底栖和小型底栖（以能否通过0.5mm孔径的筛划分）调查工具包括箱式采样器、定量框、样品筛、PC管等。

采样之前，准备好硅胶软管、3个广口瓶、定量框、量杯、PC管、铲子等工具，样品筛的最上和最下层孔径没有要求，可以选择粗孔径的网筛，中间三层由上至下按孔径从大到小的顺序排放。

底栖生物调查可以使用底拖网和箱式采样器等方式，本航次以箱式采样为主。箱式采样器出水、去上覆水后，观察沉积物的表层有无大型生物体，若有可用自封袋留存，拍照记录样品位置和站位名称；挑选未扰动或扰动少的地方，将备好的定量框和PC管插入箱式采样器中；待箱式采样器中的泥样脱离箱体，拍照并记录；取出插管，处理后两头加管堵，贴好标签根据实验目的置于普通冰箱冷藏或冷冻保存，待检测小型底栖生物；取出定量框并进行过筛处理，过筛时顶层可以加盖一层筛子防止冲水时水泥溅出，同时也防止高压水枪直接冲破样品，最底部垫一层筛子，有利于泥水尽快排空；过筛后将筛子上的剩存物分别装到样品袋，处理后置于普通冰箱保存，待检测大型底栖生物（图3）。

图3 底栖生物调查取样

微生物调查取样

海洋微生物是来自海洋环境，可在寡营养、极端环境（低温、高压、高盐等）下长期存活并能持续繁殖的微生物，主要包括真核微生物（真菌、藻类和原虫）、原核微生物（海洋细菌、海洋放线菌和海洋蓝细菌等）和无细胞生物（病毒）。海洋微生物在生物地化循环中起非常重要的作用。深海微生物由于长期处在极端环境条件，使之形成了特殊的生物结构、基因类型和代谢产物，是重要的深海生物资源，也是深海环境基线调查的内容之一。

本航次微生物调查内容为：水体/沉积物样品中的微生物群落多样性组成及空间分布特征等。调查工具包括箱式采样器、活塞重力采样器、无菌袋、无菌注射器、无菌瓶、去离子水、缓冲液、液氮等。

箱式取样器出水后，用软管和无菌广口瓶收集上覆水，立即冷藏和沉淀；用润洗过的花泥铲或不锈钢勺刮取表泥（未扰动，水平方向不紧挨着插管和箱式壁）装入无菌袋，由于微生物样品对光照和温度变化十分敏感，为了防止其降解，现场处理完成后可将其置于超低温冰箱（-80℃）保存；将事先冷藏的上覆水样品取出，润洗所有过滤工具，包括空瓶、镊子、滤膜夹等器具(膜除外)；滤膜夹装膜并过滤，过滤过程需注意水要从膜具的中孔流出，且螺纹口处不漏水。过完膜后，用镊子将圆形滤膜折成小扇形过液氮，置于EP管中超低温保存（图4）；重力柱的上覆水/泥样品以类似的方式处理。

图4 微生物调查取样

海底摄像影像资料采集

如果你认为4000米水深以下的海底是一望无边的黑暗和寂静，那你就错了。利用海底摄像系统，我们能揭开海底原貌的神秘面纱。淡定摇尾的鱼、落荒而逃的芒虾、看似不动的蛇尾、海参和海葵、固着海底的海绵、一张一弛的头足类......在镜头下一览无遗。

本航次海底摄像调查内容为：记录底质环境状况；记录大型生物多样性。深海高清摄像系统主要由甲板单元、水下拖体及光电复合缆组成，可满足最大摄像作业深度为6000米。

通过海底摄像可以现场记录底质环境状况；现场记录摄像大型底栖生物出现的时间、数量、种类（图5，图片依次为芒虾、蛇尾、海参、鱼类、海葵、海绵、快速游动的头足类）；根据班报记录情况统计底质环境状况和底栖生物多样性。

图5 深海大型底栖生物影像

初步认识

本次调查收获满满，所获浮游生物样品肉眼可见桡足类、端足类（钩虾）、水母、浮游幼体等浮游动物；大型底栖生物样品肉眼可见生物栖管、海绵骨针；微生物样品从上覆水过滤和表层泥样中提取，需进一步实验室检测分析其群落结构和多样性；海底摄像拍摄到的生物超过200个，主要生物类型有：海绵、蛇尾、鱼类、虾类、海参、头足类、海葵等。

当前，服务支撑海洋生态环境保护，实现海洋资源绿色勘探是自然资源统一管理的重要内容。新时代新职责赋予海洋调查研究工作新使命，也要求基层海洋工作者不断学习和参与实践，丰富原有知识体系，跨学科交流和融会贯通，才能提高履职尽责能力，适应职能转型的新要求。

近日，从国家知识产权局网站获悉，自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所研发的“一种防盗式水文监测仪器放置装置”获得国家实用新型专利授权，专利号：ZL 2018 2 0228353.0。

