发展测井成套装备,形成核心技术
测井是油气勘探开发的主体工程技术之一,测井装备是取得真实可靠的地下地质信息的必备手段。在国际上,跨国公司为求得发展主导权,非常重视测井装备的研究开发和升级换代,形成技术和市场的良性循环。在国内,为油田勘探和开发服务的先进装备都是引进的,而国产装备十分落后,突出表现为“型号多、品种杂、水平低”,难以满足市场对“高精度、高可靠、高效率”测井装备系统的迫切需要。
2002年12月成立测井有限公司,是集团公司为提高测井国际竞争力的战略举措。为此测井有限公司责无旁贷地挑起发展中国石油测井的重任。2003年初组建了技术中心,并决策在集团公司以往安排的重大科研项目基础上,进行系统集成和商品化,以高可靠、高精度、高效率为目标,积极组织开发测井成套装备,形成具有自主知识产权、标准统一、性能先进的国产测井装备品牌,以满足油田勘探开发及高精度测井成套装备更新换代的迫切需要,提高集团公司测井行业的核心竞争力。
技术中心作为测井有限公司技术支持的核心部门,在组建之初就肩负起研究开发测井成套装备的艰巨任务。可想而知,一个新组建的单位各项工作千头万绪,但是技术中心领导班子面对新形势,紧紧抓住测井成套装备研发这一工作重点。针对技术中心工作任务重、人员分散的不利状况,果断决策从湖北、陕西、河北三个省抽调50多名科研技术和管理骨干集中到西安,成立了重大科研项目组,展开了测井成套装备研发的大会战。在任务重、难度大、时间紧的情况下,我被任命为该项目组的技术负责人,主持测井成套装备的研制工作。当时,公司要求一年出样机,第二年经过现场试验后进行批量生产,以尽快装备测井队伍,取代老化的引进设备。我从事测井技术研究工作二十余年,知道该项目涉及地面井下,硬件软件,方法解释,电路工艺等方方面面,我更深知还有许多关键技术需要攻关,还有许多瓶颈问题需要解决,而公司三千余名员工正翘首以盼,时间不等人,任务不等人,我深深感受到肩负的责任重大!
人生能有几回搏,献身装备研发最光荣
2003年初,春节刚过,项目组成员就从各地迅速聚集到一起,我也从江汉来到了西安。为了确保项目进度,我带领项目组实行封闭式研究,几乎把全部时间都用在了工作上。除了吃饭、睡觉,其他时间均扑在工作上,每天从早上7点多开始工作,一直到夜里一点钟,有时困了就休息一下,醒来又接着干,周末照常加班加点,在心中可谓没有白天黑夜,没有节假日的概念。在研发初期,工作条件十分简陋,我们发扬“有条件要上,没有条件创造条件也要上”的大庆精神,没有研发场所,就在租来的民房内工作,没有调试台,就在餐桌上进行,有时甚至趴在地上做试验。在“非典”期间,我们也没有恐慌、没有退缩,继续“封闭”、坚持工作,没有地方就餐,就吃着面包、方便面,大家毫无怨言,艰苦的条件丝毫没有影响研发工作的进度。就这样,我和大家一起,克服了许多困难,在户口、住房、子女上学、配偶分居等具体问题没有妥善解决的情况下,一干就是两年。
测井装备研发涉及电子、机械、物理、数学、材料、测井、计算机等多个专业,是高技术的集成,参与人员众多,管理难度大。我感到,要保证项目研发的顺利进行,必须有一个纲领性总体方案。为做好装备研发的总体技术方案,筹建了项目总体设计组,收集和整理资料,确定技术路线和实施计划,构建装备研发总体技术方案。在技术上,坚持进行反复试验、反复验证,尤其就某些专题进行详细论证,广泛征求意见,特别是专家和现场的意见。如对综合地面系统,不仅邀请国内有关的厂家进行了广泛的讨论,还在专家指导下结合实际情况形成了地面系统的主要目标和需要采用的技术。
