他的研究給萬米鑽井繫上“安全帶”

　　他的研究給萬米鑽井繫上“安全帶”

　　◎曾 靈 李 迪 本報記者 雍 黎

　　甘坐10年“冷板凳”研發出國產化鑽頭，帶隊解決世界級難題——深海油氣開採中的管柱安全問題，科研成果轉化產值超100億元……這些成績的締造者就是成都理工大學教授劉清友。

　　過去30年，他一直在石油機械領域耕耘，突破多項鑽頭關鍵技術，逐漸成為我國石油機械領域學科帶頭人之一。

　　因在專業領域的突出貢獻，近日劉清友被授予2020年度何梁何利基金科學與技術進步獎。

　　談及獲獎，劉清友説：“獎項只代表過去。‘鑽研’是永無止境的，我將繼續帶領團隊勇攀高峯。”

　　以實驗室為家

　　油氣行業有句行話：“鑽頭不到，油氣不冒”。一家油氣企業只有掌握了鑽頭技術，才能在行業內擁有話語權。

　　上世紀80年代，鑽頭等油氣裝備大部分依賴進口，我國油氣開採因此非常受限。1995年，美國提出開展鑽頭及鑽柱系統仿真研究，劉清友以此作為博士論文研究課題，開始從事相關科研工作。

　　“我們既要建立自己的理論體系，也要建立自己的實驗裝置驗證理論。”劉清友告訴記者，“當時，只要有一個程序調不順，我腦子裏就會一直琢磨這個事，根本睡不好覺，直到程序調試通過。”

　　為能早日實現鑽頭國產化的目標，劉清友開始“駐紮”在實驗室，每天總是第一個到，晚上最後一個離開，甚至連續3個春節都沒回過家。

　　功夫不負有心人，1999年4月該課題研究的仿真程序成為我國向國外轉讓的第一個鑽頭技術。

　　此外，在研究期間，劉清友發現此前國內外研究人員在設計鑽頭時，沒有考慮到鑽柱振動、地層變化、井眼軌跡等對鑽頭性能的影響。於是，劉清友在後續研究中加入這些變量，構建出“鑽頭—鑽柱—岩石系統動力學模型”和“鑽頭動態設計分析方法”。

　　隨後，劉清友團隊與企業合作，成功研製出100餘種具有世界先進水平的牙輪鑽頭和深部難鑽地層個性化鑽頭，打破了國外在該領域的技術壟斷，並形成了具有自主知識產權的核心技術。

　　6個月完成千餘種交叉實驗

　　近年來，世界海洋油氣開發的戰略重點，逐漸由淺海轉向深海。2008年，國外已具備3000米水深的鑽採技術，我國卻只做到500米。當時，我國迫切需要掌握“超深水鑽井技術”，以實現油氣開發向深海進軍。

　　面對這一需求，2008年“海洋石油981深水半潛式鑽井平台”(以下簡稱“海洋石油981”)項目啓動。劉清友帶領團隊參與到其中，他們為項目建立了深水、超深水隔水管系統耦合動力學模型，屬世界首創。

　　在此期間，他們還研製出世界上首台“深水鑽井隔水管力學性能實驗測試裝置”(以下簡稱實驗測試裝置)，編制了深水鑽井隔水管設計手冊，制定了深海鑽井安全操作準則。

　　實際上，在研製實驗測試裝置之初，劉清友團隊幾乎找不到可參考的文獻資料，為此他們在近6個月時間，進行了千餘種交叉實驗。

　　2012年5月9日，中國首座自主設計、建造的第六代深水半潛式鑽井平台“海洋石油981”在南海海域正式開鑽，最大鑽井深度達萬米，最大作業水深達3000米，可抵禦200年一遇的颱風，打破了國外在這一領域的長期壟斷。

　　據悉，劉清友及其團隊憑藉在該項目中取得的研究成果，獲得2014年度國家科技進步獎特等獎。

　　實現更多從0到1的突破

　　談及入行初衷，劉清友跟記者談起兒時舊事。“小時候，一支石油地質勘測隊曾借住在我家。打井時，他們抬着井架、徒手操作，幹得特別辛苦。”他説，“我後來常想，怎麼能讓他們幹得輕鬆一點。”

　　或許，從那時起“能源強國”的種子就已植入劉清友的心中。

　　科研工作之外，作為成都理工大學校長，劉清友還承擔着培養人才的重任。“高校的職責之一就是立德樹人，在人才培養方面，要把科學研究與經濟社會發展結合起來，要引導學生將自己所學服務社會。”劉清友對記者説。

　　此外，在推進科技成果轉化方面，劉清友也交出了亮眼的成績單。他和團隊的系列研究成果已在10餘家鑽頭骨幹企業轉化，並主持生產三大類十餘個系列20餘萬隻鑽頭，相關產品佔有90%的市場份額，暢銷國際市場，累計產值超100億元。

　　如今，劉清友已56歲，但他的幹勁兒一點也不比年輕人少。“我還要繼續帶領團隊，更加堅定地搞科研，努力實現更多從0到1的突破。”他説。