9000米超深井鉆機(jī)：中國的自主創(chuàng)新之花

9000米超深井鉆機(jī)的研制成功，是原始創(chuàng)新、引進(jìn)消化再創(chuàng)新、集成創(chuàng)新的整合結(jié)晶，改寫了我國石油工業(yè)前沿裝備一直依靠進(jìn)口的歷史。

最近這段時(shí)間，一條消息振奮人心--我國自主研發(fā)的國內(nèi)首臺9000米超深井鉆機(jī)在寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司誕生。人們稱贊她是一束"民族志氣花"，夸她是石油科技人員精雕細(xì)刻的"中國極品鉆機(jī)"。

"原始創(chuàng)新之花"：在這臺鉆機(jī)上有5項(xiàng)寶雞石油的技術(shù)專利，是該公司已產(chǎn)400多臺大中型鉆機(jī)中專利最多的鉆機(jī)。"引進(jìn)消化再創(chuàng)新之花"：多年前F500泥漿泵技術(shù)需要引進(jìn)使用，如今寶雞石油已自主開發(fā)出F2200高壓泥漿泵，其技術(shù)已居世界前列。"集成創(chuàng)新之花"：這臺鉆井不僅匯集了寶雞石油多年來的40多項(xiàng)專利、160多項(xiàng)新成果，而且還有中國石油集團(tuán)其他石油機(jī)械制造單位研發(fā)的最新成果，其中DQ90DBS頂部驅(qū)動鉆井裝置，就是北京石油機(jī)械廠專門為這臺鉆機(jī)配置開發(fā)的當(dāng)今世界領(lǐng)先的產(chǎn)品，可謂集中國石油科技之大成。

稱她是極品，其實(shí)并不夸張。因?yàn)閺慕g車功率、提升系統(tǒng)額定負(fù)荷到泥漿泵功率與壓力等主參數(shù)配備，都是萬米鉆機(jī)的基本配置。同時(shí)，這臺全稱為ZJ90/6750DB的鉆機(jī)有10項(xiàng)全國鉆機(jī)之最：鉆井深度最深、鉤載力最大、內(nèi)含專利最多、井架及底座承載最大、可智能控制氣控齒式離合器最新等。

在業(yè)內(nèi)人士看來，這臺鉆機(jī)是寶雞石油近幾年所產(chǎn)400多臺鉆機(jī)中質(zhì)量最好的一臺。這向世界展示，中國人有能力制造具有世界先進(jìn)水平的9000米交流變頻鉆機(jī)。

"洋人不賣，我們自己造"

據(jù)調(diào)查，我國這臺9000米超深井石油鉆機(jī)的研制是被"逼"出來的。近年，隨著國內(nèi)外石油鉆井市場的火爆，深井、超深井、科探井逐漸增多。現(xiàn)有的國產(chǎn)鉆機(jī)難以適應(yīng)7000米以下油井、海洋深水油氣井及一些陸上復(fù)雜油氣田超深井鉆探需要。雖然我國曾在過去引進(jìn)了兩臺9000米直流鉆機(jī)，但實(shí)際使用難以達(dá)到9000米的要求。尤其在塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地等地區(qū)，深層油氣的勘探開發(fā)急需超深井鉆機(jī)。

至于海洋深井鉆探，更是與中國的石油鉆機(jī)制造無緣。開始有油田曾設(shè)想一步到位，買一部10000米以上的鉆機(jī)。盡管對方一開口就是天價(jià)，但還是咬牙想買一臺。誰知，后來就是這樣的天價(jià)，人家為了不讓技術(shù)外流，也不賣了。

"他們不賣，我們自己造！"站在中國石油鉆機(jī)制造業(yè)前列的寶雞石油橫下決心，一定要把中國人的"志氣機(jī)"研制出來。

寶雞石油是有著近70年歷史的老企業(yè)。多年來，尤其是1998年以來，該公司大力實(shí)施科技興企戰(zhàn)略，不斷加大科技投入，瞄準(zhǔn)當(dāng)時(shí)世界上先進(jìn)的5000～7000米深井直流電動鉆機(jī)，經(jīng)過一年多的努力，開發(fā)出國內(nèi)首臺50D鉆機(jī)和70D鉆機(jī)，繼而又在2002年開發(fā)出國內(nèi)首臺ZJ70DB交流變頻鉆機(jī)。ZJ70D鉆機(jī)還順利承擔(dān)了中國大陸首次科學(xué)探索井的鉆井任務(wù)，引起全國乃至世界同行的關(guān)注。

在引進(jìn)F500和F800泵技術(shù)基礎(chǔ)上，該公司通過消化吸收，不斷革新，相繼開發(fā)出大功率F1300/1600泵，2005年又開發(fā)出2200馬力高壓泥漿泵。2003年，寶雞石油研制出國內(nèi)首臺7000米海洋鉆機(jī)模塊，該模塊如今已在我國兩個(gè)海洋油田使用。

"世上無難事，苦戰(zhàn)能過關(guān)"

寶雞石油雖有多年的鉆機(jī)制造歷史，但長期從事中小鉆機(jī)的生產(chǎn)，雖然從1998年以來已研發(fā)生產(chǎn)了400多臺5000～7000米各類鉆機(jī)，有一定的技術(shù)積累，但對9000米超深井鉆機(jī)卻從未涉足。

