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深海“冰中取火” 中国胜利智造

发布日期:2018-04-08 17:19:02
来源:admin
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——记胜利石油工程公司钻井院可燃冰取芯工具打破国外垄断


取芯操作在海洋石油708船上进行


从船上下入钻杆


钻杆探向海底


钻进可燃冰储层


从钻杆中下入的取芯工具开始取芯


取芯工具获得可燃冰样品


取芯工具带着可燃冰样品返回


3月底,天气骤然回暖,胜利石油工程公司钻井工艺研究院钻井工具研究所里一片繁忙,技术人员正在为中海油定制一批急需交付的专用取心工具。“这是近半年来的第二份合同,双方之所以建立密切的合作,要归功于我们自主研发的取心工具在南海成功应用。”所长裴学良说,胜利石油工程公司钻井院自主研发的天然气水合物取心技术和工具,使中国成为世界上为数不多的掌握可燃冰保温保压取心技术的国家。

国产工具首战深海取样

2017年4月26日,海洋石油708船在南海遭遇风浪。胜利钻井院的裴学良、任红、孙艳军三位技术人员,正在船上进行可燃冰取心施工,遭遇突如其来的大风,施工被迫暂停,三位技术人员被风浪摇晃得胃里翻江倒海,但仍坚持每隔一小时就检查取心工具是否固定牢靠。

“取心是进行地层分析和储量评估的必要工作。可燃冰取心不同于常规取心,必须保证取出的岩心状态与海底原始温度压力一致,对工具密闭性、隔热性要求很高。”胜利钻井院取心技术攻关依托的国家863项目——“天然气水合物钻探取心工程样机及配套技术”课题长、胜利石油工程公司副总经理韩来聚说。

29日清晨,风停了,施工继续,裴学良和队员们再次检查工具,核准各项数据。这是国产可燃冰取心工具从实验室诞生以来的第一次实战,裴学良和队员们无疑是最紧张的,无法判断是否取到了理想的样本。三个小时后,岩心筒打捞出海,经检测,好消息是压力、温度保住了,工具密闭性经受住了考验,坏消息是取回的样本没有检测到可燃冰。紧接着进行二次取样,还是没有任何发现。裴学良他们二话不说,向藏身海底的可燃冰展开第三次探取。

胜利技术填补国内空白

4月30日23点50分,当第三筒岩心升上甲板,中海油研究总院吕鑫博士手持检测仪飞快赶到跟前,确认再三,“是甲烷,气体达到可燃浓度。”人们竞相奔走,传递着这一好消息。5月1日凌晨1点,708船正式举行点火仪式,全体参试人员把掌声送给胜利钻井院取心团队,祝贺一项新技术填补国内空白。

按照工作计划,裴学良和队员们又接连取了三个回次的样本。就在任务圆满完成,三人团队准备凯旋而归时,一通电话留住了他们回程的脚步。“我们不是唯一一家参与取心作业的单位。”裴学良说,“当时有两口井,我们负责的是第一口。”第二口井取心出了问题,在最后提拉取心筒的环节出现失误,岩心坠落海底。中海油方面当机立断,把第二口井的取心任务也交给胜利钻井院。

第一口井一切顺利,第二口井更不能出任何问题。裴学良他们比之前更加小心翼翼。施工前,他们对工具检查了三遍,一遍排查下来至少3个小时,他们反复确认,力求万无一失。

5月7日,第二口井取心作业开始了,和第一口井一样,裴学良、任红、孙艳军一天一夜没有合眼,凭借第一口井成熟的作业参数,取心操作更加沉着、娴熟。一筒,两筒……先后取上七筒岩心,全程没有一丝纰漏。当那一抹来自深海的火焰,安静地燃烧,宣告任务再次圆满完成。

钻井院交出合格答卷

10年前的5月1日,中国科学家们借助国外工具,第一次在南海成功采样可燃冰,证实中南海蕴藏丰富的天然气水合物资源。

“可燃冰属于战略资源,不能总依赖国外技术搞勘探开发。”胜利石油工程公司副总经理、时任胜利钻井院院长韩来聚说,中海石油深海石油开发有限公司率先挑起国家863项目“南海北部天然气水合物钻探取样关键技术”重担,其中子课题“天然气水合物钻探取心关键技术研究”由钻井院接棒攻关。

2007年前后,受制于国外技术封锁,几乎查不到公开资料,没有借鉴,漫无头绪,胜利钻井院工具研发团队只能摸着石头过河。

五六年时间里,研发团队没少走弯路。所有技术瓶颈中,保压技术是困扰团队的一个关键环节,数不清的设计、试制、试验与失败,就在团队一筹莫展之际,忙于另一项目的裴学良触类旁通,灵感乍现,他和团队成员连夜画出图纸,火速联系加工样品,新的系统保压效果很好。胜利钻井院最终攻克了10余项关键技术,趟出一条深海保温保压取心技术的创新之路。

“真正的样机2013年才初见雏形,当时胜利钻井院致力于打通从技术到实际应用的最后一公里,这才是我们的终极目标。”韩来聚说,可燃冰取心工具只能在5寸半钻杆104毫米的内径里起下操作,严格限制了取心工具的尺寸。

104毫米,也就茶碗大小,胜利钻井院取心人用三年时间,成功研发出保温保压取心装置、带压转移装置、送入回收装置、集气点火装置、冷却装置等一整套工具,全部拥有自主知识产权,先后获得25项专利授权,最终,向国家交出了一份合格的答卷。

海洋,蕴藏着丰富的矿产资源。取芯技术的发展路线也更加清晰,攻关海底取芯钻机,研发在线检测水合物系统……他们下定决心,要让胜利取芯技术成为行业标杆、世界一流。