萬米鉆機誕生記

牟寶川

改革開放40年來，我國石油工業在黨的領導下取得了矚目的成績，石油工業的快速發展，使國產技術裝備的自主創新能力不斷增強，在改革創新時代中成長的——寶石機械公司依靠科技創新，為中國石油工業的發展提供了數以千計無堅不摧的“金剛鉆”，其中的“王者”，當屬我國首臺具有知識產權的12000米特深井石油鉆機。

12000米特深井鉆機是世界上第一臺數字變頻超萬米的特大型鉆機，也是當時全球技術最先進的特深井陸地石油鉆機，它不僅填補了國內空白，在國際上也屬領先水平，其技術指標均比此前美國生產的全球僅有的一臺12000米鉆機先進。

2011年3月，“探地神針”12000米鉆機在參加“十一五”國家重大科技成就展時，受到了習近平、胡錦濤等黨和國家領導人的關注與好評。

傲然問世 冠居全球

還記得2007年11月16日這個特殊的日子，一個被喻為中國石油鉆采裝備制造的“航空母艦”、挑戰入地極限“利器”的誕生，讓“中國制造”再度成為世界矚目：國家“863”計劃重點課題項目——12000米特深井石油鉆機在寶石機械公司研制成功。

這一“爆炸性”消息一經發布舉世嘩然，以新華社、《人民日報》、中央電視臺為代表的500多家媒體集中進行了報道或轉載。

2011年，集20項專利技術于一身的12000米特深井鉆機喜獲國家科技進步二等獎；該鉆機還被列入中國企業新紀錄20個重大創新項目之一和首批“國家自主創新產品”。

12000米鉆機鋼結構塔式井架高達52米，相當于20層樓房，重達數百噸，能在55攝氏度高溫的赤道和零下40攝氏度的極地環境下正常工作，并能根據工況自動加減速、剎車、報警，使鉆井作業的智能化水平和安全系數大大提高。

它的成功研制，把我國陸地和海洋深水油氣田、大位移井及其它復雜油氣田超深油氣藏的勘探開發水平提高到了一個新的層次，使我國成為世界第一個獨立研制并擁有該級別交流變頻陸用鉆機的國家。

“上天不易、入地不難”

“上天入地”是人類千年來的夢想。但是萬米以下的地層，高達200多攝氏度的地溫，以及相當于萬米海底的壓強，鉆探時鉆機動力傳遞等諸多問題難以逾越，因此有人感嘆說：“上天不易入地難”。12000米鉆機研制成功，為中國叩問萬米以下超深地層，成就地學強國之夢提供利器。

中國著名鉆井專家孫寧這樣評價道：“12000米鉆機的誕生，將為石油地質專家神往已久的我國超深層油氣勘探開發，提供有力的裝備保障。”

縱觀石油勘探史，鉆機每一次升級都會帶來勘探的新發現。在我國，1200米、3200米機型成為主打鉆機時，發現了大慶、勝利、遼河等油田；5000米鉆機投產后，發現了吐哈鄯善油田、四川廣安氣田；7000米鉆機登場，又有塔里木、大慶徐家圍子等一批油氣田被先后發現；12000米鉆機的問世意味著人類叩問入地極限的龐大工程正式啟動。2011年9月，中石化使用12000米鉆機，鉆出了我國埋藏最深的大型海相氣田——元壩氣田，氣田深度超過7000米。

“產品的超前研發，要看得準、想得到、有膽識”

12000米鉆機的研制成功，成就了許許多多業內專家的夢想、更圓了百萬石油人的夢想，在這艱辛付出的背后卻隱藏著一個個不為人知的故事……

2005年下半年，中石化就12000米特深井鉆機的研制在國內外進行考察調研，時任寶石機械公司副總經理兼總工程師的王進全得知這一消息后，堅定地說：“我們要做12000米鉆機。”當時身邊的設計人員個個瞠目結舌。要知道，當時陸地用12000米鉆機僅有美國在20世紀80年代生產過一臺，國產的9000米鉆機尚在研制中，而他卻憑借對公司研發能力的判斷和卓越的膽識，毅然決然地組織科研人員投入到12000米鉆機方案的制定中。

在寶石機械公司的積極努力下，國家科技部于2006年初啟動了將12000米鉆機研制列為國家“十一五”863計劃重大項目的立項論證工作，中國石油在2006年將該項目列入重大專項研制項目。

“對于產品的超前研發，一定要看得準、想得到、有膽識。”王進全這樣說。正是因為寶石機械科技人員的超前介入、超前研發，以及敢想敢干的工作態度，才有了后來“探地神針”的橫空出世！

2004年，寶石機械在研制9000米鉆機時，因不具備生產該鉆機的關鍵部件，向美國一家鉆機設備制造公司訂購，對方不僅要價高昂，還以種種理由拖延交貨，交貨時間比合同約定時間晚了一年多，嚴重影響了工程進程。國外技術壟斷的“切膚之痛”使王進全更加深刻地認識到，自主創新能力差就會受制于人。

