河北經(jīng)濟日報記者 袁立朋 弓幸民 通訊員 張保明 劉梅
這是一個值得定格和銘記的時刻。
3月4日14時48分,，經(jīng)過279天的艱苦努力，位于新疆塔克拉瑪干沙漠腹地的中國石油塔里木油田深地塔科1井,，鉆探深度突破10000米。
3月4日在新疆塔克拉瑪干沙漠拍攝的深地塔科1井（無人機照片）,。新華社發(fā) 李響 攝
這是迄今我國第一口垂直深度超過10000米的井，不僅再次刷新了亞洲最深井紀(jì)錄,，也創(chuàng)造了當(dāng)今世界上鉆探10000米深井用時最短紀(jì)錄。
這標(biāo)志著繼深空,、深海探索壯舉之后,，我國在深地鉆探這一領(lǐng)域又實現(xiàn)重大突破。
喜訊傳來,，遠(yuǎn)在3000多公里外的河北青縣渤海裝備產(chǎn)業(yè)園一派歡騰,，技術(shù)工程師和一線裝備工人相擁而慶。在這場新中國石油人直面挑戰(zhàn),、極限突破,，叩問深地的壯舉中，中國石油渤海裝備鉆井裝備渤海能克鉆桿有限公司（以下簡稱“渤海能克”）生產(chǎn)的高端鉆桿“穿針引線”,、串聯(lián)裝備,，發(fā)揮了不可替代的作用。
3月3日,，成排渤海能克鉆桿在深地塔科1井井架上備用,。新華社發(fā) 李響 攝
挑 戰(zhàn)
2023年元旦假期剛過，渤海能克就接到一項特殊的任務(wù),，為遠(yuǎn)在新疆沙雅縣的深地塔科1井研發(fā)萬米深井專用鉆桿,。
作為鉆桿技術(shù)研發(fā)負(fù)責(zé)人，渤海裝備鉆井裝備公司科技質(zhì)量中心副主任王顯林覺得“壓力山大”,，同時也油然而生一種沉甸甸的使命感,。
從祖國的西北到西南，并不缺少大型含油氣盆地,，但這些資源都埋藏極深,，以塔里木盆地為例，油氣大多蘊藏在6000米以下甚至更深,。
油氣資源埋藏超過4500米,，業(yè)界會定義為深井,；6000米到9000米為超深井；如果超過9000米,，則被定義為特深井,。
與中東地區(qū)眾多深度在5000米以內(nèi)的油氣田相比，位置深,、地質(zhì)條件復(fù)雜成為中國石油工業(yè)不得不面對的課題,，向超深井、特深井進軍,，成為中國石油人共同的目標(biāo),。
渤海能克研發(fā)營銷團隊進行萬米深井專用鉆桿攻關(guān)會議,。趙鳳波 攝
一深生萬難,。
“因為要解決超高溫、超高壓,、地層易垮塌等極端惡劣和復(fù)雜情況,，特深井鉆探成為油氣工程技術(shù)面臨瓶頸最多、難度最大的領(lǐng)域,。”王顯林說,，具體到此次任務(wù)，難度更是大到難以預(yù)料,。經(jīng)過幾億年地殼運動,，塔里木盆地的地層變得支離破碎，其構(gòu)造被地質(zhì)學(xué)家比作“一摞盤子摔碎了,，又被踢了幾腳”,，屬于“國內(nèi)僅有，世界少有”的地下巖層組合,。
“世界上公認(rèn)的鉆完井13項工程難度指標(biāo)系數(shù),，塔里木盆地有7項指標(biāo)名列第一，其他指標(biāo)也均在前列,，綜合難度全球罕見,。在這里進行深地勘探是項涉及地質(zhì)、物探,、工程,、鉆井等多專業(yè)多學(xué)科的系統(tǒng)性工程。”中石油塔里木油田首席專家,、深地塔科1井井長王春生說,。
“‘能克’就代表著能克服一切困難！以往國內(nèi)所有最難打的井,，我們都打成功了,，這一次,，我們沒有理由不贏！”王顯林和大家互相鼓勁,。
按照要求開發(fā)勘探所需的國內(nèi)最高鋼級,、最大直徑、最大壁厚的萬米深井專用鉆桿,，成為擺在攻堅團隊面前最大的挑戰(zhàn),。
合力鍛造一支“利箭”，探索地下萬米深宮的寶貴能源,。為高質(zhì)量完成研發(fā)任務(wù),，由技術(shù)、設(shè)備,、質(zhì)量,、生產(chǎn)部門骨干組成的五個攻堅團隊，在渤海能克誕生,。
