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油田现场

  在今年5月召开的2014年度上海市科学技术奖励大会上,上海海隆石油管材研究所主持的“苛刻环境油气井用高强韧高抗扭耐腐蚀钻杆关键技术及应用”项目,获得技术发明奖二等奖的殊荣。
  上海海隆石油管材研究所是海隆石油工业集团公司2006年投资成立的研发机构,致力于根据市场需求,研发适用于各种苛刻环境的新型石油钻具。这里所说的苛刻环境,指的是深井、超深井、大位移水平井、高含硫地质环境等。这次获奖的项目,就是他们在这一研究方向其实也是他们的主要工作业务上取得的成果的一次汇总。
  企业是技术创新的主体,这一项目取得的成绩,为我们提供了一个正在发生的案例。借此次机会,我们采访了项目组。
  接受采访的是项目组主要成员之一的欧阳志英博士,她于2007年6月入职,当时研究所还处于初创期。在陪伴研究所一路的筚路蓝缕中,她也由研发工程师成长为了高级工程师,担任研究所副所长一职。她的工作经历,可以看做是这家研究所创新发展的一个缩影。
  跟欧阳志英约定了在他们位于宝山工业园区的研究所进行采访,电话中她提醒我说,“我们这里有点远”。查地图才发现,这家研究所位于上海北部靠近海边的地方。从市中心出发,单程需要2个半小时!那里是上海很多制造业企业的所在地。
  经过两条地铁的二十多站和二十分钟的出租车后,终于到达。欧阳志英在大门口附近迎接了我。一个一看就是踏实认真的理工科女生(如左图)。途径宽广的一片绿地和很大的一栋车间,我们来到她宽敞的办公室里开始了访谈。

与苛刻环境较劲

  欧阳志英参加工作后的第一个项目,是来自俄罗斯客户与他们技术交流时提到的一个需求――在-45℃依然可以服役的钻杆。在石油开采领域,常规油井管均按照美国石油协会标准(API)或其他国际通行标准生产及使用。但在-45℃这种特殊环境中服役的钻杆,通用的国际标准中并没有涉及。
  得到这个需求后,公司非常重视,认为该类型钻杆为公司开辟俄罗斯、加拿大等高寒地区的钻具销售大有帮助,而且该类钻杆可以在北极圈使用,具备技术储备价值,因此当月就成立了项目组。刚刚工作不久的欧阳志英作为主力加入了其中。接到任务后的她,查文献,制定计划,找合作单位,开始了紧锣密鼓的工作。
  当项目进行约3个月时,公司接到参加中石化《出口俄罗斯等高寒地区石油装备与材料研究》项目答辩的通知。通过这次答辩,他们与中石化及中国石油大学(北京)联合承担了这一项目。这一项目由石油钻杆领域的权威专家李鹤林院士牵头,欧阳志英则作为青年骨干参与其中。
  经过大量试验研究,前后经历过5次小炉试验,三炉生产线大炉试验,熔炼了近300吨钢之后,项目组终于在生产线中试取得成功,各方面性能均达到客户要求。不久之后他们的产品成功销往了俄罗斯。
  这是欧阳志英参加的第一个项目,通过这个项目的大量一线工作,她系统掌握了钻杆生产的关键技术和生产控制要点,积累了一定的经验,在一定程度上奠定了她后面参与的两个项目的基础。这两个项目是:高强度及高韧性钻杆的研制、高抗腐蚀性钻杆的研制。这两种钻杆,均为非API标准钻杆。其中,高强度高韧性钻杆是专门为满足我国深井及超深井而开发;高抗腐蚀性钻杆则针对我国高含硫地区及加拿大、俄罗斯、中东等类似地质条件的地区。
  高强度及高韧性钻杆可以显著提高钻杆的可钻深度。在超深井中,比如在6000米以上的井中,为了确保安全使用,钻杆在达到高强度的同时,还需具备强韧性,以及较高的抗扭强度。但是对于金属材料而言,强度的提高,通常意味着其韧性的降低。
  项目组在大量试验的基础上,研究了化学成分、微量元素控制、夹杂物形貌及数量、轧制工艺、锻造工艺及热处理工艺等,对高强度材料韧性、缺口敏感性、疲劳性能、拉扭组合疲劳等性能的影响规律。经过两年的摸索试验,他们的产品性能达到国际同类产品水平,产品利润为普通钻杆的2.5倍。
  高强度抗硫化氢钻杆的研制是这一行业内的国际难题,欧阳志英所在项目组成员经历4年时间里的一次次失败,最终建立了符合国际标准的腐蚀试验室,形成了一整套生产工艺技术,并最终完成了产品合格率从最初的不到10%到现在超过95%的大进步。
  除了面向应用需求的项目研究,欧阳志英还做了一项前瞻性的预研,用铝合金取代传统的钢来制备钻杆。这一项目得到了上海市科技“启明星”的专项资助,试图从原材料上对石油钻杆进行一次大的突变。不同的材料属性,意味着与常规钻杆完全不同的工艺流程和技术难点。随着项目的进行,她研制的铝合金钻杆已经在实验室里获得成功。在未来的某种场合下,相信会有产业化的应用。

和时间节点赛跑

  在参加工作的8年时间里,欧阳志英参与了如上介绍的4个产品的研发,其中前三个已经实现了成果转化,产品性能均达到国内领先水平。这些项目最终成为了上海海隆石油管材研究所此次获奖的重要组成部分。
  在欧阳志英历数她直接参与并完成的4个项目的过程中,我感觉她像极了学校中的理工科学霸,一个实验接着一个实验,一个项目接着一个项目。“你是学霸型的吧?”我问道。“不,我不属于。我并不是那种天才型的人,但是工作确实很拼命,为了尽快出产品,我们经常主动加班加点,七八月份生产车间像蒸笼一样,我们照样在热处理炉旁边热火朝天做试验。2010年为了赶进度,我们一直工作到大年三十,年初四就来上班了,最终确保了产品按时交付。所以应该算是比较勤奋的。”
  “另外重要一点就是公司营造的良好氛围,领导放手让大家做事,同时又及时提供资源,这种信任感和良好的沟通氛围促使大家不由自主地全力工作,”她接着说,同时也把话题转到了她的工作性质:企业研发。
  “企业科研和高校科研肯定不一样。”她说,“一般在学校,时间节点并不被特别看重,工作计划比较宽松,而在企业,时间至关重要。企业的任务目标很明确,就是要在最短的时间做到让客户满意、性能稳定的产品。”她这样解释说,“成果出慢了,市场被别人占领了,第一口螃蟹没吃到,优势就不大了,研发价值就难以体现。”“当然,最重要的是研发的产品要紧贴客户的需求,你做的东西再好,客户用不上,价值同样得不到体现。”欧阳志英的这番话,直白而了当地说明了企业研发活动为什么高效快速的原因。
  在一个多小时的访谈中,欧阳志英以缓慢的语速,这可能也是她一贯的语速,讲述着自己亲身经历的一个个科研项目。也是她从一名上海大学新鲜出炉的材料学博士,历练成一家企业研究所可以独当一面的副所长的经历。而她的身后,则是一个像她一样正在成长的企业研究所。
  在经历2个半小时回到市区的路上,我不时望着窗外,想象着这些距离市区或远或近的建筑里,正聚集着一个个不断立足于市场需求,扎根于生产现场的科研工作者,进行着一个个走向成功的项目。