可靠性设计是装备研发总体技术方案的关键,由于测井装备系统组成复杂,而可靠性设计本身是一个反复迭代的过程,建立很完整的可靠性模型十分困难。为此,我们积极采取措施,邀请航天部门的可靠性方面的专家讲学,学习可靠性知识,培养可靠性设计人员,在项目组中树立可靠性理念。在各个专业组中设立专职或兼职的可靠性设计人员,对可靠性问题进行长期的跟踪和完善。在目前可靠性基础比较薄弱的情况下,要求较高的地方,直接采用军工设计模式;同时收集整理现有系统、仪器、和部件的可靠性参数,制定可靠性模型,估算可靠性指标等,制定了我们自己的测井装备可靠性实施大纲。通过我和项目组的努力,测井装备可靠性大大提高,现场试验最后的6口井都一次测井成功。
测井成套装备研制成败的关键,还在于重大技术难点的突破。补偿密度和微球型聚焦测井技术是我们多年的技术积累,都曾经是国家级新产品。在充分发挥原有技术优势的基础上,我们解决了密度滑板和微球极板复用后带来的新问题,实现了密度微球探测器的成功组合,这在国内是首创,该项技术已经申请国家专利。
为了解决复用带来的新问题,我和项目组成员一道,进行认真的设计,从微球极板的尺寸、形状到绝缘材料的配方、比例、密度、均匀性,导线焊接方式,压胶工艺,安放位置、如何密封,密度测量的校正图版等都做了周密的考虑;为了确定压胶工艺,我们往返湖北、陕西两省,联系四、五个厂家,反复验证,经过100多次的试验,才确定了现有的工艺和材料。在确定密度校正图板中,需要使用高强度的、对身体损伤很大的放射性源,为了得到准确的数据、做出正确的图版,我们进行多次、反复的测量对比,大家毫无怨言,没有恐惧,真正发扬了不怕苦、不怕死的奉献精神。
在研发过程中注重工艺和结构设计,在原有的工字型骨架基础上,改进印刷电路板的安装,在一面同时安装两层,合适的位置采用了三角形骨架,印刷电路板使用面积增加30%,长度缩短,强度增加;自行研制的7芯水密插头具有良好的密封性能;金属波纹管的使用大大提高了声系的使用寿命;完善安装工艺,减少了液压推靠器漏油现象;接插件在仪器中也是非常关键的部件,经常出现接触不良等问题,导致测井失败,造成严重后果,通过对接插件的认真分析,我们将其中的绝缘体及插针、插孔更换成新型材料,并开发出了高可靠性的接插件,从而不但保证了科研样机的质量,而且为今后的批量生产打下了良好的基础。
测井成套装备研制完成后,共申请2项专利,形成8项专有技术。
精益求精抓试验,确保产品上台阶
2004年年初,经过一年紧张而努力的工作,测井成套装备样机已完成室内调试,进入现场试验阶段。为使“测井成套装备”尽快完成试验并投产,技术中心抽调精兵强将组成现场试验队。当领导将 “测井成套装备”现场试验带队任务交给我时, 我望着摆在眼前的几十根仪器和窗外停放的重型仪器车,更加感到责任的重大。虽然现在样机出来了,可样机在几千米的井下、高温高压的复杂环境中,会出现什么样的情况确实难以预料,特别是这样一套涉及到十多种仪器的大系统,任何方面出现一丝的疏漏,都会影响到试验的成败。
为保证试验工作的有序进行,我准备了试验大纲和工作计划,向项目组全体成员讲形势、讲任务、讲目标,和项目骨干谈心,使项目组全体成员形成共识,一定要克服困难,采取有效措施,在确保安全的前提下全力以赴完成“测井成套装备”的试验任务。在长达近一年的现场试验工作中,我们转战大江南北,行程万余公里,战严寒、斗酷暑,相继在江汉、庆阳、山东、华北、靖边等地进行了20多井次现场试验。