攻 堅
成如容易卻艱辛,。
全鈦合金鉆桿、高強度穿越鉆桿,、數(shù)字化鉆桿……雖然以往戰(zhàn)績輝煌，曾創(chuàng)造出填補國內(nèi)及國際空白的一系列高端產(chǎn)品,，但面對這個全新的世界級技術(shù)難題,，攻堅團隊一度無從措手。
待出廠的渤海能克鉆桿,。趙鳳波 攝
幾十層樓高的井架,，力舉千鈞、宏偉壯觀,；鑲嵌金剛石的鉆頭,，強力掘進，功拔頭籌……深地突進中,，壯大的場面總是被人銘記,，而鉆桿，往往容易被人忽視,。
但內(nèi)行人知道,，在掘進萬米的工程中，它卻是連接鉆機地表設(shè)備和井底磨削設(shè)備的高手和承上啟下的關(guān)鍵組件：
——鉆機頂驅(qū)排山倒海般的動力,，通過它傳遞,；
——深井鉆探的“血液”鉆井液，通過它源源不斷輸送給鉆頭,；
——重達好幾百噸的尾管,，靠著它送入……
然而,，在萬米深地，實現(xiàn)這些談何容易,？
——萬米深井,，意味著1000多根鉆桿首尾相連，僅自重就達350噸,，送入尾管時,，懸重會達到700噸以上。
——外徑168.3毫米的細(xì)細(xì)鉆桿,，在承受這些重量的同時,，還要承受近200攝氏度的高溫和130多兆帕的高壓……
“看似堅硬的金屬管件，進入深地,，就像一根超長的面條,，變得難以控制。惡劣復(fù)雜的環(huán)境,，對鉆桿的強度,、韌性和抗疲勞性提出近乎苛刻的要求。”王顯林說,。
擺在攻堅團隊面前的是一系列難題,。
渤海能克技術(shù)人員進行鉆桿焊縫機械性能試驗,。趙鳳波 攝
摩擦焊接,，就是讓鉆桿接頭以每分鐘600轉(zhuǎn)的速度高速旋轉(zhuǎn)，施加一定的摩擦壓力使旋轉(zhuǎn)的接頭與管體焊接面接觸摩擦,，當(dāng)摩擦溫度達到1200攝氏度時,，再施加頂鍛壓力，讓接頭和管體連接為一體,。名為焊接,，卻不使用焊接材料，全靠兩種鋼材在高速高壓下相互摩擦,，達到相互滲透,、融合，以提高接頭和管體連接處的整體性能,。
但是,，鉆桿的焊接壁厚達到前所未有的32毫米，比日常產(chǎn)品多出了近15毫米,。這個厚度,，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了焊接機的預(yù)設(shè)值，設(shè)備根本顯示不出運行參數(shù),。
“機器不配合,，就使笨辦法,，人工演算！”王顯林和大家一起重新選擇計算公式,、設(shè)計算法,，再上機試驗，經(jīng)過幾十天晝夜奮戰(zhàn),，成功達到了焊接強度要求,。
一山過去一山攔。剛啃了摩擦焊接的硬骨頭,，又出現(xiàn)了焊縫熱處理問題,。退火——車削焊環(huán)——淬火——回火……每個過程都做了十幾次調(diào)整，還是不行,。
這邊心急如焚,，前方火燒眉毛。
深地塔科1井工作人員在對接鉆桿,。新華社發(fā) 李響 攝
深地塔科1井掘進非常順利,，最快時每天達到200多米，眼看著接近8000米,，再往下,，萬米深井專用鉆桿就必須登場了。
“那段時間,，我們吃飯時都不想說話,，心里全是技術(shù)問題。睡覺時,，連說夢話都是鉆桿、焊接,、熱處理……”技師王西華說,。
經(jīng)過反復(fù)思考，經(jīng)驗豐富的高級工程師王青林說：“是不是淬火時間和退火時間的間隔對性能有影響,？”
一語點醒夢中人,，按這個思路找下去，終于發(fā)現(xiàn)了問題：兩個工藝間隔過長,，影響了組織應(yīng)力,，進而降低了焊縫的低溫沖擊韌性。
