西部探访之科技自立自强：挺起脊梁向“高端”

  [中国石油新闻中心2022-04-14]
  进入4月，正是各大油气田春季上产的大好时节。放眼分布在神州大地的宝鸡钢管多家生产企业，均是一派繁忙景象。一辆辆运输车跋山涉水，满载优质管材，奔赴油气勘探开发主战场。
  从1959年9月26日打造出“共和国第一管”至今，几代宝管人依靠科技创新，实现我国输送管、专用管、连续管技术的一次次飞跃，填补了一项项行业空白，创造了一个个国际领先，挺起高端油气管材领军企业的脊梁。
  “活水养鱼”焕发科技研发新动能
  “新招的6名博士一年内全部流失。”提起多年前的这段往事，宝鸡钢管公司首席技术专家、时任钢管研究院院长的毕宗岳至今不能释怀。留住人、留住心，才能点亮科技兴企灯塔。
  2021年4月15日，李鹤林、毛新平、高德利3位院士和行业专家50余人齐聚西安，为中油国家石油天然气管材工程技术中心有限公司揭牌，开启宝鸡钢管研发机制“两城一中心”的序幕。近年来，为激活研发动力，宝鸡钢管“活水养鱼”，不断推进体制机制创新，为科技创新带来革命性变革。“关键核心技术是要不来、买不来的，必须拥有自己的科研利器！”新聘任为“一级工程师”的连续管研发人员汪海涛说。
  为打通科技人员成长通道，宝鸡钢管率先在科技领域推行双序列改革，首批9名公司技术专家获聘、75名技术人员通过择优选聘进入序列。水激石鸣，人激志宏。宝鸡钢管持续加大科技成果奖励力度，2021年奖励各类科技成果94项。
  “十四五”开局之年，宝鸡钢管承担国家重点研发项目5项，省部级科技专项4项；新争取集团公司科研项目8项，陕西省科研项目1项；研发新产品21项；完成科技项目22项；获得省部级科技奖励5项；申报集团公司首台（套）重大技术装备成果4项；申请专利39件；制修订国家/行业标准24项……
  “开放式研发”催生石油管材新利器
  4月1日，宝鸡钢管工程实验室里正进行焊接工艺评定试验。技术人员李博锋告诉记者，这批管材与河南一家管业公司合作，将应用于中东地区含硫集输管线建设工程。
  “要像开拓市场一样开发科研项目。”宝鸡钢管公司执行董事、党委书记舒高新这样叮嘱科技人员。随着我国深层油气资源和页岩油气勘探开发力度的加大，对油气管材的要求越来越高，单个产品优势难以满足复杂井况需求。宝鸡钢管联合国内知名高校、科研院所、油气研发机构，形成研发集群，深耕特殊管材“卡脖子”难题，在高端产品研发上屡获突破。
  2月19日，宝鸡钢管为油田量身定制的国内首盘长度8500米、直径44.45毫米、壁厚3.68至4.8毫米、钢级CT130超高强度变壁厚连续管，再次刷新国内单盘长度、壁厚跨度最大超高强度连续管纪录，成为深层油气资源和非常规油气开发的“香饽饽”。
  通过持之以恒的科研攻关，宝鸡钢管不仅将连续管产品钢级从CT70提升至CT150，还开发了2205双相不锈钢等耐蚀合金连续管，以及非金属连续管等高端产品。开发的BJC-I、BJC-II型系列特殊螺纹套管，高钢级大口径系列输送管等高端油气管材，在提升油气井作业效率和寿命、降低油田生产成本、满足苛刻服役环境等方面大显身手，成为油气资源开发和输送的装备利器。
  随着我国新能源的快速发展和双碳目标的落实，宝鸡钢管联合玉门油田、青海油田等单位，协力破解勘探开发、工程技术、提质增效等方面的瓶颈和难题，共同推进石油管工程和新能源业务在上游规模应用。
  “从工厂到井筒”拓展服务型制造新天地
  宝鸡钢管把连续管“制造+服务”作为四大结构优化工程的重中之重，一方面坚持系列化产品保供，另一方面坚持服务创造价值，深度融入上游勘探开发。
