趙亮亮 助力石油鉆機向地球深部進軍

自參加工作以來，他扎根石油鉆機管柱自動化設備及系統的研發設計一線，北至茫茫沙漠，南至浩瀚海濱，都留下了他堅實的足跡。

他以提升油氣鉆井裝備自動化、智能化水平為工作目標，為實現我國油氣資源高效勘探開發、保障國家能源安全貢獻力量。

他，就是寶雞石油機械有限責任公司（簡稱“寶石機械”）高級工程師趙亮亮。近年來，他先后參與完成多個國內首臺（套）產品的管柱自動化產品研發工作；主持國內首臺鉆井作業機器人的研發與應用，首次提出并成功將機器人技術運用到石油鉆井行業；和團隊成員一起先后攻克了推扶式管柱自動化系統等多項核心技術，大幅提高了鉆井作業過程中管柱處理的自動化、智能化程度。

積蓄能量，快速成長

2011年底，在太原理工大學機械電子工程研究所機械電子工程專業就讀的趙亮亮即將碩士研究生畢業，他向心儀的單位——寶雞石油機械有限責任公司投出簡歷，隨后得到了面試機會。

寶石機械是中國石油天然氣集團公司所屬的我國建廠最早、當前規模最大、綜合實力最強的石油鉆采裝備研發制造龍頭企業，也是全球最大的陸地石油鉆機和各系列鉆井泵研發制造基地和全國最大的重要場合用途鋼絲繩研發制造基地。趙亮亮至今記得，面試時考官問到“為何選擇石油鉆井行業？這一行比較苦、累”，他坦陳自己出身農村，吃苦受累沒有接受不了的，并且所學專業對口。最終，他接到面試合格的通知，如愿入職。

2012年7月，趙亮亮初入職場。彼時，中國石油鉆采設備工業迅猛崛起，發展如火如荼。

經歷了基礎的專業培訓后，他在鉚焊車間、熱處理車間等十幾個涉及方案設計、研發、生產、銷售的崗位輪流實習一遍，全面了解了生產過程、產品功能原理及特點，為后期從事的設計工作奠定堅實的基礎。“半年實習期內，我積累了特別寶貴的經驗。因為正式工作后，沒有這么多時間讓你靜下心來去每個車間轉、去學習。”

次年元月，趙亮亮被定崗在寶石機械研究院的鉆臺機械化室，任設計一職。他欣喜地發現，工作內容與大學專業完全對口，而且研究的是石油鉆井裝備最前沿的方向——自動化設備。“以前的石油鉆機管柱處理完全依靠人拉肩扛的純體力，我們科室的主要任務就是做一些機械化自動化的產品，實現鉆臺面作業的無人化。”

此后兩年時間，在老師傅的帶領下，趙亮亮從圖紙繪制到分析計算，再到生產現場服務，積累了大量的產品設計經驗，專業技能得到快速提升，獲得單位上上下下的認可。“當時有一個產品仿真分析交給他處理，他的上手能力、領悟能力很快很強，是同一批過來員工中的佼佼者，所以留下了很深的印象。”寶石機械國家研究中心自動化裝備研究所所長葉強回憶到。

其中，趙亮亮認為熟練掌握圖紙繪制對工作幫助很大，除去可以鍛煉繪圖能力，還能夠提高對產品的認識能力，會深入思考“為什么要這么設計產品，為什么選擇這種材料”，而去現場調研對設計工作尤為重要，“現場有問題了我們去處理解決，產品到底實不實用、以后怎么發展，這個對后面如何來設計指導意義特別大。一定要理論聯系實際。”

