十年磨一“钻” 我国高端钻井配备怎么走自主之路？

　　我国的页岩气储量位居国际前列。可是页岩气开发要用到的高端钻井配备，中心技能一度被国外公司独占。航天科工集团与中石油联合，用十年时刻破解了这个难题。高端钻井配备从无到有为何这么难？它的打破，将给我国的页岩气挖掘带来哪些革命性的改变？

　　记者来到坐落四川省三台县的秋林油气田时，钻井队的作业人员正在把旋转导向体系往钻井渠道上吊装。这套配备长11.5米，相当于四层楼的高度。

　　航天科工集团三院天石和创公司副总经理 吕伟：用吊车把仪器吊到井口测验，测验完了正常，咱们就要入井打钻了。

　　现场作业人员介绍，这口油气井规划井深是3300米，凭借国产的旋转导向体系，这口井从开钻到完钻只需求20多天。而曾经，用传统设备打一口这样的井，需求50天左右。现在不只时刻节省一半，单井本钱节省就超过了150万元。

　　旋转导向体系能够在地层中恣意方向自主跋涉，让直径0.2米的钻头在不到1米的薄油层中横向或斜向安稳穿行，像闻着“油味”走相同，为油气挖掘树立通道。如此智能的背面，是使用了航天器上运用的惯性导航和操控技能，结合石油钻井工程技能，通过归纳立异，一举协助我国油气开发完成了中心关键技能的自主可控。

　　近来，国际市场也传来了好消息，用来自我国的旋转导向体系，白俄罗斯列奇察油田420井顺畅完钻。一趟钻就完成了井深4150米的油井作业，在当地引起了不小的颤动。至此，国产高端石油配备完成了国际市场零的打破。旋转导向体系国际市场容量每年大约100亿元。使用这个国产配备，现在已打井204口。

　　中石油西南油气田公司副总经理 乐宏：本来有的井是不行开发的，现在不光能够开发，并且能够高效开发。

　　从不行开发到可开发，不同就在于现在有了自己的国产高端配备。页岩气归于非常规天然气，开发问、本钱高。我国页岩气挖掘刚起步时，外国油服公司带来了旋转导向体系，这让还在用传统方法打井的我国石油人仰慕不已：相同一口井，用国外设备打井的时刻，比国产配备能快一倍。可是，外国公司的配备，只租不卖。

　　中石油西南油气田公司副总经理 乐宏：他就来一个工程师，带一小段旋转导向的东西，他一天的作业费用是咱们这台大钻机40个人的部队的运转费用的4至5倍。

　　中石油川庆钻采工程技能研讨院副院长 白璟：咱们川渝区域的地质条件非常杂乱，在这个进程中他们遇到一点危险就撤，最让人不能承受的便是，他觉得危险大了，随时发一个电子邮件，然后带人员带着设备就撤走。

　　我国陆域页岩气可采资源为25.1万亿立方米。川渝区域被列为国家级页岩气开发示范区。可是，租借国外设备挖掘费用昂扬，为了等国外设备，一个工程队停钻等一两个月的作业常常产生，最长一次等了63天，严重影响了挖掘进展。自主研制钻井效率高的旋转导向体系，火烧眉毛。

　　为了霸占高端钻井配备的中心技能难关，中石油找到了航天科工集团协作。可是，令协作两边没想到的是，在神舟飞船和嫦娥系列探测器上，现已用得很老练的技能，在处理入地钻井的难题时，因为“不服水土”，花了整整十年才霸占了技能难关。

　　使用航天惯性导航和操控技能，研制团队用三年时刻完成了旋转导向体系的原理样机研制。通过屡次地上实验，产品功用杰出。但初次进行井下实验时，意想不到的作业产生了。

　　航天科工集团三院天石和创公司董事长 孙全华：咱们的样机榜首次下井一点信号都没有，终究发现密封有问题，整个仪器自始至终悉数被泥浆给灌浆了。本来想井下至少要作业几十个小时才会出问题，成果连一分钟都没作业就出问题了。

　　三年汗水，数百万的出资，一次实验就都归零了。高温、高压、高振荡，井下作业环境的恶劣，远远超出了航天人的幻想。

　　航天科工集团三院天石和创公司总工程师 岳步江：旋转导向体系是很难征服的一项技能，我一直把它比方成一个孙悟空，它便是既要有辨认油气的火眼金睛，还需求有能够把井下跟地上连通的一根金箍棒，它才能够把油气挖掘上来。

