旋转导向钻井和随钻测井系统被誉为复杂油气藏勘探开发的利器。自上世纪90年代问世起后近20年的时间里,全球只有三家油田技术服务公司能够应用这项技术。
“璇玑”,取自我国古代北斗星中的第一星至第四星。以此命名,正合它能在底层身处精准锁定油气资源之意。
掌握这项关键技术后,中国海油的工程师们在技术快速迭代的竞争之路上,破解了上百个技术难题,带领“璇玑”走进印尼、伊拉克、乌干达等多地的市场,进一步验证了“璇玑”在复杂钻井环境中的可靠性和稳定性。
药晓江说:“枪钻不突破,‘璇玑’产业化这条路就走不下去。我们一定要做成,我们也相信一定能做成。”
如果说“璇玑”是一条“贪吃蛇”,那么中海万泰的枪钻工具就如同一条“小蛇”。
在中海万泰的“璇玑”制造车间拿起枪钻工具,人们往往惊讶于这根刀杆的柔韧度。想在直径20多厘米的不锈钢里埋电线,就要先用这根刀杆打穿一个细长孔,这个孔只有2毫米到5毫米,却有数米长。
如何让“绕指柔”穿透“百炼钢”,并且让这条“小蛇”按照预定的轨迹走?
2022年,中海万泰总经理许冠和技师们在车间整整“泡”了四个月,中海油服油田技术研究院成果转化中心主任药晓江和同事们也“驻场”佛山,就是为了突破这个柔性加工难题。
枪钻第一次打穿两米金属棒料的那天,大伙儿高兴坏了。但是打第二根钢棒,刀杆又卡住了。在几根棒料上连续打了两三千个洞,他们终于捅破了这层“窗户纸”。
药晓江说:“枪钻不突破,‘璇玑’产业化这条路就走不下去。我们一定要做成,我们也相信一定能做成。”
广东,中国近现代工业发源地之一,40多年前靠制造业起家,如今更是旗帜鲜明突出制造业当家。
1991年,原本在机械工业部武汉材料保护研究所担任工程师的许冠回乡创业,筹建中南机械,专啃机械制造上的“硬骨头”。
2018年,中南机械获得南海制造业全国“隐形冠军”称号。这一年,中海油服开始与中南机械合作,在燕郊进行“璇玑”零部件的研发制造。
2020年7月,在“混改”浪潮中,中海万泰在佛山成立,立志打造中国第一、世界知名的海洋高端装备一站式服务商。
2022年4月,“璇玑”智能化生产线在中海万泰正式建成投产,具备了年产100串的制造能力,“璇玑”迈入大规模产业化阶段。
许冠说:“中海油服研发力量强,中南机械有精密制造经验。我们能够合作打通‘璇玑’产业化这条线,最重要的原因是优势互补。创新要每天都做、不断改进,这种创新是实实在在的,是有骨有肉的。”
“第一次听到‘璇玑’这个名字,觉得挺科幻的。后来发现‘璇玑’是我们一个一个做出来的,又觉得很神奇。”2000年出生的邓仁诚这样说。
2021年,邓仁诚从佛山市技师学院数控专业毕业,通过校企合作“订单式”培养“无缝衔接”来到中海万泰,第二年就成了厂里最年轻的班组长之一。
邓仁诚还记得,车间刚开始用上新设备,“那段时间是磕磕碰碰走过来的。”小伙伴们解决了一个又一个难题,积累了经验,信心也起来了。
邓仁诚说:“中海万泰零件加工难度大,学习机会难得。” 他已经获得数控铣工高级工证书,正在备战技师技术等级资格。
验收当天,已退休七年的原事业部总工程师周忠贵也被邀请到了现场,他感概万千:“没想到这颗种子能长成今天这样!”
2024年5月13日,一场中国海油专家验收会正在中海万泰举行,中海油服油田技术事业部承担的关键核心技术攻关项目“中国海油旋转导向钻井与随钻测井产业化体系研究与示范”迎来了“交卷”时刻。
验收当天,一位“特邀嘉宾”应邀来到现场。他感慨万千:“没想到这颗种子能长成今天这样!”
