万米钻机诞生记

牟宝川

改革开放40年来，我国石油工业在党的领导下取得了瞩目的成绩，石油工业的快速发展，使国产技术装备的自主创新能力不断增强，在改革创新时代中成长的——宝石机械公司依靠科技创新，为中国石油工业的发展提供了數以千计无坚不摧的“金刚钻”，其中的“王者”，当属我国首台具有知识产权的12000米特深井石油钻机。

12000米特深井钻机是世界上第一台数字变频超万米的特大型钻机，也是当时全球技术最先进的特深井陆地石油钻机，它不仅填补了国内空白，在国际上也属领先水平，其技术指标均比此前美国生产的全球仅有的一台12000米钻机先进。

2011年3月，“探地神针”12000米钻机在参加“十一五”国家重大科技成就展时，受到了习近平、胡锦涛等党和国家领导人的关注与好评。

傲然问世 冠居全球

还记得2007年11月16日这个特殊的日子，一个被喻为中国石油钻采装备制造的“航空母舰”、挑战入地极限“利器”的诞生，让“中国制造”再度成为世界瞩目：国家“863”计划重点课题项目——12000米特深井石油钻机在宝石机械公司研制成功。

这一“爆炸性”消息一经发布举世哗然，以新华社、《人民日报》、中央电视台为代表的500多家媒体集中进行了报道或转载。

2011年，集20项专利技术于一身的12000米特深井钻机喜获国家科技进步二等奖；该钻机还被列入中国企业新纪录20个重大创新项目之一和首批“国家自主创新产品”。

12000米钻机钢结构塔式井架高达52米，相当于20层楼房，重达数百吨，能在55摄氏度高温的赤道和零下40摄氏度的极地环境下正常工作，并能根据工况自动加减速、刹车、报警，使钻井作业的智能化水平和安全系数大大提高。

它的成功研制，把我国陆地和海洋深水油气田、大位移井及其它复杂油气田超深油气藏的勘探开发水平提高到了一个新的层次，使我国成为世界第一个独立研制并拥有该级别交流变频陆用钻机的国家。

“上天不易、入地不难”

“上天入地”是人类千年来的梦想。但是万米以下的地层，高达200多摄氏度的地温，以及相当于万米海底的压强，钻探时钻机动力传递等诸多问题难以逾越，因此有人感叹说：“上天不易入地难”。12000米钻机研制成功，为中国叩问万米以下超深地层，成就地学强国之梦提供利器。

中国著名钻井专家孙宁这样评价道：“12000米钻机的诞生，将为石油地质专家神往已久的我国超深层油气勘探开发，提供有力的装备保障。”

纵观石油勘探史，钻机每一次升级都会带来勘探的新发现。在我国，1200米、3200米机型成为主打钻机时，发现了大庆、胜利、辽河等油田；5000米钻机投产后，发现了吐哈鄯善油田、四川广安气田；7000米钻机登场，又有塔里木、大庆徐家围子等一批油气田被先后发现；12000米钻机的问世意味着人类叩问入地极限的庞大工程正式启动。2011年9月，中石化使用12000米钻机，钻出了我国埋藏最深的大型海相气田——元坝气田，气田深度超过7000米。

“产品的超前研发，要看得准、想得到、有胆识”

12000米钻机的研制成功，成就了许许多多业内专家的梦想、更圆了百万石油人的梦想，在这艰辛付出的背后却隐藏着一个个不为人知的故事……

2005年下半年，中石化就12000米特深井钻机的研制在国内外进行考察调研，时任宝石机械公司副总经理兼总工程师的王进全得知这一消息后，坚定地说：“我们要做12000米钻机。”当时身边的设计人员个个瞠目结舌。要知道，当时陆地用12000米钻机仅有美国在20世纪80年代生产过一台，国产的9000米钻机尚在研制中，而他却凭借对公司研发能力的判断和卓越的胆识，毅然决然地组织科研人员投入到12000米钻机方案的制定中。

在宝石机械公司的积极努力下，国家科技部于2006年初启动了将12000米钻机研制列为国家“十一五”863计划重大项目的立项论证工作，中国石油在2006年将该项目列入重大专项研制项目。

“对于产品的超前研发，一定要看得准、想得到、有胆识。”王进全这样说。正是因为宝石机械科技人员的超前介入、超前研发，以及敢想敢干的工作态度，才有了后来“探地神针”的横空出世！

2004年，宝石机械在研制9000米钻机时，因不具备生产该钻机的关键部件，向美国一家钻机设备制造公司订购，对方不仅要价高昂，还以种种理由拖延交货，交货时间比合同约定时间晚了一年多，严重影响了工程进程。国外技术垄断的“切肤之痛”使王进全更加深刻地认识到，自主创新能力差就会受制于人。

