20年探索创新，长庆物探攻克黄土塬世界级钻井难题。

○ 文/谭 晔 刘 斌 王玉梅

　　10月中旬，宁夏盐池县东方物探长庆物探处287队麻黄山三维勘探项目作业现场，由长庆物探处成功研发的机械化气动钻机正在紧张作业。

　　有着35年洛阳铲经历的老钻井工王方军向研发团队负责人、中国石油技能专家杨新勇说：“你们干了一件大好事，让我们打井省时省力，洛阳铲终于可以退出历史舞台了。”杨新勇开心地笑了。

　　临危受命

　　鄂尔多斯盆地黄土塬勘探面临诸多世界级难题，钻井难题首当其冲，黄土塬地形复杂，黄土山地沟、塬、峁、梁、坡纵横交织，大型钻机很难有用武之地，近半个世纪以来，只能依靠洛阳铲作业，作业效率低下。伴随长庆油田快速发展的新形势，研发黄土塬机械化钻机成为黄土塬勘探提高生产效率的关键。

　　从2000年开始，中石油集团公司、长庆油田公司、东方物探各级领导多次提出要求，要加快黄土塬勘探机械化钻机的研制，破解黄土塬世界级勘探难题。按照领导要求，长庆物探处先后和5个钻机研发团队合作，针对黄土塬钻机进行研制攻关。由于黄土塬山地地表复杂多变等多重因素，经过近20年来的攻关，黄土塬钻机仍然未达到高效、轻便，适合黄土塬山地勘探的目标要求。

　　2018年，长庆油田实施二次加快发展战略，要实现由二维向三维全面转变，黄土塬钻机成为黄土塬勘探最大卡脖子技术。黄土塬钻机研发时不我待，东方物探党委书记、总经理苟量强调，我们要加快黄土塬勘探机械化钻机的研制步伐，为破解黄土塬勘探技术难题打造新利器。长庆物探处把研发黄土塬钻机纳入勘探生产首要议事日程，组织全处装备技术研发力量，科学布局，周密筹划。

　　这时，“杨新勇创新工作室”负责人杨新勇和东方物探技能专家党小富、陈鹏三人也在合计，研制钻机我们能不能试试?杨新勇代表创新工作室向处领导请缨承担钻机研发任务，三个“臭皮匠”的想法得到处领导的大力支持，长庆物探处决定成立以杨新勇为首的黄土塬钻机研发团队，全力以赴投入黄土塬钻机研发。

　　2019年年初，一场黄土塬钻机研发攻坚战在长庆探区打响了!

　　破釜沉舟

　　常言道，隔行如隔山。按照机械制造常规程序，首先对产品要有设计理念，其次，要根据设计理念绘制产品制作图纸，最后按图索骥、加工制作，最后实现设计理念。然而，这对于维修汽车的工匠们显然是前所未有的挑战。钻机从未涉足过，更别说设计图纸，他们摸着石头过河，不按常理出牌。杨新勇说，我们是维修汽车的，就得从维修汽车中找到和钻机有关联的创新灵感。于是，他们先是到机电市场调研钻机动力系统，设想对麻花钻进行改造，结果试验失败。随后，他们从黄土塬缺水实际出发，否决了水钻设计;从轻量化考虑，分析人台钻、机械钻机各种钻机性能，找来国外各种钻机资料研读借鉴设计理念;专门到煤矿调研横向打炮眼的钻机，最后决定从气动入手。

　　时间不等人，必须打破常规，将设计与制作紧密捆绑!处长姚宗惠指示，尽快敲定制作厂商，你们就住到厂家，一起研发，一起试验!大家不约而同想起这些年始终帮助地震队焊接钻头的一家民营钻头制造企业。姚宗惠专程从西安赶赴银川拜访这个小企业，经理尹长春仗义执言：“就冲着你一个处长大老远跑来，这活我接了，就是砸锅卖铁也得把活干好。”

　　杨新勇带领研发团队骨干陈鹏等人住进厂家，边设计边加工制作。气动钻机研发制作的关键是找到适合钻机的空压机和管线，其次，本着轻量化原则，钻机自重和额定输出扭矩是两个非常重要的技术参数，为了确定这两个设计参数，杨新勇和陈鹏反复计算、查阅资料验证可行性方案常常至深夜。为了找到耐压、质量轻的输气管线，杨新勇、陈鹏等三人马不停蹄，连续三个昼夜兼程4000多千米，终于在中原地区找到了符合设计要求的输气管线加工厂，连夜加工一批输气管线，解决了轻便钻机输气管线这一重要部件。研发团队一鼓作气，集智攻关，一部25公斤钻机雏形终于完成。

　　塬上凯歌

　　2019年伊始，初战告捷。钻机在多次试验中不断改进和完善。3月中旬，研发团队再次在甘肃环县进行CQ-HTZ20A型钻机和空压机能力初次匹配试验，效果显著：单台100米气管线，24米钻深试验用时17分钟，井深突破20米大关，直接打到胶泥层。4月中旬，CQ-HTZ20B气动钻机试验与改进依托287队勘探项目继续进行，连续7天，钻井381口，进尺4014米，日最大进尺720米。

　　气动钻机试验成功，只是黄土塬钻机研发完成第一步。研发团队清楚地意识到，以往钻机研发质量太重、体积太大、搬迁困难，是导致研发失败的重要原因。从勘探生产提速提效出发，首当其冲便是“减负”问题。

　　研发团队通过深入市场调研，决定对钻杆进行轻量化改造，经过十多次反复测试，钻杆由钢管改为铝镁合金。但是，钢材质的钻杆接头与铝镁合金的钻杆如何连接又成为研发难题，螺纹连接、铆接工艺等一个个试验均告失败，杨新勇夜不能寐，苦思冥想。一天傍晚，他又跑到熟悉的钻机跟前，左转转、右看看，突然，一个液压管接头案例让他顿发灵感：液压管接头为钢制，管子是橡胶的，这也是两种不相融的材质，能不能把液压工艺运用到钻杆接头与钻杆连接中去?杨新勇兴奋不已，未及天亮，他便开上车直奔建材市场，买上铝镁合金管、加工连接头，前往压液管厂试制，通过10多次的压力调整，最终采用压制工艺成功实现钢质接头与铝镁合金钻杆完美对接。

　　今年6月，通过不懈努力，第一代黄土塬HTZ-20A型轻便钻机研制成功，整体自重和输出扭矩参数达到理想参数值;7月又相继研发出HTZ-20B型轻便钻机。

　　目前，40台套气动钻机及配套设备正在287队麻黄山三维勘探项目承担打井作业任务。研发团队负责人杨新勇在作业现场向笔者介绍，两种新型气动钻机分别重18公斤和11公斤，操作简便，钻井深度可达20米，单台钻机钻井日进尺620米，是人工洛阳铲钻井日效的7.8倍。

　　责任编辑：陈尔东

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