在12000米鉆機研制項目立項之初，王進全就下定決心：從鉆機的總體設計到關鍵技術研發、核心部件的研制都必須自力更生。在他的主持和積極推動下，12000米鉆機的關鍵部件全部實現了國產化，大大提升了公司的鉆機配套能力。他率領的12000米研發團隊榮獲“十一五”國家科技計劃執行優秀團隊稱號。

“困難雖多，可標準絕不能低”

2007年初冬的日子里，時任寶石機械公司技術中心鉆機室主任的賈秉彥，總愛去公司鉆機試驗場上轉一趟，看著藍天白云下，高高聳立的井架，他疲憊的臉上總會露出舒心的笑容，他是12000米鉆機的主設計者。

2005年，作為9000米鉆機的主設計者，他還未來得及長吁一口氣，品嘗一下成功的喜悅時，12000米鉆機的設計任務又壓在了他的肩上。不善言辭的賈秉彥什么也沒說，只是帶著鉆機室60多人的研發團隊迅速投入工作。

這是一個前無古人的浩大工程，當時全球僅美國有一臺12000米鉆機，可誰也沒見過。雖然有9000米鉆機的研制基礎，可是12000米鉆機的井架、大鉤、轉盤等部件，比以前的鉆機大了許多，量變引起質變，部件的工作原理、設計思路都得另辟蹊徑。

“困難雖多，可標準絕不能低。我們必須瞄準國際先進技術水平。”賈秉彥這位機械加工專業出身、又在機械加工行業工作了17年的知識分子，對研發團隊提出了要求。他親自負責鉆機主要技術參數的確定，各部分的配套方案，傳動系統整體設計。

賈秉彥認真做好市場調研，無數次走訪油田與用戶溝通，一次一次地上北京找石油行業的專家討論，上網查找技術資料。鉆機的主要參數反復修訂多次，才最終敲定最優方案，拿出了“12000米鉆機專項計劃和質量計劃”，得到業內專家的高度評價，被確定為國家“863”計劃“先進鉆井技術和設備”的重要課題之一。

由于壓力太大，加之經常加班到凌晨一兩點，這樣高強度的工作，讓有高血壓的賈秉彥經常頭暈，一暈就必須吃降血壓的得高寧，等鉆機研制成功后，兩年時間竟然吃了8瓶，而之前一年也吃不了兩瓶。

眾志成城 打造出亞洲最大轉盤

“沒想到這么難的一個轉盤竟讓我們給做出來了！”說到最后，面前這個穿著舊毛衣、瘦瘦的老人竟孩子般得意地笑起來了，笑得開心極了。

2006年5月，即將到齡退休的寶石機械公司高級工程師劉志學卻愁得夜不成寐。

那年春天，12000米鉆機需要一個直徑1.96米的高精度弧齒轉盤。這是鉆機的核心部件之一，靠它動力才能傳遞到萬米地下。加工這么大的轉盤，他們找遍了全國都沒有人能接這塊“燙手的山芋”。

“我們自己干！”曾經多次參與過寶石機械公司重大項目、具有多年轉盤制作經驗的劉志學說出自己的想法。

可寶石機械的弧齒銑加工轉盤最大直徑是1.6米，差之甚遠。要想加工在國內也是別無選擇。領導研究后認為在確保安全的情況下，可以一試，于是成立專項攻關小組，并把這副重擔交給了經驗豐富的劉志學。這樣，退休后的劉志學只在家里呆了一星期，又被公司請了回來，同時請回來的還有他的師傅、高級技師謝天增。

劉志學說：“其實，當時我還是有過猶豫的，因為一旦失敗，我將抱憾終生。可是退休時能為廠里做一件大事，這也是我最大的心愿。”有著20年黨齡的劉志學還是接受了這個任務。

于是，劉志學和他的師傅謝天增以及自己的弟子徐強師徒三代攜手攻關，從齒輪參數、設備參數、工藝參數、刀具參數等方面進行深入研究。為了保證設計需求，他們經過反復計算確定了齒輪參數，并針對工藝和刀具進行了重點攻關。

經過50余天的不懈努力，他們師徒三人克服了高溫帶來的機床液壓失效等困難，終于加工成功12000米鉆機用ZP495轉盤大弧齒輪，經過檢查，接觸區達到設計要求。按照試驗大綱要求裝機試運轉試驗，噪音、溫升等指標均達到了設計要求，ZP495轉盤弧齒錐齒輪研制取得了圓滿成功。

一個亞洲最大的轉盤由此誕生，這在國內機械制造行業、在石油系統都是前所未有的奇跡。

還有鉆機井架主設計李厚嶺、6000馬力超大絞車主設計者之一姚愛華、鉆機底座主設計李治平，他們都用自己的智慧在12000米鉆機上創造了一個又一個“第一”，自主創新讓這部鉆機的核心部件基本實現了國產化。

今天，中國在石油勘探和開采技術領域的技術創新實力世界矚目，自主技術實力的進步為“走出去”奠定了堅實基礎，國產石油裝備也完成了從1200米鉆機到12000米鉆機的華麗轉變，國產萬米鉆機更是成為石油勘探開采領域摧城拔寨攻堅克難的排頭兵。國家科技部原副部長王偉中曾自豪地說：“12000米鉆機是一個揚國威、長志氣的項目，我們太需要這樣鼓舞人心的例子了。”