2013年夏天，趙亮亮第一次出差，前往四川進行現場服務。他先是從陜西寶雞搭乘火車到四川達州，再坐小巴到開江縣，然后轉乘“村村通”（一種鄉村客運小巴）抵達村里，最后依靠“摩的”才登山上井。井隊是兩班倒、24小時不間斷作業，趙亮亮則在鉆臺面值守。“影視作品里鐵人王進喜的形象仿佛出現在我眼前。因為井里的泥漿會噴出來，而工人就在旁邊作業，身上糊滿泥漿。另外，不管下多大的雨，工人們還在正常作業。完全靠人進行鉆井作業太苦太累了。”

這一幕帶來的觸動令趙亮亮久久難以忘懷，他對實現鉆臺面產品機械化替代人工的意義、本職工作的價值有了更深層次的理解。

“不壓擔子是永遠沒有成長的”

短短兩年時間，趙亮亮了解了產品的設計手段、熟悉了現場生產制造環節，逐步成長為公司管柱自動化產品領域的骨干型人才。

2014年，憑借扎實過硬的專業技術，趙亮亮開始承擔國家科技重大專項“深水鉆機管子處理系統關鍵設備研制”中水平動力貓道的總體設計。該設備為寶石機械首次研制，攻克了管子自動輸送技術、管子自動輸送的運動學和動力學分析研究、多根管子自動分揀技術研究、管子自動化輸送系統制造與試驗研究等多項關鍵技術，在研制過程中實現了多項創新。“計算過程中很多的關鍵系數、參數需要判決，但當時自己還沒有經驗；另外，計算方案有了，怎樣把結果算出來？我就通過查閱大量資料學解析方法、加班學習新的軟件、向別人請教，費了很大勁把計算完成了。”

該項目歷時兩年多完成并通過國家驗收，設備整體技術已經達到國際先進水平，為海洋鉆井平臺水平動力貓道的國產化打下了一定基礎，為寶石機械進軍海洋鉆探裝備積累了一定的經驗，2017年獲寶石機械技術創新一等獎。

首個獨立完成的任務便是國家科技重大專項，趙亮亮就此踏上了油氣鉆井自動化裝備研發領域的新征程。當被問及如何看待入職僅兩年便獨立承擔重點項目研發，他坦言：“我后來覺得，不壓擔子是永遠沒有成長的。哪怕再給我兩年的時間實習，可能還不如早兩年接手重擔。”

2016年初，趙亮亮主持國家重大專項“超深井四單根立柱鉆機研制”中鉆臺機械手的總體設計。此次設計最大的難點在于鉆臺面是以前的布局形式，但設備是新型的，還要兼顧考慮原來的作業模式。“如何在舊臺上安裝新型設備？還要滿足以前的作業方式并實現自動化。比如通道的寬度只有1.5米，在這個寬度內機械手不但要來回行走作業，而且需要移到別的位置，還不能影響通道其他作業。如此小的空間給設計發揮空間更小，還要實現四五個功能，難度特別大。”

趙亮亮只能在高度上做足文章，另辟蹊徑突破平面空間的桎梏。他僅方案就做了四五版，反復修改、完善。最終，他以國內首創研發的“軌道式+上下雙滑車”的結構形式有效保證了四單根小鉆具的穩定排放，靈活避讓了立根臺通道，成功解決上述難題。

之所以能在較短時間內突破技術難點，源于趙亮亮的日積月累，他從未曾停止學習的步伐。“在哪見到一個新設備，都要多看兩眼。機械結構設計眼界要放遠點，看看別的行業設備是怎樣的，學會融會貫通。”

專注創新，爭做行業先行者

如今，已成為團隊負責人的趙亮亮仍常年深入油田鉆井作業一線調研，了解現場的鉆井工藝、作業痛點、裝備需求。他認為，產品的生命力和競爭力離不開源源不斷的技術創新。他堅持以“永恒創新、引領市場”的研發理念不斷推動所負責產品的可持續發展，先后攻克30余項關鍵技術，發表論文10余篇，獲專利授權17件。“和他一起工作，什么項目一旦交給他就會很放心。他是能擔得起重任的。”團隊成員嚴亮說。