一塊塊骨頭啃下來,，一個個難關(guān)攻下來,。半年的時間，研發(fā)團隊終于拿下了所有技術(shù)難題,，萬米深井專用鉆桿最大抗拉能力達到940噸,，完全滿足深地塔科1井現(xiàn)場復(fù)雜作業(yè)環(huán)境需求,，其他多項性能指標(biāo)創(chuàng)造國際最高紀(jì)錄。
利箭上弦,，蓄勢待發(fā),。
渤海能克鉆桿生產(chǎn)車間。河北經(jīng)濟日報記者 弓幸民 攝
智 造
“萬米深井專用鉆桿的研制成功,，自動化工藝和智慧智造功不可沒,！”渤海能克鉆桿制造廠廠長陳玉松坦言。
精工出細(xì)活,。
淬火提高產(chǎn)品的剛度,，回火改善產(chǎn)品的韌性。整個工藝流程中,，熱處理是影響鉆桿強度和韌性的關(guān)鍵環(huán)節(jié),，而精準(zhǔn)的溫度和時間控制，又是關(guān)鍵中的命門,。
鉆桿加工工藝復(fù)雜,，每一處都必須下足繡花功夫，做到精準(zhǔn)精細(xì),，才能保證特種鉆桿極致的品質(zhì),。
工業(yè)機器人自動抓取需要熱處理的鉆桿接頭。河北經(jīng)濟日報記者 袁立朋 攝
然而,，十幾道工序和上百個環(huán)節(jié),，如何做到每一步都不差毫厘？
且看智慧制造大顯身手,。
在熱處爐前的控制臺上,，一塊屏幕顯示著爐膛內(nèi)7個區(qū)域的實時溫度。幾分鐘過去,，各區(qū)域溫度始終處于穩(wěn)定狀態(tài),，1攝氏度的變化也沒有發(fā)生。陳玉松說,，熱處爐內(nèi)的智能控制儀表會對燒嘴實時糾偏,，傳感器精確到0.1攝氏度，只要有偏差就會糾正,。
“人還有打盹的時候,，但是智能機器人卻像忠實的衛(wèi)兵一樣，0.1攝氏度的偏差都不放過,，絕對按要求精準(zhǔn)完成生產(chǎn),。”陳玉松說。
正因為有了智能機器人的較真碰硬，才保證了鉆桿的品質(zhì)均一：鉆桿接頭螺紋的緊密距偏差控制在0.2毫米內(nèi),；鉆桿接頭和管體的摩擦焊接同心度偏差控制在1.2毫米內(nèi),；鉆桿焊縫熱處理位置偏差控制在2毫米內(nèi)……
在車間巡視的技術(shù)人員觀察工業(yè)機器人運行。河北經(jīng)濟日報記者 袁立朋 攝
如果生產(chǎn)環(huán)節(jié)考驗的是智能機器人的“鐵面無私”,，那么質(zhì)檢環(huán)節(jié)考驗的,，則是它的“火眼金睛”。
每一支鉆桿下線前,，都要經(jīng)過全自動磁粉探傷,、超聲波探傷兩道關(guān)卡。把關(guān)守卡的智能機器人嚴(yán)陣以待,，只要發(fā)現(xiàn)任何哪怕肉眼看不到的小瑕疵和小雜質(zhì),，都會發(fā)出提示警報并強制停機。
塔克拉瑪干沙漠腹地的深地塔科1井,。新華社發(fā) 李響 攝
茫茫大漠,、風(fēng)沙漫卷，深地塔科1井從未停止深地鉆探的腳步,。智慧又可靠的高品質(zhì)鉆桿,，像一條蜿蜒萬米的巨龍，串聯(lián)起中國制造的高端石油勘探裝備,，沖刺,，沖刺！
“今年的全國兩會上,，發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力首次寫入政府工作報告,。渤海能克在大國工程中積累了豐富經(jīng)驗，在超深井,、大位移水平井,、頁巖氣井、抗腐蝕,、大口徑,、長距離管道穿越領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。深地塔科1井還在向11100米的目標(biāo)掘進,，我們技術(shù)創(chuàng)新和數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展的腳步也永遠(yuǎn)不會停。”中石油渤海裝備副總工程師,、渤海能克公司總經(jīng)理陳長青說,。
