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阮福明致力于研发中国自己的海底勘探装备,助力中国深海油气勘探。
全球超过70%的油气资源蕴藏在海洋之中,其中超40%来自深水,即水深超过300米的水域。这个水域是未来全球油气资源的主要接替区和争相开发的重要战略区。但要想叩开深水油气资源开发的大门,首先要找得到,要知道海底的油气资源究竟在哪里。
深海物探装备尤为关键。我国首套自主研发的高精度海洋拖缆地震勘探采集装备——“海经”系统,就是其中的佼佼者。它的“火眼金睛”可以穿透3000米水深,还原海底复杂的地质结构。
在“海经”系统研发团队技术带头人、中海油服物探事业部首席工程师、“中央企业劳动模范”阮福明的眼里,“海经”采集的每一道地震波,都可能记录一次勘探机遇。但是,这些现在看来唾手可得的宝贵信息,在他刚加入中国海油的时候却像是一座大山,把中国海洋物探压得无法翻身。
矢志探海 坚守初心
在海洋深处,有着许多我们不知道的秘密。除了水生生物之外,还有暗礁、河道、火山、沟壑等不同的地质构造。在一些海底地层的孔隙中,则蕴藏着宝贵的油气资源。
都说“找油找气、物探先行”。海上石油勘探工作,就像是开着船给海底做CT扫描。通过这种扫描,可以得到一张标注着油气埋藏具体位置的地图。
2002年,在中国科学技术大学攻读博士的阮福明,有幸加入到了学校与中国海油合作的“863”课题,人生第一次登上了物探船。
他看到了满屏闪烁的数据,看到了船尾拖拽的长长电缆,还有眼前一片辽阔的大海。他深深地感到国家真的强大了,自己也能一展所长。
“船上的物探关键装备严重依赖进口,核心技术一片空白。每年不但要花费高昂的资金购买设备,而且技术参数和功能还要受到限制,让中国海上物探人对深海深层地质资料的获取望洋兴叹。”物探船船长向他介绍。
这一番话深深刺激到了他。临下船时,船长开玩笑般逗这个年轻人:“干啥也别干物探,要学的东西太多,要干的活儿太苦!”
“那您怎么还要做这行?”阮福明问。船长意味深长地望向远方的蔚蓝:“自己家的海,终究还得靠我们自己!”
那一刻,在阮福明的心里埋下了一颗种子——一定要为物探船装上“中国心”。
下船后,阮福明全身心地投入到了中国海油“863”课题。此后的两年多,北京、燕郊、塘沽,阮福明不知往来了多少次。
面对研究任务紧、人手短缺等困难,阮福明没有被吓退。他吃住在实验室,不分昼夜地与数据和资料打起了交道。无数个寂静的夜晚,灯火通明的实验室里闪动着他忙碌的身影。他翻阅了300多篇外国文献,编写了上万行的软件代码,修改的电路图纸堆了半米高。他带上行李再次登上了物探船,和船上工程师们吃住在一起,研究物探设备的运行。
2005年,阮福明临近毕业。毕业前,他终于取得了重要研究成果——在实验室做出了系统样机。这也是“海经”系统最早的雏形。
拿到了自主海上物探装备研发的敲门砖,一时间他收到了多家知名高薪外企的橄榄枝。这时,阮福明的导师找到他:“福明啊,中国海油非常希望你能留下来继续做国产物探装备。课题组的专家们非常认可你,你要不要考虑一下?”
“课题组的专家们认我,更重要的是海上一线的兄弟们认我!”阮福明把心一横,干了!做国产就做到底!
随后,阮福明成为了中海油服设立博士后站点的第一个博士后。
攻坚克难 埋首铸剑
从“海经”系统样机到实现设备产业化、再到最后真正的列装,前面还有非常漫长的路要走。
一方面,设备要投入实际使用,需要完成多次海试。相较于单个装备,成套装备需要彼此配合,设备稳定运行的难度成指数级增长。
另一方面,高精尖装备需要高水平的加工制造能力。但当时国内的基础制造业并不能达成产业化生产的要求。
以“海经”水下勘探电缆为例。一根电缆从诞生到能够使用,通常要经历至少三次大型海试。当时,海洋地震勘探拖缆成套装备的研发在国内尚属首次,研制工作云山雾绕,困难重重。
面对如此庞大复杂的科研项目,有些同事没有信心,不敢上。“搞科研一定要有‘明知不可为而为之’的勇气。”阮福明经常用这句话鼓励团队。他知道,要完成这个看似不可能完成的任务最重要的就是信心。
给阮福明留下最深刻印象的,是2009年冬天的那次海试。当时,正值自主装备走向试生产应用。他带队进行了一次关键海试。
海试期间,适逢渤海三十年不遇的大寒冬。甲板上经常是零下二十多摄氏度,冷风带着冰碴往脸上砸。拖缆中的芯线因低温变脆破裂造成了漏电,海试效果非常差。
阮福明安慰技术团队,失败没什么丢脸的,但因为害怕失败就放弃国产化才是最丢脸的。他们憋着一股劲,跟后甲板的船员们一起工作、解决问题。
白天收放了十几次电缆,技术团队累得站不住了。有的同事刚进更衣室,不到十秒就靠着墙角睡着了。其他人都劝阮福明,让他赶紧休息会儿。阮福明却擦了擦汗,提醒他们别着凉,自己继续带着夜班的同事干活。“我少休息一会儿,就能多干一会儿,问题就能早点解决。”
在那一百多天里,昼夜颠倒,不断尝试,阮福明没有离开过一步。每次失败时,他都会在心里鼓励自己:再试一次,哪怕再失败一次,也要比上一次失败做得好一点。
最终,这次海试交出了一份及格的答卷。过程很煎熬,问题也很多。但对阮福明带领的“海经”技术团队来说,却是一笔特殊的财富。“它能推着‘海经’往前走,而且会走得更远!”
