航天技術(shù)讓石油裝備技術(shù)不再受制于人

■ 王若影 張弘強 王力杰

航天技術(shù)讓石油裝備技術(shù)不再受制于人

■ 王若影 張弘強 王力杰

“創(chuàng)新”是時代發(fā)展的命題，航天三院人一直以創(chuàng)新求發(fā)展，創(chuàng)造了一個又一個第一。不僅在國防軍工領(lǐng)域，在我國石油裝備制造業(yè)領(lǐng)域，也成功運用航天技術(shù)，大膽創(chuàng)新，打破了國外的海底管道腐蝕檢測裝備、小口徑陀螺連續(xù)測斜儀的技術(shù)壟斷，實現(xiàn)了中國制造。

首套國產(chǎn)海底管道腐蝕檢測裝備海試成功，結(jié)束了中國海底管道“洋體檢”時代

2012年，中國航天科工三院35所與中海油集團密切合作，著手海管漏磁內(nèi)檢測技術(shù)研發(fā)，于2014年2月拿出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的檢測裝備樣機。通過了中海油蓬萊油田海底管道的實地海試，標志著我國海底管道檢測技術(shù)打破國外壟斷。

海底管道漏磁內(nèi)檢測器運用磁場原理，在管道內(nèi)“跑一趟”，相當于給海管“把脈”，可根據(jù)磁場泄露情況識別管道內(nèi)外壁的腐蝕、缺陷信息，掌握海管健康狀況。而在我國，掌握這項技術(shù)卻并非易事，各機構(gòu)歷經(jīng)20余年的跟蹤研究，并未能在產(chǎn)品實現(xiàn)上取得突破。

國內(nèi)海管檢測長期被國外壟斷，不僅檢測服務(wù)費昂貴，且在能源信息安全方面存在隱患。

具有承擔磁專業(yè)某國防973項目、自然科學基金項目，擁有零磁實驗室和多種磁測裝置的背景的35所承接了這個項目。但是在項目開始時還是存在難度的，對于管道漏磁內(nèi)檢測技術(shù)的認知僅停留在概念層面?！安荒茉伊撕教斓恼信疲欢蛷念^學！”面對困難，他們沒有退卻，雖然沒有洪荒之力，但是硬是憑著一股子不服輸?shù)膭蓬^“啃”下了這塊“硬骨頭”。

“搞科研，不要輕易給自己下定義、劃界線，富有挑戰(zhàn)精神正是多數(shù)科研人的特點”，項目行政指揮焦曉亮認為，對于挑戰(zhàn)，科研人員應(yīng)抱有更多“樂見”的態(tài)度。項目成員們大量閱讀資料、收集信息，針對漏磁檢測核心技術(shù)，通過電話、網(wǎng)絡(luò)、調(diào)研、訪問等方式幾乎拜訪了所有我國業(yè)內(nèi)專家。“一個女孩子厚著臉皮，不論問題的深淺，不懂就問，只要有一絲希望聯(lián)系到相關(guān)專家就去咨詢”，項目負責人鄭莉回憶。以這樣毫不退卻的精神，項目組敲開了研發(fā)途中的一個個大門，設(shè)計出的檢測器局部試驗成果得到中海油認可。兩年時間拿出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的檢測裝備樣機并通過了實地海試。

此次海試試驗管道平均壁厚遠超過研制指標，且屬高溫高壓管道。同時，管道閥門、三通、彎頭較多，對檢測設(shè)備通過能力和可靠性提出極大考驗。35所海管腐蝕檢測裝備不負眾望，檢測裝備在預(yù)定時間內(nèi)“上岸”，捕獲并存儲管道檢測信息。

