Chikyu: раскрытие тайн Земли с помощью морского бурения

Глубоководное научно-исследовательское судно использует морские бурильные техники для раскрытия тайн Земли

Самые глубокие части дна океана хранят ответы на некоторые из величайших тайн Земли. Постепенное движение земной коры и тектоника плит раскрывают ключи к разгадке этих тайн — или то, к чему исследователи на борту Японского глубоководного научного бурильного судна (D/V) Chikyu иногда относятся как к «памяти» нашей планеты.

От сейсмической активности до изменения климата, Японское агентство по морским-земным наукам и технологиям (JAMSTEC) расследует природные явления, развертывая несколько судов, включая Chikyu, которые 활용ли научную силу морских бурильных техник.

Хотя обычно ассоциируемые с морским бурением, JAMSTEC и Chikyu стали пионерами в применении райзерных бурильных систем для научных исследовательских целей. Буря в земную кору, ученые Chikyu собирают пробы и анализируют их на борту в реальном времени, чтобы раскрыть, как энергия из глубин нашей планеты влияет на современную жизнь. «Многие пробы, собранные Chikyu, — это вещи, которые никто никогда не видел», — сказала Чиаки Игараши, группа управления экспедициями, JAMSTEC.

Для выполнения этого важного исследования JAMSTEC доверило нашим командам в Swagelok предоставление компонентов жидкостных систем, включая трубки и трубные фитинги, обеспечивающих надежность, необходимую в самых глубоких глубинах океана.

«Чтобы достичь максимальной бурильной производительности на глубине воды более 7500 метров под дном океана, нам нужны продукты, обеспечивающие стабильную, высокую надежность в экстремальных условиях», — сказала Лена Маэда, менеджер проекта экспедиции, JAMSTEC. «Swagelok завоевал высокое признание у инженеров на борту Chikyu, и они отвечают на потребности наших исследователей. Для нас не существует других продуктов, кроме Swagelok, для наших жидкостных систем».

Надежность обеспечивает прорывные исследования

«Говорят, что есть 70-80% вероятность, что великое землетрясение Нанкайского жолоба ударит в ближайшие 30 лет», — сказала Маэда. «Chikyu давно участвует в расследовании возможных естественных причин, которые могут привести к этому землетрясению. Хотя эти механизмы еще не раскрылись, наши исследовательские рейсы выявили характеристики, структуры и поведение геологических особенностей плитных граничных разломов».

Маэда сказала, что надежные системы сделали эти научные достижения возможными. Chikyu выполняет бурение, сбор проб и анализ одновременно — непрерывный процесс, который может быть под риском проблем безопасности или длительного простоя в случае даже малейших утечек. Кроме того, судно часто долго находится в море. Возвращение на берег для обслуживания может вызвать серьезное нарушение.

«Нет установленного времени рейса, и потому что у Chikyu есть вертолетная палуба, позволяющая транспортировать членов экипажа, судно может оставаться в море и проводить обследования длительными периодами», — сказала Маэда. «Самый длинный период — два месяца для исследователей; однако члены экипажа, поддерживающие операции судна, сменяются каждые 28 дней».

Обеспечение эффективного анализа

Анализ газовой хроматографии — один из основных средств, с помощью которых исследователи Chikyu изучают пробы, собранные с дна океана. Надежная поставка процессных газов необходима для эффективного анализа, и поэтому JAMSTEC специфицировала системы распределения газа Swagelok^® в бортовой лаборатории Chikyu, позволяя непрерывное исследование на протяжении длительных рейсов судна.

Наряду с надежностью, простые в использовании газовые панели обеспечивают повышенную безопасность, устраняя отходы и помогая поддерживать чистоту газа. Компактный профиль систем также помог исследователям сэкономить драгоценное пространство на корабле, позволяя экипажам эффективно использовать существующие удобства.

Отношения, построенные на доверии

До ввода в эксплуатацию Chikyu, JAMSTEC и Swagelok имели историю, тянущуюся 30 лет. Помимо качественных компонентов, Swagelok предоставлял комплексные консультации по широкому спектру приложений на борту Chikyu, а также полевые инженерные услуги и обучение.

«Полевые инженеры Swagelok хорошо понимают рабочую площадку, и мы можем обсуждать планы без необходимости предоставлять детальные объяснения», — сказала Игараши. «Они предоставляют нам предложения, специфичные для Chikyu и соответствующие нашим потребностям, и мы надеемся продолжать работать с Swagelok далеко в будущее».

В ближайшей перспективе Chikyu планирует отправиться в экспедицию программы Shallow Core в августе 2021 года. Программа изучит Куросио — сильное западное пограничное течение, которое поставляет тепло и водяной пар в субарктику из тропического Тихого океана, влияя на климатические условия в Восточной Азии, включая Японские острова. В октябре команды на борту Chikyu помогут извлечь подводные записи прошлых морских землетрясений у побережья Японии.

«Остается еще одна монументальная цель для Chikyu: достичь мантии Земли», — продолжила Игараши. «Chikyu была разработана специально для этой цели. Сбор проб под дном океана — область, неизвестная человечеству. Никто не видел внутреннюю область Земли или держал пробы. Мы, и весь экипаж Chikyu, продолжим стремиться к достижению этой цели».

Вы можете узнать больше о научных исследованиях, проводимых Chikyu, на сайте JAMSTEC или следуя за командой Chikyu в Twitter. Заинтересованы в дальнейшем изучении того, как полевые инженеры Swagelok и другие специалисты по жидкостным системам могут поддерживать уникальные, прорывные приложения? Узнайте больше о том, как мы можем помочь, ниже.