開始也曾有人主張走捷徑，引進(jìn)國外技術(shù)。但后來經(jīng)過分析論證發(fā)現(xiàn)，國外的9000米鉆機(jī)整體技術(shù)已經(jīng)比較落后，難以適應(yīng)近年來先進(jìn)科技的發(fā)展要求，比如國外9000米鉆機(jī)都是直流電動鉆機(jī)，與我國的交流變頻鉆機(jī)相比，已經(jīng)落伍。比來比去，最后大家堅(jiān)定一條信念："走自己的路，自己研發(fā)自己造！"按照"追求先進(jìn)，確保可靠，兼顧經(jīng)濟(jì)"的科研方針，一場攻關(guān)大會戰(zhàn)全面展開。

在以公司主要負(fù)責(zé)人為組長的9000米鉆機(jī)項(xiàng)目組的領(lǐng)導(dǎo)下，科技人員潛下心來，一點(diǎn)一滴開始攻關(guān)。為了確定鉆機(jī)方案和主要參數(shù)，如井架、底座結(jié)構(gòu)、起升方式、絞車傳動方案、最大輸入功率等，他們多次深入新疆、勝利等油田，與鉆井專家、用戶進(jìn)行交流，廣泛研究陸上、海上各種情況下的勘探開發(fā)特點(diǎn)，最終確定了我國首臺ZJ90DB鉆機(jī)的總體方案及配套件的主要參數(shù)。

由于這臺鉆機(jī)將在北疆地區(qū)使用，必須保證在零下35攝氏度的環(huán)境下正常作業(yè)，科技人員先后進(jìn)行了幾十次焊接工藝評定試驗(yàn)，在母材、焊接、環(huán)境溫度、焊接溫度以及焊接方式等方面進(jìn)行了重點(diǎn)研究，終于確定了90DB鉆機(jī)主要承載件的耐低溫材料的選取和焊接工藝。

絞車是鉆機(jī)的核心部件，按照標(biāo)定的輸入功率為4000馬力，如果要按絞車4臺主電機(jī)的滿負(fù)荷輸出，絞車的最大工作輸入功率為4280馬力，這比國內(nèi)目前在用的2000馬力變頻絞車的功率大了兩倍多。要研制如此大功率的絞車，面臨4臺電機(jī)同步傳動、如此大的滾筒體工藝加工、高速大功率齒輪減速箱研制、大型絞車的國內(nèi)運(yùn)輸機(jī)搬遷等四大難題。項(xiàng)目組按計(jì)劃分頭攻關(guān)，終于將問題一一攻克。

大功率交流變頻控制系統(tǒng)、齒輪傳動單軸絞車等關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)成功，為ZJ90DB鉆機(jī)的最終攻克提供了前期技術(shù)支撐。

在發(fā)起"總攻"的日子里

2005年1月3日，寶雞石油召開技術(shù)、采購、生產(chǎn)等部門人員參加的專題會，對設(shè)計(jì)、工藝工裝、配套件采購、制造、檢驗(yàn)及試驗(yàn)等環(huán)節(jié)周密部署，下達(dá)了"只許提前，不許拖后"的死命令。

自此，9000米鉆機(jī)研制會戰(zhàn)總攻開始了。

為了使生產(chǎn)一環(huán)扣一環(huán)，作為"司令部"的生產(chǎn)制造部，實(shí)施專項(xiàng)分工，堅(jiān)持及時(shí)掌握生產(chǎn)動態(tài)，每周召開90DB鉆機(jī)協(xié)調(diào)會，公司主要領(lǐng)導(dǎo)親自聽取匯報(bào)和了解遇到的問題。針對鉆機(jī)對低溫件的要求規(guī)格多、品種多、數(shù)量少、采購難的特殊情況，及早安排，落實(shí)采購，不誤生產(chǎn)使用。

質(zhì)檢部門為了把這臺鉆機(jī)做成精品，嚴(yán)把"三關(guān)"（即原材料、外協(xié)和外購件的入口關(guān)、關(guān)鍵產(chǎn)品和關(guān)鍵工序生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制關(guān)、產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)關(guān)）。除了嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙、工藝文件、國家和企業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及API規(guī)范要求認(rèn)真檢查外，根據(jù)鉆機(jī)對低溫材料焊接的特殊要求，與有關(guān)部門一道，對一百多名相關(guān)人員進(jìn)行了焊接操作技能培訓(xùn)，并使每個(gè)操作人員取得國際焊接工資質(zhì)證書，確保焊接質(zhì)量。由于全過程按ISO9001質(zhì)量體系要求，不僅使這臺鉆機(jī)內(nèi)在品質(zhì)好，而且外觀也很美。

首臺9000米鉆機(jī)的研制成功，在中國鉆機(jī)發(fā)展史上是一個(gè)劃時(shí)代的里程碑，使12000米鉆機(jī)的研制不再遙遠(yuǎn)。專家認(rèn)為，該鉆機(jī)的誕生不僅打破了外國公司在該級別鉆機(jī)領(lǐng)域的壟斷，而且將大大加速我國超深井尤其是海洋深井的鉆探進(jìn)程。