河北經(jīng)濟日報記者 袁立朋 弓幸民 通訊員 張保明 劉梅
這是一個值得定格和銘記的時刻。
3月4日14時48分，經(jīng)過279天的艱苦努力，位于新疆塔克拉瑪干沙漠腹地的中國石油塔里木油田深地塔科1井，鉆探深度突破10000米。
3月4日在新疆塔克拉瑪干沙漠拍攝的深地塔科1井（無人機照片）。新華社發(fā) 李響 攝
這是迄今我國第一口垂直深度超過10000米的井，不僅再次刷新了亞洲最深井紀錄，也創(chuàng)造了當今世界上鉆探10000米深井用時最短紀錄。
這標志著繼深空、深海探索壯舉之后，我國在深地鉆探這一領域又實現(xiàn)重大突破。
喜訊傳來，遠在3000多公里外的河北青縣渤海裝備產(chǎn)業(yè)園一派歡騰，技術工程師和一線裝備工人相擁而慶。在這場新中國石油人直面挑戰(zhàn)、極限突破，叩問深地的壯舉中，中國石油渤海裝備鉆井裝備渤海能克鉆桿有限公司（以下簡稱“渤海能克”）生產(chǎn)的高端鉆桿“穿針引線”、串聯(lián)裝備，發(fā)揮了不可替代的作用。
3月3日，成排渤海能克鉆桿在深地塔科1井井架上備用。新華社發(fā) 李響 攝
挑 戰(zhàn)
2023年元旦假期剛過，渤海能克就接到一項特殊的任務，為遠在新疆沙雅縣的深地塔科1井研發(fā)萬米深井專用鉆桿。
作為鉆桿技術研發(fā)負責人，渤海裝備鉆井裝備公司科技質量中心副主任王顯林覺得“壓力山大”，同時也油然而生一種沉甸甸的使命感。
從祖國的西北到西南，并不缺少大型含油氣盆地，但這些資源都埋藏極深，以塔里木盆地為例，油氣大多蘊藏在6000米以下甚至更深。
油氣資源埋藏超過4500米，業(yè)界會定義為深井；6000米到9000米為超深井；如果超過9000米，則被定義為特深井。
與中東地區(qū)眾多深度在5000米以內(nèi)的油氣田相比，位置深、地質條件復雜成為中國石油工業(yè)不得不面對的課題，向超深井、特深井進軍，成為中國石油人共同的目標。
渤海能克研發(fā)營銷團隊進行萬米深井專用鉆桿攻關會議。趙鳳波 攝
一深生萬難。
“因為要解決超高溫、超高壓、地層易垮塌等極端惡劣和復雜情況，特深井鉆探成為油氣工程技術面臨瓶頸最多、難度最大的領域。”王顯林說，具體到此次任務，難度更是大到難以預料。經(jīng)過幾億年地殼運動，塔里木盆地的地層變得支離破碎，其構造被地質學家比作“一摞盤子摔碎了，又被踢了幾腳”，屬于“國內(nèi)僅有，世界少有”的地下巖層組合。
“世界上公認的鉆完井13項工程難度指標系數(shù)，塔里木盆地有7項指標名列第一，其他指標也均在前列，綜合難度全球罕見。在這里進行深地勘探是項涉及地質、物探、工程、鉆井等多專業(yè)多學科的系統(tǒng)性工程。”中石油塔里木油田首席專家、深地塔科1井井長王春生說。
“‘能克’就代表著能克服一切困難！以往國內(nèi)所有最難打的井，我們都打成功了，這一次，我們沒有理由不贏！”王顯林和大家互相鼓勁。
按照要求開發(fā)勘探所需的國內(nèi)最高鋼級、最大直徑、最大壁厚的萬米深井專用鉆桿，成為擺在攻堅團隊面前最大的挑戰(zhàn)。