　　别小看这根直径只要20多厘米的“金箍棒”，它集成了随钻丈量、发电通讯、中枢操控、导向等八大模块，近3万个零部件，相当于一台井下智能机器人。

　　中石油川庆钻探首席专家 陆灯云：它主要是集机械、电子、液压、丈量、操控多专业技能为一体的一个智能化东西，每一个部件的成功与否决议了咱们整个功用功用的牢靠性。

　　在航天科工集团三院的涿州工业园，智能出产线上正在加工的，是旋转导向体系的中心部件——加速度计。

　　航天科工集团三院加速度计副主任规划师 吴楠：这个就相当于旋转导向体系上的一个眼睛，用来寻觅咱们所需求的石油的区块。

　　加速度计上的石英摆片，在神舟飞船发射时高达6G的振荡下，能安稳作业。可是，井下实验时最大振荡到达20个G，摆片瞬间破碎，导致设备“失明”。

　　怎么改善规划，进步设备在井下的防振功用，是航天人要处理的难题之一。他们在实验进程中遇到的最扎手的事，是井下无信号，导致井上井下失联。

　　航天科工集团三院天石和创公司仪器部副主任 马慧斌：咱们这些年阅历最多的毛病现象便是无信号，一共是37个无信号形成的实验失利，一切井下仪器产生毛病的成果，榜首体现就会是无信号。

　　37次失利，又37次从头再来。找到无信号的原因、改善，再重新用仪器入井验证。在5年多时刻里，中石油和航天三院80多人的联合研制团队一直在重复这个进程。光是断在井下的钻铤都有几十根。

　　百战百胜，又屡败屡战。信号的难题处理今后，很快体系牢靠性问题又成了绊脚石：要完成产业化使用，产品需求安稳作业200小时才算及格，但其时的均匀作业寿数不到20个小时。一晃五年过去了，此刻，研讨经费现已绰绰有余，假如技能上再没有打破，项目将面对下马的命运。

　　航天科工集团三院天石和创公司仪器部副主任 马慧斌：不想干了，别干了，是不是真别干了？乃至考虑过项目下马的作业。可是真不干了，这也是干了很多年的汗水。这个东西就像自己的孩子，一点一点把它做出来的。不行了，说着说着就流眼泪了。

　　研制人员告知记者，旋转导向体系研制，难就难在工程使用。每一口井的地质情况、工程难度都不相同，而设备要完成产业化，就必须习惯一切杂乱的地质条件。国内先后有十多家单位进行过5到10年的攻关，绝大多数都半途而废了。就在中石油和航天科工的协作项目或许下马之际，国家对高端配备研制的方针调整，让这个项目逢凶化吉。

　　针对高端配备制造业的开展，国家近年来发布了一系列方针和规划，明确指出要加速开展高端配备制造业，推进传统配备制造业向中高端跨进。

　　中石油川庆钻采工程技能研讨院副院长 白璟：榜首是立项的支撑，我让你持续干。第二是经费上的支撑，第三是各种实验条件、验证条件，包含关于一些特别的研制人员的安排的条件，便是关于研制团队而言，你们要什么都能够提出来，集团的科技部分予以最大才能的和谐、安排和安排。

　　虽然在攻关进程中，又遇到了高温文造斜率的难题，可是中石油和航天科工集团安排了屡次院士现场辅导。

　　中石油川庆钻采工程技能研讨院副院长 白璟：孙金声院士提示咱们在规划进程中一定要考虑电控体系的冗余度，后来咱们发现很多的问题都呈现在因为井下的特种工况，它带来的冗余度规划不行，而呈现的毛病。

　　依据专家的主张进行改善后，配备的牢靠性大幅进步。十年时刻，旋转导向体系终究以打破6项关键技能的成果，满意通过了国家动力局安排的项目检验。

　　中石油川庆钻采工程技能研讨院副院长 白璟：单井的作业费用，从600多万元降到了不到200万元了。

　　航天科工集团三院天石和创公司董事长 孙全华：咱们想的是不只仅联合起来进行技能立异，咱们将来还能够办理立异，机制立异，这样把咱们的人才、资金、产业链整个都悉数打通，把咱们现有产品去更新迭代，将来研制更多的高端配备，去为国家的动力安全尽咱们的一份力。