这位“特邀嘉宾”就是已退休七年的原事业部总工程师周忠贵。
2006年,周忠贵提交了一份“厚重”的招聘需求,这份需求包括电子、机械、软件等多个专业,每个岗位都详细列出了未来近十年的工作计划,加起来约有20厘米厚。
上世纪90年代,旋转导向钻井和随钻测井系统问世,成为三家最顶尖油田技术服务公司的“看家本领”。此后很多年里,外国公司只租不卖。
干了几十年钻井的周忠贵觉得,必须开发咱们中国人自己的旋转导向钻井和随钻测井系统,这事儿再不干就来不及了。
2008年,中海油服确立了自主研发旋转导向钻井和随钻测井系统的技术路线。在公司上上下下的大力支持下,这个项目组“组队”成功。
为了这一串精密的工具,年轻的工程师们夜以继日地揣摩、猜想、验证、推翻、修正,编制出20多万字的技术文档和上百张图纸,“璇玑”稚嫩的模样渐渐浮现。
2010年,“璇玑”第一版样机问世,这群年轻人在国内多个油田奔波试验。因为试验工作只能在作业空当儿进行,他们经常是“不到下雨不干活,不到饭点不干活,不到凌晨不干活”。
2014年,“璇玑”海试成功,正式进入商用阶段。海油人推开了那道门,迎来了“璇玑”的第一缕星光。
商用以来,“璇玑”又经历了上万次的可靠性验证、结构优化和迭代升级。对于每一个现场出现的故障,油田技术研究院成果转化中心都要定位原因,测试重现,再回溯提升整个体系。
“我们的目的是解决一个故障,就要避免一类问题的再次发生。经过这么多年的坚持,‘璇玑’整个系统都有了比较大的提升。”药晓江说,“研发是一个从0到1的过程,产业化是一个从1到100的过程。这两个过程我们走完了,并且走的效果还不错。今年我们提出一个新的改进方式,就是主动质量提升。”
就像汽车行业有汽车试验场一样,汽车在不同的路况跑,在不同的环境跑,跑出问题就改进,改进完了才能推向市场。油田技术研究院成果转化中心的专家们也让“璇玑”长时间在实验室里“跑”,通过大量的研发测试助力产品迭代升级。
产品用得多了,理解比原来深了,大家就想方设法把“璇玑”设计得更好用,集成度更高。
药晓江说:“技术的发展往往是由需求推动的。随着开发能力的提升,我们更加主动地去分析需求,根据需求进一步开发产品,实现从技术跟随向自主创新的转变。”
验收当天,“中国海油旋转导向与随钻测井产业化体系研究与示范项目”以95分的高分通过。“璇玑”技术体系谱系化发展初显成效,覆盖三种主流和部分非标井眼尺寸,在大规模作业中“得心应手”,一次入井成功率提升至95.11%,达到世界一流水平。
如今,这颗以“璇玑”为名的“种子”已被国家博物馆“科技的力量”展厅永久馆藏。
在“璇玑”的迭代之路上,这条“贪吃蛇”越来越有力,越来越灵敏,不断跟着钻头向更加复杂的地层钻进。“我们在全速奔跑,别人也在进步。我们追赶的速度要再快一些。”
油田技术研究院设备维保技术服务工程师代博洋在乌干达干过一年半。他说,在乌干达上夜班的时候,早晨推开工作间的门,地上厚厚的一层蚊子,像地毯一样。
2023年9月,中海油服与乌干达国家石油公司签署合作备忘录,双方在技术交流和培训等方面展开合作,共同提升当地石油工业的技术水平。
代博洋在乌干达的第一个“小徒弟”卡瑞是一个沉默寡言的小伙儿,但在工作上绝不“缺斤少两”,拆装架总会光洁如新,所有工具总会在下班前返回工具车。他的另一个“小徒弟”山姆爱思考爱表达,常说的一句话是“I have an idea(我有一个想法)。”要问带徒弟有什么经验,代博洋说:“一是因材施教,二是毫无保留。”
身在异国他乡,代博洋与燕郊的专家们通过“璇玑云”系统共享现场屏幕,“遇到问题的时候,可以喊着机械、电路、算法等各路专家一起分析测试,进行故障排查。”
2023年,“璇玑”在乌干达的第一口井正式开钻。仪器下到井底,一开泵,现场发现解码异常,当时已是国内凌晨一两点。
中海油服油田技术研究院专家支持中心的研发技术服务工程师李晔立刻远程操控现场电脑。更换解码方式后,波形恢复了正常,钻井作业随后顺利进行。
李晔说:“FIELDS成立的目的就是给现场作业提供远程支持,它是一个对现场信息做诊断的实验室。现场作业遇到‘疑难杂症’,后方七十多名专家随时‘会诊’,和现场一起解决问题。”
采访当天,李晔正在参加油田技术研究院组织的“璇玑”研讨班。在研讨班上,研究院专家和现场工程师面对面,共同研讨近三个月来现场遇到的情况。
油田技术研究院旋转导向研究室室主任孙师贤也是“璇玑云”的忠实用户。有一次新疆试验场地的工程师接到他从佛山打来的电话,提醒这边留意一个参数。
2023年7月,“璇玑”2.0旋转导向系统在惠州油田完成某调整井8.5英寸井段精准着陆作业,根据地质油藏要求精准着陆进入油层,为深层边际油藏开发提供了技术支撑。
从惠州油田作业现场回来后,孙师贤高兴地说:“现场喜欢用,我们就赶紧造。我们根据每口井的情况去做不同的钻具组合,让造斜能力在一定范围内变化,就能更适配各种复杂的作业现场。”