合力鍛造一支“利箭”，探索地下萬米深宮的寶貴能源。為高質量完成研發(fā)任務，由技術、設備、質量、生產(chǎn)部門骨干組成的五個攻堅團隊，在渤海能克誕生。
攻 堅
成如容易卻艱辛。
全鈦合金鉆桿、高強度穿越鉆桿、數(shù)字化鉆桿……雖然以往戰(zhàn)績輝煌，曾創(chuàng)造出填補國內(nèi)及國際空白的一系列高端產(chǎn)品，但面對這個全新的世界級技術難題，攻堅團隊一度無從措手。
待出廠的渤海能克鉆桿。趙鳳波 攝
幾十層樓高的井架，力舉千鈞、宏偉壯觀；鑲嵌金剛石的鉆頭，強力掘進，功拔頭籌……深地突進中，壯大的場面總是被人銘記，而鉆桿，往往容易被人忽視。
但內(nèi)行人知道，在掘進萬米的工程中，它卻是連接鉆機地表設備和井底磨削設備的高手和承上啟下的關鍵組件：
——鉆機頂驅排山倒海般的動力，通過它傳遞；
——深井鉆探的“血液”鉆井液，通過它源源不斷輸送給鉆頭；
——重達好幾百噸的尾管，靠著它送入……
然而，在萬米深地，實現(xiàn)這些談何容易？
——萬米深井，意味著1000多根鉆桿首尾相連，僅自重就達350噸，送入尾管時，懸重會達到700噸以上。
——外徑168.3毫米的細細鉆桿，在承受這些重量的同時，還要承受近200攝氏度的高溫和130多兆帕的高壓……
“看似堅硬的金屬管件，進入深地，就像一根超長的面條，變得難以控制。惡劣復雜的環(huán)境，對鉆桿的強度、韌性和抗疲勞性提出近乎苛刻的要求�！蓖躏@林說。
擺在攻堅團隊面前的是一系列難題。
渤海能克技術人員進行鉆桿焊縫機械性能試驗。趙鳳波 攝
摩擦焊接，就是讓鉆桿接頭以每分鐘600轉的速度高速旋轉，施加一定的摩擦壓力使旋轉的接頭與管體焊接面接觸摩擦，當摩擦溫度達到1200攝氏度時，再施加頂鍛壓力，讓接頭和管體連接為一體。名為焊接，卻不使用焊接材料，全靠兩種鋼材在高速高壓下相互摩擦，達到相互滲透、融合，以提高接頭和管體連接處的整體性能。
但是，鉆桿的焊接壁厚達到前所未有的32毫米，比日常產(chǎn)品多出了近15毫米。這個厚度，遠遠超出了焊接機的預設值，設備根本顯示不出運行參數(shù)。
“機器不配合，就使笨辦法，人工演算！”王顯林和大家一起重新選擇計算公式、設計算法，再上機試驗，經(jīng)過幾十天晝夜奮戰(zhàn)，成功達到了焊接強度要求。
一山過去一山攔。剛啃了摩擦焊接的硬骨頭，又出現(xiàn)了焊縫熱處理問題。退火——車削焊環(huán)——淬火——回火……每個過程都做了十幾次調(diào)整，還是不行。
這邊心急如焚，前方火燒眉毛。
深地塔科1井工作人員在對接鉆桿。新華社發(fā) 李響 攝
深地塔科1井掘進非常順利，最快時每天達到200多米，眼看著接近8000米，再往下，萬米深井專用鉆桿就必須登場了。
“那段時間，我們吃飯時都不想說話，心里全是技術問題。睡覺時，連說夢話都是鉆桿、焊接、熱處理……”技師王西華說。
經(jīng)過反復思考，經(jīng)驗豐富的高級工程師王青林說：“是不是淬火時間和退火時間的間隔對性能有影響？”
一語點醒夢中人，按這個思路找下去，終于發(fā)現(xiàn)了問題：兩個工藝間隔過長，影響了組織應力，進而降低了焊縫的低溫沖擊韌性。