  在资源丰富的黄土高原，宝鸡钢管提供的CT110钢级、直径50.8毫米、长度9000米对焊连续管，解决了长庆油田超深井勘探开发用大口径超长连续管的需求，顺利完成通洗井、射孔作业。这一“管管对接”创举，解了致密油、致密气、页岩气超深井勘探开发的燃眉之急。
  在东北的黑土地，宝鸡钢管井下作业服务队为大庆油田完成测井、通洗井射孔、拖动压裂作业服务。自此，宝鸡钢管油田服务业务“自有设备+人员+施工”一体化服务实现“零”的突破。
  宝鸡钢管全力推进“井筒一体化”服务。BJC型特殊扣套管实现油田100余口井浮箍、浮鞋、循环接头等管柱附件螺纹加工，保障了油田企业的管柱统一。直径139.7毫米、壁厚9.17毫米BJC-I型特殊螺纹套管成功应用于亚洲陆上第一超长水平井——长庆油田华H90-3井。
  潮涌催人进，风正好扬帆。宝鸡钢管锚定建设“国内第一、国际一流”专业化钢管制造服务商战略目标，不断加强基础研究，不断开展重大科技工程攻关，不断攻克关键核心技术，着力打造高端油气管材领军企业，用高水平科技自立自强支撑引领高质量发展的美好未来。（杨宏智）
  技术利器》》》
  高连接强度高气密封特殊螺纹技术
  攻克等管体强度及气密封性能套管特殊螺纹设计制造技术，为国内首个通过最高等级（四级）评价的125ksi以上钢级的特殊螺纹，实现工业化应用，为高压深井、长水平井油气高效开采提供了新的装备利器。
  高钢级SEW管材关键技术
  基于国内首条SEW油套管生产线，突破高钢级、高韧性、高尺寸精度SEW管材制造技术，实现批量化规模应用，引领了国内焊接钢管制管技术的发展。
  高强高塑管材技术
  突破超高强度连续管管材设计及制造关键技术，实现工业化应用，达到国际领先水平。
  耐蚀合金管材组织调控技术
  攻克集双相组织调控、消除金属间析出物、降低焊缝硬度为一体的耐蚀合金管材组织调控技术，为耐蚀合金连续管产品研发提供了理论依据。
  高能束激光焊接技术
  形成一整套高能束激光焊接制管关键技术，为高合金连续管生产线建设提供强有力的工艺技术支撑。
  新一代X80大口径厚壁螺旋管关键技术
  在全球首次突破高强度X80、特厚21.4/22毫米螺旋管材制造技术，实现大规模工程化应用，引领了世界X80厚壁螺旋管制造技术发展。
  低温环境用埋弧焊管关键技术
  在国内率先攻克站场低温环境（零下45摄氏度）用高强度X80厚壁30.8毫米直缝管材制造技术，实现工程化应用，满足高寒地区管道特殊服役要求。
  耐油品溶胀高分子管材技术
  掌握耐油复合管材料匹配和管材结构设计技术，形成集输油RTP的关键制造技术，填补了集团公司在该装备制造技术领域的空白。（徐凯整理）
  技术专家说》》》
  毕宗岳宝鸡钢管公司首席技术专家
  工欲善其事，必先利其器。油气勘探开发、储运、加工等每个环节都离不开技术先进、性能可靠的石油装备。
  随着我国油气开发面临“深低海非”等苛刻条件，对油气管材性能提出更高要求。例如近几年，我国深井、超深井数量增加40%以上，需要强度级别更高的油管和套管；页岩气开发采用体积压裂和钻磨桥塞，需要耐高压、抗套损、高密封螺纹套管和高强度连续管等；“三低”油气田开发则需要性价比更好的油气管材和石油装备；海洋领域需要优异的耐蚀性和抗疲劳性能管材。以上这些苛刻环境下服役的高性能管材，都需要通过技术创新来实现。
  宝鸡钢管作为专业化石油管材研发与制造企业，通过近几年的技术创新和结构调整，石油管材产品更加丰富齐全，高端产品种类繁多，实现了从钻完井、修井到油田地面集输、长距离油气输送在内的几乎所有石油管材全覆盖，包括油套管、连续管、输送管等。同时，通过开展“制造+服务”业务，为用户提质增效提供了更好的支撑。
