沈忠厚：“鉆頭之父” 獻(xiàn)身科研

綜合

1? ? 志之所在，金石為開

1928年2月，沈忠厚出生于四川省大竹縣的一個(gè)小村寨。1947年，一心求學(xué)的沈忠厚搭乘鄉(xiāng)人運(yùn)送桐油的貨車赴重慶投考重慶大學(xué)。大竹到重慶的距離不算遠(yuǎn)，只有兩百多公里，但由于當(dāng)時(shí)道路崎嶇，一路翻山越嶺，貨車中途還出了故障，整整走了四天他們才到達(dá)重慶。

在報(bào)考專業(yè)時(shí)，沈忠厚選擇了礦冶專業(yè)。多年后記者采訪問及原因，他說：“當(dāng)時(shí)的中國雖然有十分豐富的自然資源，但是一直缺少科學(xué)開發(fā)這些資源的專業(yè)人才。學(xué)習(xí)礦冶專業(yè)能夠?yàn)閲艺业截S富的礦藏，為中國富強(qiáng)貢獻(xiàn)出自己的力量?！?/p>

1947年9月，19歲的沈忠厚開始了大學(xué)生活。重慶大學(xué)十分重視英語學(xué)習(xí)，無論是老師的課堂教學(xué)還是學(xué)校組織的各種測試，完全使用英文的情況十分常見。沈忠厚入大學(xué)前在補(bǔ)習(xí)班打下的英語基礎(chǔ)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)習(xí)的需要，在很長的一段時(shí)間里，他每天早早起床背誦英文文章，在緊張的課程之余甚至背完了整本英文原版的《魯賓遜漂流記》。

1951年，沈忠厚以優(yōu)異成績大學(xué)畢業(yè)并留校任教。自此，他開始了長達(dá)六十余年的教學(xué)與科研生涯。

2? 探索無止，奇技始出

1951年10月，為了盡快提高自己的教學(xué)水平，為之后的工作積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，沈忠厚接受學(xué)校安排，前往玉門油礦實(shí)習(xí)一年。

在油礦實(shí)習(xí)的一年里，沈忠厚同油礦工人們共同勞動(dòng)，互相學(xué)習(xí)，并在玉門油礦第一次親眼目睹了石油鉆井施工的實(shí)際操作。

彼時(shí)玉門油礦使用的是國外進(jìn)口的旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)，采用的是旋轉(zhuǎn)鉆井法，即使用動(dòng)力帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)的過程中對(duì)地下巖石進(jìn)行破碎，同時(shí)循環(huán)鉆井液，將巖屑帶到地面并對(duì)井筒內(nèi)部進(jìn)行清潔。這種方法屬于現(xiàn)代鉆井方法，較之前我國使用的人力沖擊鉆、機(jī)械頓鉆等有著質(zhì)的提升，不僅鉆的更深而且效率更高，同時(shí)兼顧破碎巖體與清潔井道。

經(jīng)過觀察與研究，細(xì)心的沈忠厚發(fā)現(xiàn)鉆頭是整套鉆探設(shè)備中技術(shù)最為先進(jìn)，價(jià)格最為昂貴的部分，是鉆井作業(yè)的關(guān)鍵所在，鉆井的深度和效率，鉆機(jī)的鉆速和壽命都與鉆頭的強(qiáng)度息息相關(guān)。這一刻，改進(jìn)鉆頭的思想火花在年輕的沈忠厚腦海中閃爍。

1952年回到重慶大學(xué)不久，沈忠厚被派到北京石油學(xué)院進(jìn)修，進(jìn)而調(diào)入北京石油學(xué)院，并參與了之后的四川“川中會(huì)戰(zhàn)”，東北“大慶會(huì)戰(zhàn)”等多次石油會(huì)戰(zhàn)。

在參加大慶會(huì)戰(zhàn)時(shí)，沈忠厚不僅親自參與石油鉆探的各項(xiàng)工作，還將課堂搬到了井口，結(jié)合油田工程實(shí)踐來為學(xué)生們講解石油工業(yè)的技術(shù)知識(shí)。

當(dāng)時(shí)的現(xiàn)場條件十分艱苦，氣溫有時(shí)達(dá)到零下40多度，但沈忠厚一直堅(jiān)持親自到現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)資料，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真地對(duì)待每一節(jié)實(shí)踐課程。

在整個(gè)二十世紀(jì)五六十年代，沈忠厚始終活躍在油田與課堂里，為新中國石油工業(yè)輸送了大批的專業(yè)人才，也積累了大量寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)鉆頭的想法更加堅(jiān)定地扎根在他的心底。