2018年，為將傳統的鉆井管柱處理作業由人工操作變為機械化、自動化設備操作，公司啟動了5000/7000/8000/9000米管柱自動化鉆機的科技研發項目。其中，管柱自動化系統總體設計由趙亮亮主持。“這個系統由9個產品組成。項目從2018年到現在，自動化鉆機已實現量產，在地面、鉆臺面、二層臺等處徹底替代了人工。”

六年間有許多難忘的時刻，趙亮亮至今清楚地記得第一臺自動化鉆機在廠內調試驗證的場景。現場調試突發狀況不可避免，盡管有試驗大綱，但現場試驗工裝和大綱有所出入，導致試驗無法繼續進行。當務之急是技術人員盡快出具解決方案。趙亮亮與團隊通宵奮戰，現場定方案，再一一嘗試解決。“我連夜打電話打聽看哪個分廠、車間有試驗工裝，然后親自跑過去找。我們廠區比較大，走過去要近半小時。雖然一直沒休息，但感覺不到累。這個項目考驗了自己的組織協調能力、現場處理問題能力、抗壓能力，對后面產品設計提升的推動作用還是比較大的。”

最終，該系列自動化鉆機于2021年獲寶石機械公司科技進步特等獎。最令趙亮亮感到自豪的是，產品已先后在國內外作業地區進行批量化應用100余臺，顯著提高鉆機自動化程度，改善了員工作業環境，助力工程技術企業打破多項鉆井紀錄，實現了我國油氣鉆井裝備水平質的飛躍。

隨著科技的進步，寶石機械不斷加大創新方面的投入，管柱產品完成了從機械化、單元設備自動化到成套設備的“一鍵式”操控的更新換代，這里面也飽含著趙亮亮與團隊的智慧與汗水。

2018年8月，趙亮亮主持國家科技攻堅任務、中石油項目“7000米自動化鉆機研制與應用”中鉆臺機器人的總體設計，帶領團隊攻克了6自由度機器人結構設計、電驅無極調節扶持鉗設計、多軸聯動控制等關鍵技術，國內首創將機器人技術運用到油氣鉆井裝備上面，有力支撐了該鉆機的技術進步。

趙亮亮也全程參與了“一鍵式”人機交互7000米自動化鉆機研制與應用過程，與團隊成員一起開展獨立建立根和模塊化輕量化技術研究，突破“一鍵式”人機交互操控等技術，使我國石油鉆機由“作業機械化、操控多人化”發展為“流程自動化、操控一鍵化”——關鍵作業流程及井口輔助操作全面自動化，只需1名控制人員在恒溫控制室內，就能控制鉆機運行，實現“一個按鈕控全程”。該鉆機先后入選國家能源局2021年度能源領域首臺（套）重大技術裝備項目、2021年中石油十大科技進展、2022年國家能源局油氣勘探開發十大標志性成果。

鑄造“國之重器”，挺進“地下珠峰”

今年3月4日14時48分48秒，由寶石機械自主研制的全球首套12000米特深井自動化鉆機在中國石油塔里木油田深地塔科1井突破井下10000米，創亞洲第一深井紀錄。深地塔科1井是我國第一口萬米深地科探井，是中國石油在塔里木油田實施“深地工程”探測的重大工程，也是中國石油工業的一個里程碑。

此時此刻，因擔任某重點項目技術評審不便到場的趙亮亮正在同步觀看直播，身為12000米特深井自動化鉆機管柱自動化系統主設計的他心潮澎湃，科研攻堅中的點點滴滴涌現眼前。“看到中國石油鉆探突破了一萬米，特別振奮人心。這是由我們寶石機械提供的裝備，裝備里又有自己付出的心血，設計過程再苦再累也是值得的。”

時鐘的指針撥回至2022年。當年10月，寶石機械接到研制12000米特深井自動化鉆機的任務。12000米特深井鉆機是打開超深地層油氣通道、實現大位移鉆井和深地科學探索的關鍵裝備，是迫切需要的大國重器。