  随着我国新能源的快速发展和“双碳”目标的落实，长距离二氧化碳超临界输送、埋存或注入用管材，掺氢和纯氢输送管材，地热开采用管材，深海油气开发或输送用管材，天然气水合物开采用管材以及6000米及以上超深井、超长水平井、高腐蚀井、老井等更加苛刻环境下的服役管材，都需要进一步加大新材料、新工艺等的研发和攻关力度。
  因此，宝鸡钢管必须紧紧围绕集团公司战略布局，依托国家石油天然气管材工程技术研究中心技术创新能力，通过上下游一体化研发，抢抓新能源和高端石油装备发展的新机遇，在打造高端、智能、绿色管材方面争取新突破。（徐凯整理）
  合作伙伴说》》》
  保障连续油管作业安全
  宋丹川庆钻探工程公司井下作业公司连续油管作业公司副经理、高级工程师
  宝鸡钢管公司生产的连续油管在我们作业公司已经应用了10年以上，从CT80、CT90、CT80S、CT110到CT130钢级等，满足了川渝地区连续油管绝大部分应用需求。目前，我们使用的连续油管全部为宝鸡钢管的产品。
  在2英寸连续油管应用初期，我们主要使用的是CT90钢级连续油管，但其性能偏低，在页岩气区长期高强度、高压力环境下应用，造成使用寿命短、油管失效频发等问题。如果想使用CT110钢级连续油管只能靠进口，采购往往需要一年左右时间，给生产组织带来诸多不便。
  从2016年开始，我们公司使用的国产CT110连续油管产品，就是宝鸡钢管自主研发的。通过几年的应用，我们认为其质量稳定，性能参数达到国际领先水平。特别是近年来随着川渝地区深层页岩气开发的力度加大，作业时井口压力长期超45兆帕，作业井深最深近7000米。在这样的应用环境下，宝鸡钢管生产的CT110钢级连续油管疲劳性能表现优秀，油管失效等异常现象显著减少，凭借其良好的质量口碑，成为页岩气开发的“标配”，为连续油管作业安全提供了有力保障。（郜飞整理）
  走进一线》》》
  敢啃“硬骨头”的“白大褂”
  “掌握了关键核心技术，解决油气勘探开发的急需，我们的付出都是值得的！”4月8日，获悉宝鸡钢管自主研发的小规格BJC-II型特殊螺纹套管已发运玉门油田和辽河油田，保供长庆油田的4000吨正在紧锣密鼓生产的消息时，项目长杨晓龙的脸上露出了欣慰的笑容。
  尽管从项目立项至今已过去近两年时间，但研发进程中的一幕幕仍令他和团队的每一个人记忆犹新。
  “普通API圆螺纹和偏梯螺纹由于自身结构的弱点，在页岩气等高压井作业时易发生跳扣、滑脱甚至泄漏现象，我们得尽快研发出具备良好强度和密封性能的高端特殊螺纹油套管产品。”杨晓龙盯着电脑上正在进行的有限元分析，对同事汪强说。研制出集团公司自主知识产权的高等级特殊螺纹管材，是科研人员的使命担当，无论如何都要啃下BJC-II型特殊扣套管制造技术这块“硬骨头”。杨晓龙暗下决心。
  然而，项目攻关期间，新冠肺炎疫情来袭，为了保证进度，项目组成员一边密切配合进行特殊螺纹接头结构设计、有限元模拟计算，一边利用各种通信方式与生产一线、刀量具厂家反复沟通试制原料等细节问题。
  “这次跟咱原来研发的规格相比，尺寸是小了，但难度一点都不小！”“是啊，这绝不是比例缩小那么简单，所有参数都要重新设计……”技术分析会上，大家讨论热烈。
  “咱们要当敢啃‘硬骨头’的人！”在杨晓龙的带领下，团队拧成一股绳，数十次修改图纸、数百G批量计算、“沉浸式”调试程序……终于，一块块“硬骨头”被成功拿下。项目组攻克了结构完整性与密封性主体结构设计、极限试样试制、实物评价试验、工业化移植等一系列关键核心技术，创造了小规格特殊螺纹套管新产品“当年立项、当年研发、当年通过第三方评价试验”的历史性突破，既实现了BJC-II型特殊螺纹产品的规格系列化，又成功开发出解油田燃眉之急的“硬核”产品。
  “Φ88.9毫米特殊螺纹油管开发项目进入攻关阶段，咱们继续撸起袖子加油干！”4月12日，杨晓龙和同事们再次投入到紧张的“战斗”中……（杨宏智田永强）