“测井成套装备”是一个大系统,井下部分由电法、声波、放射性等十多种下井仪器组成,地面由计算机进行控制,并对井下大量信息进行及时处理和运算,现场出图,现场解释,工作难度和工作量都很大。我们虽然做了充分的准备,可是第一口井试验结果还是出乎意料,仪器不稳定、测量曲线重复不好,数值不准,温度性能达不到设计指标,问题接踵而来,此时个别人的闲言碎语,井场的艰苦环境使项目组成员产生了畏难情绪,我的心里更是沉甸甸的,吃不下饭,睡不着觉;此时,我想,我是一名党员,在困难和挫折面前,我不能退缩,不能辜负各级领导对我的期望,我如果退缩,项目就会半途而废;在领导的鼓励下,我及时召集大家开会,统一思想,正确对待初次的失败,并集思广益,认真分析查找原因,对发生的问题分门别类进行整理和分析,共列出170多个需要解决的问题或改进的地方,逐条加以整改;为了解决一个技术难点我常常工作到凌晨。信号传输短节是整个成套装备系统的神经,既是地面计算机对井下仪器控制指令的传令兵,又是井下仪器大量数据的运输线,为了解决信号传输不稳的问题,我和同志们顶着难言的压力,克服烦躁的情绪,针对现象查找原因,最后终于从改进程序、改进安装方式入手解决了根本问题,为成套装备的后续试验打下了稳固的基础。
在华北任丘试验时,正是七、八月份的高温季节,我和大家一起冒着近40度的高温,天天在井场,个个是黑皮。正当试验工作紧张进行时,儿子要参加中考,妻子打电话让我回去联系学校,我说,试验工作正在紧要关头,怎么能离开;妻子非常生气,“就你工作忙,地球离了你就不转了?走不开,就请病假嘛”;我含泪默默地放下电话,继续坚持在试验现场,怀着对妻子孩子内疚的心情连续干了四十多天。
在泉241-49井中,所测曲线的重复性和一致性都非常好,测井有限公司总经理李剑浩评价说“从没有见过国产仪器测出这么好的曲线”。在任879井中,全部过程只花了3个多小时,测井过程非常顺利,资料全部合格。
试验后期,在陕北靖边为了和引进设备作对比试验,半夜出发,当时已是隆冬季节,窗外寒风刺骨,车内寒气逼人,可项目组成员充满信心,一到井场,大家就冒着纷飞的雪花,紧张有序地开展试验工作,由于准备充分,仪器下井一次成功,干净利落完成对比试验,测井曲线不但重复性好,而且与引进设备的对比性也很好。
测井成套装备通过20多井次现场试验,尤其是后期连续6口井的试验,均一次下井测井成功;在温度150℃的井底连续工作2小时以上,仪器工作稳定;测井曲线重复性良好,与引进成像测井装备对比一致;一次下井取全所有常规测井资料,大大减少占井时间,仪器轻便,降低了操作人员劳动强度,提高了效率。经过近两年的潜心钻研、辛勤付出,终于有了满意的结果,我和项目组成员都感到无比激动,无比欣慰。
测井成套装备在2005年1月通过了集团公司组织的项目验收,被评选为“2004年度集团公司十大科技进展”。在测井成套装备研制及现场试验中,我只是做了一名科技工作者应做的工作,却受到集团公司科技发展部、测井有限公司和技术中心领导的好评, 组织上给予了我很多荣誉,被评为测井有限公司“2004年度优秀共产党员”、技术中心“首届模范技术中心人”。这些成绩的取得,是领导正确决策、广大科技人员共同奋斗的结果。在以后的工作中,我决心再接再厉,继续努力,发扬“爱国、求实、创新、奉献”的企业精神,按照“国内第一、国际一流”的要求,立足岗位争创一流、争当先锋,为中国石油测井事业做出自己更大的贡献。