將技術(shù)創(chuàng)新能力轉(zhuǎn)化為競爭力，航天人做到了。

成功研制國內(nèi)首套可自主尋北、連續(xù)測量的小口徑陀螺測斜儀，打破國外技術(shù)壟斷

隨著我國陸上油田進入開發(fā)中后期，小井眼鉆井及老井側(cè)鉆等技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。航天慣性的陀螺連續(xù)測斜技術(shù)雖處于國內(nèi)領(lǐng)先，但是一直受限傳感器尺寸，無法滿足小井眼測量的需要。而國內(nèi)可用于小井眼測量的陀螺測斜儀，只能進行點測量，測量井眼軌跡耗時長，所測資料的完整度有限。

一面是我國能源開采的迫切需要，一面是國外小直徑陀螺連續(xù)測斜儀關(guān)鍵技術(shù)的壟斷，2015年初，航天慣性經(jīng)過慎重考慮之后，做出了一個重要決定?！皢有】趶酵勇轀y斜儀的研制工作！”

對于進入石油裝備制造業(yè)已經(jīng)三十多年，自主研發(fā)出連續(xù)測斜儀、無線隨鉆測斜系統(tǒng)、陀螺測斜儀等產(chǎn)品，填補多項技術(shù)空白的“老字號”企業(yè)來說，研制小口徑陀螺測斜儀豈不是手到擒來之事？

非也，技術(shù)人員詳細解釋了其中的難度。小口徑陀螺連續(xù)測斜儀是一種先進的井深軌跡參數(shù)連續(xù)測量系統(tǒng)，具有精度高、使用可靠、裝配簡單、應(yīng)用范圍廣等特點。與現(xiàn)有產(chǎn)品的差別主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的外形尺寸的小型化上外徑由Φ89mm縮減至Φ48mm。這種縮減所帶來的一系列技術(shù)難題中，核心傳感器技術(shù)首屈一指。

憑借在慣性技術(shù)領(lǐng)域厚重的積淀，33所陀螺傳感器的技術(shù)進步為產(chǎn)品的研制奠定了堅實的基礎(chǔ)，在保證傳感器數(shù)據(jù)高可靠度、高精度采集的同時，33所成功實現(xiàn)了傳感器的小型化。但在實際應(yīng)用中仍面臨巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。產(chǎn)品工作的最高溫度要達到125攝氏度，由于產(chǎn)品外徑小，難以使用現(xiàn)有技術(shù)對傳感器進行保護，在進行高溫試驗時發(fā)現(xiàn)存在無法完成尋北的情況，經(jīng)過反復定位，改進相關(guān)設(shè)計，問題得到解決。此外，由于與現(xiàn)有產(chǎn)品差異過大，研制人員不得不采用大量新技術(shù)，很多技術(shù)風險在研制過程中逐步暴露，項目組感受到了巨大的壓力。

為了保證系統(tǒng)能夠在井底高溫高壓環(huán)境下穩(wěn)定可靠的工作，項目組人員七下江漢油田，現(xiàn)場進行調(diào)試。

其中一次，產(chǎn)品已經(jīng)交付完成，客戶也具備獨立進行測井工作的能力，但接到客戶技術(shù)支持請求后，項目組詳細了解作業(yè)需求，討論測井方案并進行相關(guān)準備工作，于當日飛赴重慶，夜里23點開始測井，經(jīng)過10個多小時的奮戰(zhàn)，協(xié)助客戶圓滿完成測井任務(wù)，受到客戶高度贊揚。

截至2016年3月，項目組成員半年完成九口井的作業(yè)，在各級領(lǐng)導的大力支持和項目組全體成員持續(xù)努力下，問題不斷收斂，狀態(tài)越來越穩(wěn)定，成功實現(xiàn)小口徑井眼軌跡連續(xù)測量及小井眼定向套管開窗側(cè)鉆作業(yè)，各項指標均達到驗收要求，成功交付客戶，將需求端到交付端的周期壓縮到一年。此次研制工作的成功，是陀螺測斜儀在我國首次實現(xiàn)小井眼全連續(xù)測量，該產(chǎn)品填補了國內(nèi)技術(shù)空白，代表了國內(nèi)陀螺測斜領(lǐng)域的最高水平。