作為鉆機管柱自動化系統的主設計，趙亮亮全程參與了方案制定、詳細設計、生產制造和現場應用。“此次12000米的自動化鉆機在國內沒有先例。公司將這個列為A級項目，組織資源調配傾斜，進行兩班倒、24小時不間斷地生產制造。我們連軸轉，只用了一個多月的時間就完成了前期設計。正常的自動化鉆機從設計到出廠至少需要一年，而我們圖紙交檔后，公司在四個月內就把12000米自動化鉆機干出來了，這在當時是不敢想的。”

千米鉆機和萬米鉆機雖只是一字之差，卻有著質的區別。相較于千米級自動化鉆機，萬米級自動化鉆機管柱自動化處理系統的作業能力更強大，因此對鉆井設備、工具、儀器、工作液等提出更高的要求，設計思路也需要從零開始。“打到萬米之下，地層是未知的，對裝備的能力需求也是一種考驗。”趙亮亮說。

2022年12月，趙亮亮與團隊帶著初步設計的自動化管柱處理方案及關鍵參數深入塔克拉瑪干沙漠現場，克服嚴寒與沙塵暴的惡劣環境帶來的影響，實地感受、調研現場作業工況和作業對象，與用戶面對面確定了主要設備的基本參數，為隨后的詳細設計提供了有力支撐。“液壓元件對沙塵特別敏感，當沙塵進入管道內會對液壓油、控制元件產生影響，造成設備運行速度降低、動作不穩定甚至無法啟動。低溫也是一大影響因素。”

那段時間，趙亮亮和團隊每天進行頭腦風暴。各種設備形態和參數他都牢記在心，發現哪個設備不合理就馬上記錄下來與團隊討論，直到確定一個正確的結構和參數。在此期間，他在腦海里一遍遍地繪制著管柱自動化系統的三維圖，僅一個鉆臺面自動化設備的布置，就改了五六個版本。“管柱自動化系統是由9套產品單獨裝備組成的，為了提高這9套設備的速度、作業安全程度、用戶操作習慣，我們做了很多種方案，每一次修改都會融入新的需求。”

經過反復打磨，2023年1月，管柱自動化系統技術方案獲得了用戶認可。5月30日，全球首創的12000米特深井自動化鉆機在深地塔科1井順利開鉆。隨著鉆機管柱自動化系統及設備一個個功能逐步得到驗證，趙亮亮終于如釋重負。

作為超深層油氣勘探開發的核心裝備，12000米特深井自動化鉆機關鍵部件全面實現國產化替代，攻克了超高鉆臺大載荷提升等難點，解決了“超深井深、超高泵壓、超大負荷”的鉆井工程難題，填補了國內多項技術空白。該鉆機先后入選2023年度能源行業十大科技創新成果、2023年度央企十大國之重器。

趙亮亮說，入職十幾年來，他見證了國內石油鉆機管柱處理作業從人工到機械化、自動化、智能化的飛速發展，技術裝備從無到有，關鍵核心部件實現了國產化，以及施工周邊環境、配套設施完善程度等顯著提升。他多次榮獲公司優秀員工，先后榮獲陜西省企業“三新三小”創新競賽一等獎、國家油氣鉆井裝備工程技術研究中心首屆油氣科技論壇一等獎、中國能源研究會技術創新二等獎等榮譽。2022年，他入選中國石油天然氣集團公司“青年科技人才培養計劃”。面向未來，趙亮亮表示，“作為研發人員，我將深入學習貫徹黨的二十屆三中全會精神，立足本職接續奮斗，不斷探索優化產品，使其更加高效、節能、環保，實現‘碳達峰’‘碳中和’目標；深入研究鉆井裝備安全、提高抵御風險能力；加強科技創新，提高能源自給力，為保障國家能源安全、推動我國石油裝備智能化發展貢獻力量。”

責任編輯 華南