本实用新型专利涉及一种野外水文监测仪器放置装置，尤其是涉及一种泉（或地下河）出流口监测仪器放置装置。包括保护罩、基座两大部分，其中保护罩由罩盖、通讯孔、三角形螺帽、钥匙螺杆、螺杆保护管、罩体、链接螺帽等构成，罩体用于放置监测仪器主机。基座由圆柱形水泥底座、仪器放置管、进水管、出水管、三通管、进水端防护网、出水端防护网、正T型螺纹钢筋、梯度盘等构成。保护罩与基座之间通过倒T型螺纹杆衔接，基座与渠底通过正T型螺纹钢筋连接。基座内部采取圆柱体中空设计，安置仪器放置管；仪器放置管通过三通管与进水管、出水管连接，并呈小角度倾斜放置。进水管、出水管与三通管衔接部位安置钢丝防护网。

本实用新型专利结构简单，体积小，造价低，功能全，多层安全防护，非屏蔽，非常适合泉、地下河、地表河等流动水体水文监测仪器长期安全放置。

当地时间11月26日13时，“嗡嗡嗡”，久违的声音响起，右推进电机终于正常工作，中国地质调查局所属的广州海洋地质调查局“海洋六号”船重启双桨，奋力向位于东太平洋的工区驶去。然而，对船上的所有人来说，刚刚过去的70多个小时里发生的一切，回想起来仍然心有余悸，“鬼知道轮机部都经历了什么！”

一

“低速运行时右推进电机轴承部位声音和振动异常。”当地时间11月23日15时，轮机部二管轮耿强林在值班检查时发现了问题。

闻讯后，轮机长耿志爱、大管轮李宗超、电气工程师郑正大马上赶到了舵桨舱，初步判断是电机轴承或者连接部位有问题，继续排查故障点。三个小时后，拆下联轴节，电机空转仍有异响，振动明显，轴承成为最大隐患。

“问题严重了。“大家立即紧张起来。船长蓝明华告诉记者，右推进电机与右侧舵桨相连，为其提供动力，如果推进电机发生故障，就相当于“海六”的“右腿关节”出问题了。

怎么办？这种“大手术”，一般来说都需要“住院治疗”，或者待停泊靠港后在厂家技术人员的专业指导下完成。显然，目前不具备如此条件，船已经离开夏威夷行驶到赤道附近，方圆5000公里都是海，无法寻找外援。

去智利船厂维修，是最稳妥的方案，但路程太远、代价太大。单桨推进的速度仅接近正常航速的一半，如果仅靠一条“腿”蹦，中途不去工区开展作业，直接驶向最近的码头，也赶不上靠泊计划，再进厂修理，时间上吃不消，可能严重影响后续的南极科考任务。

“自己动手吧!”轮机部主动请缨。有了这句话，“海六”临时党委书记孙雁鸣一直悬着的心稍稍安顿，但他也深知难度有多大：“这么大的故障，如果在船厂或者车间，有专业的拆装工具还好办一些，但船上的条件实在有限，以前还从来没做过，只能靠经验和技能。”

缺少专业工具，说明书上没有完整的零部件结构图，更没有拆装工艺流程图……对于即将要面对的困难，老轨耿志爱心里也很清楚，但他们没有多余的精力去担心和焦虑，“就算遇到问题，也不用害怕，总会有办法的”。

二

位于二层的舵桨舱，犹如一个机器的迷宫，四周是各种大型设备，头顶管道密布，侧身走在里面，一不留神头就撞上了。

将疑似有问题的轴承拆下来，是目前最重要的任务。当地时间11月24日12时，在不足一人高，约2平方米的空间里，塞进了8个人，老轨、大管、郑师傅、助理电机员戴文军、机工方国明、梁安林、邱石、三管轮段开明，正忙得不可开交，轮机部其他人值完班后也陆续赶来帮忙。今早已经干了四个多小时了，他们刚刚又拆下一块“硬骨头”——动力输出法兰，即电机与舵桨之间的连接件。

下午16时，坏消息传来：拆卸过程中，大家发现厂家随船提供的图纸与实际情况有差别。“按照图纸标识，轴承外面有道保护环应该是螺纹连接，但我们按照对应的方法却没法拆下来。”耿志爱的脸上不再有笑容，在和孙雁鸣、蓝明华和首席科学家邓希光商量后，决定向“家里”寻求支援。

电话打通，广州海洋地质调查局领导和船舶大队负责人听闻海上的突发情况，立即与国外设备销售方联系，希望获得更详细的拆装说明书。

然而，新图纸传来，却是空欢喜一场：与船上的图纸一模一样，厂商也无法提供更多支持。

“总会有办法的。”大管轮带着大伙儿反复地研究图纸上的加工尺寸，再结合各方面的验证，最后判断——保护环的连接方式应该不是螺纹连接，而是过盈配合。所谓过盈配合，就是为了确保轴套配合得尽可能紧密，一般在设计轴和套的配合时，有意将套的尺寸加工得比轴更小一些，然后通过加热套膨胀后安装到轴上，待温度冷却后达到“抱死”效果。这也意味着，在船上的既有条件下，拆卸难度超乎想象。