后来的每次海试,阮福明都会带领技术团队跟着船队一起出海,把一根根一百多米长的勘探电缆拖上船。就是在这样一次次的海试之中,“海经”水下勘探电缆的产品性能不断提升。
经历了从“油缆”到“胶缆”再到“固缆”三代产品的技术攻关和迭代后,“海经”水下勘探电缆成为海洋物探装备国产化的标志性成果。但在技术团队看来,研制出了一根性能优越的电缆还算不上成功。“单根电缆的性能再好,也不能保证整套设备工作时的稳定性。”这也是成套装备的复杂性所在。
久久为功 善作善成
2014年,国际油价断崖式下跌。全球物探市场一片惨淡,行业发展进入了低谷。
“海经”研发团队没想过放弃。因为他们知道,要看清海底地层离不开高精尖装备。与其等别人给,不如靠自己造!
一路走来,他们始终坚信,再艰难的路,他们也能走也一定能走得通。有可能,他们这一代研发人会苦一点,但他们的后来者就可以少走一些弯路,一定不用再吃这些苦了。
问起在“海经”系统装备产业化过程中最艰难的事,技术团队成员坦言,核心技术上的难题、海试过程中的艰辛和成功前一次又一次的失败,是装备产业化过程中不断经历的痛苦的事情。
“‘海经’综合导航系统刚刚海试的时候,经常收到现场反馈,说定位精度不够稳定。”阮福明回忆。那是一段颇为痛苦的时光。因为装备面临的复杂海况,导致系统接收的定位数据质量不理想,出现了不少异常情况。
高端海洋油气装备往往拥有复杂的工艺、庞大的系统,在产业化初期不可避免地要经历不稳定的阵痛。这也是许多新型设备走向实际应用的过程中逃不开的问题。
“可能开始会曲折一点,问题会多一些,却是一个提高自有装备水平的机会。”阮福明和研发团队没有放弃,而是根据海上现场对装备的真实反馈不断优化改进。
几经坎坷,研发之路终于迎来了日出。
随着“海经”震源控制系统、“海经”拖缆采集系统、“海经”拖缆控制与定位系统、“海经”综合导航系统的相继问世并投入试验,“海经”拖缆成套装备的完整性不断提高。
“海经”系统终于通过了国家验收。与进口装备相比,“海经”采集到的地震资料识别度更高,可透过3000米水深精细刻画万米地层的复杂地质结构。装备整体性能满足了当前海洋石油勘探的要求,成为了海洋物探装备国产化的标志性成果。
2022年9月,“海经”系统整体列装到12缆深水物探船“海洋石油720”上,为物探船装上了“中国心”。
2023年10月,“海经”系统在我国首次实现了3000米超深水勘探,打破了我国海洋三维地震勘探作业最大水深纪录,填补了国内空白。
2024年3月,“海经”系统首次在国际上提供技术服务,成功完成了印尼海域1800平方千米的地震勘探,为解决海外地质勘探难题提供了中国方案和中国技术。
今天,“海经”系统使我国成为全球第三个拥有这类装备技术的国家。
当妻子拿着手机让他看央视报道的“海经”新闻时,阮福明不禁热泪盈眶。回想这20年,他看儿女的时间没有看图纸多,陪爱人的时间没有出海试验的时间多……太多的舍与得、太多的苦与乐,终于换来了中国深水物探船搭载着自己的装备开赴深海。
有了20年深厚的技术积累和产业化经验,阮福明带领团队又研发成功了以OBN为代表的海底勘探装备“海脉”。
“海脉”是当前国际物探行业的重点发展方向之一,作业方式灵活、适应水深范围大,可应用于油田复杂障碍区和地质油藏条件复杂区,能够获得全方位、高保真数据。
“希望它能够成为又一颗闪亮的‘中国心’。”阮福明想起了多年前,“海经”拖缆设备海试成功的时候,团队成员们给自己立下了人生愿望——用自己的装备,在中国深远海照亮原本漆黑一片的海底。
责任编辑:陆晓如