在12000米钻机研制项目立项之初，王进全就下定决心：从钻机的总体设计到关键技术研发、核心部件的研制都必须自力更生。在他的主持和积极推动下，12000米钻机的关键部件全部实现了国产化，大大提升了公司的钻机配套能力。他率领的12000米研发团队荣获“十一五”国家科技计划执行优秀团队称号。

“困难虽多，可标准绝不能低”

2007年初冬的日子里，时任宝石机械公司技术中心钻机室主任的贾秉彦，总爱去公司钻机试验场上转一趟，看着蓝天白云下，高高耸立的井架，他疲惫的脸上总会露出舒心的笑容，他是12000米钻机的主设计者。

2005年，作为9000米钻机的主设计者，他还未来得及长吁一口气，品尝一下成功的喜悦时，12000米钻机的设计任务又压在了他的肩上。不善言辞的贾秉彦什么也没说，只是带着钻机室60多人的研发团队迅速投入工作。

这是一个前无古人的浩大工程，当时全球仅美国有一台12000米钻机，可谁也没见过。虽然有9000米钻机的研制基础，可是12000米钻机的井架、大钩、转盘等部件，比以前的钻机大了许多，量变引起质变，部件的工作原理、设计思路都得另辟蹊径。

“困难虽多，可标准绝不能低。我们必须瞄准国际先进技术水平。”贾秉彦这位机械加工专业出身、又在机械加工行业工作了17年的知識分子，对研发团队提出了要求。他亲自负责钻机主要技术参数的确定，各部分的配套方案，传动系统整体设计。

贾秉彦认真做好市场调研，无数次走访油田与用户沟通，一次一次地上北京找石油行业的专家讨论，上网查找技术资料。钻机的主要参数反复修订多次，才最终敲定最优方案，拿出了“12000米钻机专项计划和质量计划”，得到业内专家的高度评价，被确定为国家“863”计划“先进钻井技术和设备”的重要课题之一。

由于压力太大，加之经常加班到凌晨一两点，这样高强度的工作，让有高血压的贾秉彦经常头晕，一晕就必须吃降血压的得高宁，等钻机研制成功后，两年时间竟然吃了8瓶，而之前一年也吃不了两瓶。

众志成城 打造出亚洲最大转盘

“没想到这么难的一个转盘竟让我们给做出来了！”说到最后，面前这个穿着旧毛衣、瘦瘦的老人竟孩子般得意地笑起来了，笑得开心极了。

2006年5月，即将到龄退休的宝石机械公司高级工程师刘志学却愁得夜不成寐。

那年春天，12000米钻机需要一个直径1.96米的高精度弧齿转盘。这是钻机的核心部件之一，靠它动力才能传递到万米地下。加工这么大的转盘，他们找遍了全国都没有人能接这块“烫手的山芋”。

“我们自己干！”曾经多次参与过宝石机械公司重大项目、具有多年转盘制作经验的刘志学说出自己的想法。

可宝石机械的弧齿铣加工转盘最大直径是1.6米，差之甚远。要想加工在国内也是别无选择。领导研究后认为在确保安全的情况下，可以一试，于是成立专项攻关小组，并把这副重担交给了经验丰富的刘志学。这样，退休后的刘志学只在家里呆了一星期，又被公司请了回来，同时请回来的还有他的师傅、高级技师谢天增。

刘志学说：“其实，当时我还是有过犹豫的，因为一旦失败，我将抱憾终生。可是退休时能为厂里做一件大事，这也是我最大的心愿。”有着20年党龄的刘志学还是接受了这个任务。

于是，刘志学和他的师傅谢天增以及自己的弟子徐强师徒三代携手攻关，从齿轮参数、设备参数、工艺参数、刀具参数等方面进行深入研究。为了保证设计需求，他们经过反复计算确定了齿轮参数，并针对工艺和刀具进行了重点攻关。

经过50余天的不懈努力，他们师徒三人克服了高温带来的机床液压失效等困难，终于加工成功12000米钻机用ZP495转盘大弧齿轮，经过检查，接触区达到设计要求。按照试验大纲要求装机试运转试验，噪音、温升等指标均达到了设计要求，ZP495转盘弧齿锥齿轮研制取得了圆满成功。

一个亚洲最大的转盘由此诞生，这在国内机械制造行业、在石油系统都是前所未有的奇迹。

还有钻机井架主设计李厚岭、6000马力超大绞车主设计者之一姚爱华、钻机底座主设计李治平，他们都用自己的智慧在12000米钻机上创造了一个又一个“第一”，自主创新让这部钻机的核心部件基本实现了国产化。

今天，中国在石油勘探和开采技术领域的技术创新实力世界瞩目，自主技术实力的进步为“走出去”奠定了坚实基础，国产石油装备也完成了从1200米钻机到12000米钻机的华丽转变，国产万米钻机更是成为石油勘探开采领域摧城拔寨攻坚克难的排头兵。国家科技部原副部长王伟中曾自豪地说：“12000米钻机是一个扬国威、长志气的项目，我们太需要这样鼓舞人心的例子了。”