3? 博采眾長，終鑄重器

二十世紀(jì)六十年代末，美國鉆井界出現(xiàn)了一種新的鉆井技術(shù)——噴射鉆井法，這種方法較之前的旋轉(zhuǎn)鉆井法在鉆井效率上有了較大的提升。但這項(xiàng)技術(shù)卻并沒有在西方得到廣泛應(yīng)用，因?yàn)槲鞣綄＜覍?duì)水射流在井筒內(nèi)衰減規(guī)律的研究缺少了相關(guān)的數(shù)據(jù)支持，以至于無法對(duì)井道中的水射流進(jìn)行定量計(jì)算與分析，這嚴(yán)重阻滯了水射流鉆探技術(shù)的發(fā)展。

1981年3月，以沈忠厚為組長的鉆井技術(shù)骨干被派往美國大學(xué)進(jìn)行交流學(xué)習(xí)?；貒螅瑸榱吮M快縮短同外國同行之間的技術(shù)差距，沈忠厚開始潛心研究新型鉆探技術(shù)——高壓水射流鉆探法。

起初他同十幾年前的美國學(xué)者一樣，寄希望于先建構(gòu)一個(gè)能夠準(zhǔn)確推算高壓水流衰減規(guī)律的模型，然而他的研究也不可避免的走入了當(dāng)年美國學(xué)者所走的老路。無論怎么建構(gòu)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果同模型之間總是存在著相當(dāng)大的偏差。

在經(jīng)歷了多次失敗后，他決定換一種思路，通過對(duì)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的定量分析，推演出一套水射流衰減模型，再通過具體實(shí)驗(yàn)來印證。

這種反向思維很快便產(chǎn)生了積極的效果。經(jīng)過大量的前期實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，1986年3月，第二屆國際石油工程會(huì)議宣讀了沈忠厚的研究成果《淹沒非自由射流壓力衰減規(guī)律的研究和井底水力參數(shù)計(jì)算》。

一個(gè)困擾了西方學(xué)者二十余年的難題終于在理論層面獲得突破。

根據(jù)這一理論，沈忠厚很快研制出了第一代噴射鉆頭——加長噴嘴牙輪鉆頭。進(jìn)而，沈忠厚領(lǐng)導(dǎo)科研團(tuán)隊(duì)再接再厲，在第一代噴射鉆頭的基礎(chǔ)上，刻苦鉆研了十年，先后研制了第二代自振空化射流鉆頭、第三代機(jī)械及水力聯(lián)合破巖鉆頭及第四代旋轉(zhuǎn)射流破巖鉆頭等噴射鉆頭。

這些鉆頭的研制和應(yīng)用使我國在該領(lǐng)域的技術(shù)躋身世界先進(jìn)行列，而沈忠厚也因在鉆探技術(shù)上所做的杰出貢獻(xiàn)于2001年當(dāng)選成為中國工程院院士。

4? 嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)，敬業(yè)樂道

從教六十余年，沈忠厚嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度、和藹可親的性格給學(xué)生留下了深刻印象。據(jù)統(tǒng)計(jì)，他培養(yǎng)了三十余名博士、碩士研究生，其中還有一位中國工程院院士，師生雙院士也成為佳話。

常年的科學(xué)研究使沈忠厚養(yǎng)成了實(shí)事求是艱苦奮斗的優(yōu)良作風(fēng)，他要求青年教師要多到現(xiàn)場，將課堂與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，不要僅僅停留在理論層面。他是這么說的，同時(shí)也是這么做的。

據(jù)沈忠厚的學(xué)生楊永印回憶，1997年8月他同沈忠厚在遼河油田進(jìn)行我國第一口超短半徑徑向水平井的現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，當(dāng)時(shí)正值臺(tái)風(fēng)過境，沈忠厚和其他科研人員冒著生命危險(xiǎn)堅(jiān)持把實(shí)驗(yàn)做成功，這種精神深深打動(dòng)了楊永印。

這樣的事跡還有很多很多。數(shù)十年來，沈忠厚的足跡幾乎遍布中國所有的油氣井現(xiàn)場，在產(chǎn)學(xué)研方面做了大量工作。

“水擊石穿尋地火，披肝瀝膽為人民?！鄙蛑液癞吷`行著這句話。如今，正處鮐背之年的他仍心存萬里之志，致力于科研與教育，為他所熱愛的石油事業(yè)繼續(xù)發(fā)光發(fā)熱。