他的研究給萬(wàn)米鉆井系上“安全帶” 科研成果轉(zhuǎn)化產(chǎn)值超100億元

甘坐10年“冷板凳”研發(fā)出國(guó)產(chǎn)化鉆頭，帶隊(duì)解決世界級(jí)難題——深海油氣開(kāi)采中的管柱安全問(wèn)題，科研成果轉(zhuǎn)化產(chǎn)值超100億元……這些成績(jī)的締造者就是成都理工大學(xué)教授劉清友。

過(guò)去30年，他一直在石油機(jī)械領(lǐng)域耕耘，突破多項(xiàng)鉆頭關(guān)鍵技術(shù)，逐漸成為我國(guó)石油機(jī)械領(lǐng)域?qū)W科帶頭人之一。

因在專業(yè)領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn)，近日劉清友被授予2020年度何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)。

談及獲獎(jiǎng)，劉清友說(shuō)：“獎(jiǎng)項(xiàng)只代表過(guò)去。‘鉆研’是永無(wú)止境的，我將繼續(xù)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)勇攀高峰。”

以實(shí)驗(yàn)室為家

油氣行業(yè)有句行話：“鉆頭不到，油氣不冒”。一家油氣企業(yè)只有掌握了鉆頭技術(shù)，才能在行業(yè)內(nèi)擁有話語(yǔ)權(quán)。

上世紀(jì)80年代，鉆頭等油氣裝備大部分依賴進(jìn)口，我國(guó)油氣開(kāi)采因此非常受限。1995年，美國(guó)提出開(kāi)展鉆頭及鉆柱系統(tǒng)仿真研究，劉清友以此作為博士論文研究課題，開(kāi)始從事相關(guān)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(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證理論。”劉清友告訴記者，“當(dāng)時(shí)，只要有一個(gè)程序調(diào)不順，我腦子里就會(huì)一直琢磨這個(gè)事，根本睡不好覺(jué)，直到程序調(diào)試通過(guò)。”

為能早日實(shí)現(xiàn)鉆頭國(guó)產(chǎn)化的目標(biāo)，劉清友開(kāi)始“駐扎”在實(shí)驗(yàn)室，每天總是第一個(gè)到，晚上最后一個(gè)離開(kāi)，甚至連續(xù)3個(gè)春節(jié)都沒(méi)回過(guò)家。

功夫不負(fù)有心人，1999年4月該課題研究的仿真程序成為我國(guó)向國(guó)外轉(zhuǎn)讓的第一個(gè)鉆頭技術(shù)。

此外，在研究期間，劉清友發(fā)現(xiàn)此前國(guó)內(nèi)外研究人員在設(shè)計(jì)鉆頭時(shí)，沒(méi)有考慮到鉆柱振動(dòng)、地層變化、井眼軌跡等對(duì)鉆頭性能的影響。于是，劉清友在后續(xù)研究中加入這些變量，構(gòu)建出“鉆頭—鉆柱—巖石系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型”和“鉆頭動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)分析方法”。

隨后，劉清友團(tuán)隊(duì)與企業(yè)合作，成功研制出100余種具有世界先進(jìn)水平的牙輪鉆頭和深部難鉆地層個(gè)性化鉆頭，打破了國(guó)外在該領(lǐng)域的技術(shù)壟斷，并形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。

6個(gè)月完成千余種交叉實(shí)驗(yàn)

近年來(lái)，世界海洋油氣開(kāi)發(fā)的戰(zhàn)略重點(diǎn)，逐漸由淺海轉(zhuǎn)向深海。2008年，國(guó)外已具備3000米水深的鉆采技術(shù)，我國(guó)卻只做到500米。當(dāng)時(shí)，我國(guó)迫切需要掌握“超深水鉆井技術(shù)”，以實(shí)現(xiàn)油氣開(kāi)發(fā)向深海進(jìn)軍。

面對(duì)這一需求，2008年“海洋石油981深水半潛式鉆井平臺(tái)”(以下簡(jiǎn)稱“海洋石油981”)項(xiàng)目啟動(dòng)。劉清友帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)參與到其中，他們?yōu)轫?xiàng)目建立了深水、超深水隔水管系統(tǒng)耦合動(dòng)力學(xué)模型，屬世界首創(chuàng)。

在此期間，他們還研制出世界上首臺(tái)“深水鉆井隔水管力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置”(以下簡(jiǎn)稱實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置)，編制了深水鉆井隔水管設(shè)計(jì)手冊(cè)，制定了深海鉆井安全操作準(zhǔn)則。

實(shí)際上，在研制實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置之初，劉清友團(tuán)隊(duì)幾乎找不到可參考的文獻(xiàn)資料，為此他們?cè)诮?個(gè)月時(shí)間，進(jìn)行了千余種交叉實(shí)驗(yàn)。

2012年5月9日，中國(guó)首座自主設(shè)計(jì)、建造的第六代深水半潛式鉆井平臺(tái)“海洋石油981”在南海海域正式開(kāi)鉆，最大鉆井深度達(dá)萬(wàn)米，最大作業(yè)水深達(dá)3000米，可抵御200年一遇的臺(tái)風(fēng)，打破了國(guó)外在這一領(lǐng)域的長(zhǎng)期壟斷。

據(jù)悉，劉清友及其團(tuán)隊(duì)?wèi){借在該項(xiàng)目中取得的研究成果，獲得2014年度國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。

實(shí)現(xiàn)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(shí)舊事。“小時(shí)候，一支石油地質(zhì)勘測(cè)隊(duì)曾借住在我家。打井時(shí)，他們抬著井架、徒手操作，干得特別辛苦。”他說(shuō)，“我后來(lái)常想，怎么能讓他們干得輕松一點(diǎn)。”

或許，從那時(shí)起“能源強(qiáng)國(guó)”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(xué)校長(zhǎng)，劉清友還承擔(dān)著培養(yǎng)人才的重任。“高校的職責(zé)之一就是立德樹(shù)人，在人才培養(yǎng)方面，要把科學(xué)研究與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展結(jié)合起來(lái)，要引導(dǎo)學(xué)生將自己所學(xué)服務(wù)社會(huì)。”劉清友對(duì)記者說(shuō)。

此外，在推進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化方面，劉清友也交出了亮眼的成績(jī)單。他和團(tuán)隊(duì)的系列研究成果已在10余家鉆頭骨干企業(yè)轉(zhuǎn)化，并主持生產(chǎn)三大類十余個(gè)系列20余萬(wàn)只鉆頭，相關(guān)產(chǎn)品占有90%的市場(chǎng)份額，暢銷國(guó)際市場(chǎng)，累計(jì)產(chǎn)值超100億元。

如今，劉清友已56歲，但他的干勁兒一點(diǎn)也不比年輕人少。“我還要繼續(xù)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，更加堅(jiān)定地搞科研，努力實(shí)現(xiàn)更多從0到1的突破。”他說(shuō)。(雍黎)