轮机部船员使用液压工具拉离故障轴承 

安装调试轴承 

使用手动葫芦吊装联轴节设备

三

费了九牛二虎之力拆下轴承外的保护套后，就要拆卸轴承了，轴承也是过盈配合，而且直径近200毫米，和传动轴咬合得极为紧密，在狭窄的空间里，没有专业工具，人力也不可为，怎样才能拉出来？

“需要什么工具，自己动手做就行了。”轮机部成员没有被困难吓倒，能想到的任何办法都要试一下，十八般武艺样样不放过，最后锁定了船上的液压工具，同时又是切割又是焊接“捣鼓”出好些件自制工具。尽管大家心急如焚，可每个人都清楚，这台主推电机是进口的精密设备，“娇气”得厉害，必须耐着性子一毫米一毫米往外拉轴承。

功夫不负有心人，当地时间11月25日12时，轴承顺利拆下，大伙儿终于可以长舒一口气。正如所料，马达的轴承磨损严重，即使手推都能感觉到明显滞阻。

接下来的事情就更加明确了，换上备用的新轴承。于是，好不容易才卸下的每一个零件，又要艰难地重新装回去，有时仅仅装一个环就需要7、8个人忙上一个小时。

次日早晨9时，通过加热膨胀，新“关节”终于装上了。17时，通过打表测量推进电机输出轴和舵桨输入轴轴线符合要求后，联轴节安装完毕，一切准备就绪。半小时后，耿志爱与驾驶台联系，开始测试。李宗超和郑师傅一左一右，侧耳仔细辨别声音，同时用手感受马达的振动。其它的小伙子们也没闲着，或是拿起扳手紧螺丝，或是俯身倾听周边设备的声音是否正常。

“无异响，无振动。一切正常！”直到此刻，这台“外科手术”才算真正成功了。“太不容易了！”孙雁鸣反复地说:“这次海上抢修的难度史无前例，真没想到能如此迅速地顺利完成。”

四

喜讯传到万里之外的广州海洋地质调查局，张光学副局长也特意发来祝贺信息：“同志们的敬业精神和高超的自修工艺值得称颂。”

是啊，如此复杂的一台“手术”，完全以自己的力量完美解决，靠的是什么？回想起这三天来的一幕又一幕，我好像找到了答案。

首先是担当精神。在海上遇到突发问题，无论“海六”临时党委，还是轮机部，都是沉着应对，不推诿、不畏难。身处深海大洋，相信自己、依靠自己才是最重要的动力源泉。

其次是“钉钉子”精神。在海上抢修的70个小时里，有大大小小数不清的难题，但比问题更多的是解决方案。在每一个重大关头，“总是有办法的”，这句话就会响起。正是凭着这股劲儿，一寸一寸地推进，才有了最后的胜利。

最后是团队精神。无论是前方和后方的配合，还是“海六”上各个部门之间的支持，无不述说着“海六是一个无比团结的集体”。具体到轮机部，更让人印象深刻。

发现故障后，我第一时间询问耿志爱，自己动手修有把握吗？“应该没问题，除了水下的部分我们没有条件修，其它的基本都可以搞定。”他既谨慎又肯定地回答。第二天，轴承拆不下时，我又问了他同样的问题。回答依然是，“应该没问题，我们团队里的每一个人都非常优秀，一定能找到办法。”

抢修完成后，有一个场景始终在我脑中挥之不去。11月26日上午9时许，轴承已经装好了，接下来需要“对中线”，可怎么试误差都比较大。于是，分歧出现了，不同于大管李宗超的方案，段开明和戴文军提出了另外的想法。在逼仄的空间里，大家或蹲，或跪，或坐，或弯腰，或屈膝，手上拿着扳手、锤子或其他工具，想到什么就脱口而出。在这里，没有老轨、大管、大师傅、机工、助理这些身份，每个人都是毫无保留地提出自己的意见，不为争出输赢高下，而是共同找寻最佳的答案，像极了一群学生在课间讨论数学题的场面。

毫无疑问，这一场硬仗，“海洋六号”赢得漂亮，成功通过了考验。新的征途已在前方铺开，我们相信，只要有“海六精神”护航，未来将无坚不摧。

近日，中国地质调查局天津地质调查中心研发的“一种用于拔出电法勘探电极的圆嘴竖置大力钳” 获国家实用新型专利授权（专利号ZL 202021947778.0）。

在电法勘探工作当中，缺乏配备拔出电法勘探电极的专用工具。在拔出电极时，费时费力，且拔出电极遇到困难时，通常利用铁锤左右敲击电极，这一过程极易将电法勘探电极敲击变形，使电法勘探电极无法正常使用。

本专利设计活动钳头和固定钳头均为半圆形夹持口，且内侧为凸凹槽螺纹，提高竖置圆嘴大力钳夹持电极的牢固度；利用旋提杆和活动手柄拔出电法勘探电极省时省力、便于操作；通过调节螺杆改变活动钳头与固定钳头的张开度大小，从而形成不同直径圆形夹持空间，以适应多种尺寸的电法勘探电极，提高了圆嘴竖置大力钳的通用性和实用性。