今天是

院士

沈忠厚

发布日期:2007-10-31 | 阅读次数:

“仁者乐山,智者乐水”,这句古谚语用在他的身上十分贴切。在我国杰出的工程技术专家、中国工程院院士的行列中,石油大学专门从事石油工程――油气钻井学科的第一位院士沈忠厚教授,就是这样一位具有山的胸怀,水的智慧, 极其巧妙的用“水”为人类服务、为中国石油工业创造奇迹的科学家。

 

水击石穿寻宝藏

 

 石油蕴藏在几千米地下复杂的岩层中。打一口油井要耗资几百万元甚至更多。要降低钻井成本就必须提高钻井效率。一次偶然的机会,沈忠厚教授在成都飞机制造厂看到了水射流切割机。从那小巧的切割及喷出的水射流,切起合金钢就像切豆腐。突然,一个灵感在他脑海里闪过:能否让钻头喷射出比岩石还强硬的水流,从而提高钻井效率?从此,他开始想这个世界级难题宣战。然而,研究刚刚起步,一连串的不解之谜就令他步履维艰。

  在水流从钻头喷射到井底这130170毫米的喷射范围内,力量是递减的。而且有3股射流出射、反射、相交,又与井壁、钻头、岩屑互相作用。要弄清这一段水力参数的分布情况,是个极其关键又复杂的问题,国内外专家都说这是一笔糊涂帐。沈忠厚教授一度陷入了老虎吃刺猬––无从下口的苦恼。

  带着这些困惑,他来到美国西南路易斯安那大学作访问学者。一天,美国喷射钻井的权威戈恩斯教授作学术演讲,他的精彩演讲赢得了全场热烈的掌声。散会后,沈忠厚走到他面前:“您为什么只计算钻头喷嘴出口位置的水力参数,不计算水射流到达井底位置的参数?只有到达井底的射流才对钻井破岩有效?”美国专家无可奈何的摊摊手:“不是不想计算。是太复杂了。”

  在回到学校以后,沈忠厚对自己的研究生和助手说:“看来权威也解决不了这个难题,咱们来啃啃这块硬骨头吧!”

  按照传统的思维模式寻找水射流在各阶段衰减变化的规律和计算方法,怎么也走不出“鬼打墙”的理论障碍。痛定思痛,他决定“倒行逆施”––用大量实验数据来构建理论计算模型,再用以往成熟的理论检验实验成果。

  话好说,做起来可就难了,从1981年开始,他和助手连续化了七百多个日日夜夜,做了大量繁琐、枯燥的室内试验,取得了丰富的数据。又经过理论攻坚、现场实验,整整七年时间,终于使第一代加长嘴牙轮钻头问世。各国专家闻讯震惊了,他们承认,是中国人解决了这个世界级的难题。

  新型钻头在十余个油田推广,平均机械转数提高25%30%,平均钻头进尺提高35%40%。第一代新型钻头的研制成功,使沈忠厚教授总结出科研方法的“三部曲”,即带着工程问题从应用基础理论研究入手,通过室内实验寻求答案,再到现场实验,进而转化为生产力。

  紧接着两年后,他研究出的第二代钻头––比连续射流冲击力高8.6124倍的“空化射流钻头”诞生了。在第13届世界石油大会上,他的学术报告成了重头戏,与会的专家和权威被他的理论和构想迷住了,称他为走出迷宫的最佳路径。这一技术在我国11个油田400多口油井应用,取得了显著的经济效益。

  继第三代“联合破岩钻头”研制成功后,他研制的第四代钻头“选射流破岩钻头”在辽河油田钻出了我国第一口径向水平井,填补了我国在这一领域的空白,采油量比以往又提高了4

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