一塊塊骨頭啃下來，一個個難關攻下來。半年的時間，研發(fā)團隊終于拿下了所有技術難題，萬米深井專用鉆桿最大抗拉能力達到940噸，完全滿足深地塔科1井現(xiàn)場復雜作業(yè)環(huán)境需求，其他多項性能指標創(chuàng)造國際最高紀錄。
利箭上弦，蓄勢待發(fā)。
渤海能克鉆桿生產(chǎn)車間。河北經(jīng)濟日報記者 弓幸民 攝
智 造
“萬米深井專用鉆桿的研制成功，自動化工藝和智慧智造功不可沒！”渤海能克鉆桿制造廠廠長陳玉松坦言。
精工出細活。
淬火提高產(chǎn)品的剛度，回火改善產(chǎn)品的韌性。整個工藝流程中，熱處理是影響鉆桿強度和韌性的關鍵環(huán)節(jié)，而精準的溫度和時間控制，又是關鍵中的命門。
鉆桿加工工藝復雜，每一處都必須下足繡花功夫，做到精準精細，才能保證特種鉆桿極致的品質。
工業(yè)機器人自動抓取需要熱處理的鉆桿接頭。河北經(jīng)濟日報記者 袁立朋 攝
然而，十幾道工序和上百個環(huán)節(jié)，如何做到每一步都不差毫厘？
且看智慧制造大顯身手。
在熱處爐前的控制臺上，一塊屏幕顯示著爐膛內(nèi)7個區(qū)域的實時溫度。幾分鐘過去，各區(qū)域溫度始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，1攝氏度的變化也沒有發(fā)生。陳玉松說，熱處爐內(nèi)的智能控制儀表會對燒嘴實時糾偏，傳感器精確到0.1攝氏度，只要有偏差就會糾正。
“人還有打盹的時候，但是智能機器人卻像忠實的衛(wèi)兵一樣，0.1攝氏度的偏差都不放過，絕對按要求精準完成生產(chǎn)。”陳玉松說。
正因為有了智能機器人的較真碰硬，才保證了鉆桿的品質均一：鉆桿接頭螺紋的緊密距偏差控制在0.2毫米內(nèi)；鉆桿接頭和管體的摩擦焊接同心度偏差控制在1.2毫米內(nèi)；鉆桿焊縫熱處理位置偏差控制在2毫米內(nèi)……
在車間巡視的技術人員觀察工業(yè)機器人運行。河北經(jīng)濟日報記者 袁立朋 攝
如果生產(chǎn)環(huán)節(jié)考驗的是智能機器人的“鐵面無私”，那么質檢環(huán)節(jié)考驗的，則是它的“火眼金睛”。
每一支鉆桿下線前，都要經(jīng)過全自動磁粉探傷、超聲波探傷兩道關卡。把關守卡的智能機器人嚴陣以待，只要發(fā)現(xiàn)任何哪怕肉眼看不到的小瑕疵和小雜質，都會發(fā)出提示警報并強制停機。
塔克拉瑪干沙漠腹地的深地塔科1井。新華社發(fā) 李響 攝
茫茫大漠、風沙漫卷，深地塔科1井從未停止深地鉆探的腳步。智慧又可靠的高品質鉆桿，像一條蜿蜒萬米的巨龍，串聯(lián)起中國制造的高端石油勘探裝備，沖刺，沖刺！
“今年的全國兩會上，發(fā)展新質生產(chǎn)力首次寫入政府工作報告。渤海能克在大國工程中積累了豐富經(jīng)驗，在超深井、大位移水平井、頁巖氣井、抗腐蝕、大口徑、長距離管道穿越領域處于領先地位。深地塔科1井還在向11100米的目標掘進，我們技術創(chuàng)新和數(shù)字化轉型發(fā)展的腳步也永遠不會停�！敝惺筒澈Ｑb備副總工程師、渤海能克公司總經(jīng)理陳長青說。
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