由冶金行業(yè)和石油行業(yè)的共同努力,油井管生產廠和研究院所的聯(lián)合攻關,在我和我的團隊的艱苦工作和巨大付出下,國家重點企業(yè)開發(fā)項目“高質量油井管開發(fā)”在短短幾年時間便取得了巨大成功。并按項目任務開發(fā)了高抗射孔開裂套管、高抗擠套管和抗硫油套管。
為了在全國推動非API油井管的開發(fā)與應用,我通過中國石油天然氣集團公司(以下簡稱中油集團)咨詢中心立項,開展多項專題研究,在業(yè)界發(fā)表研究成果及論文數(shù)十篇,奔赴各地做了30多次與油井管相關的學術報告。
1997年,我在中國金屬學會成立40周年學術報告會上,代表石油行業(yè)做了特邀報告:“石油工業(yè)對石油管的技術要求與對策”,指出:
油井管不屬于一般的冶金產品,而是在碳鋼或低合金鋼無縫管或ERW焊管的基礎上,經過深加工的具有高附加值的機械產品。油井管在石油工業(yè)中的重要地位不僅表現(xiàn)在用量大、花錢多,更主要的是其質量對石油工業(yè)關系重大。油井管質量低劣將引發(fā)惡性事故,造成巨大經濟損失,導致嚴重后果。冶金、石油兩大系統(tǒng)聯(lián)合攻關,雖然使石油管的國產化有了突破性的進展,由原來的不足5%上升到1996年的50%以上。但一些企業(yè)的生產技術水平,與工業(yè)發(fā)達國家相比還存在差距。突出的問題是:品種及規(guī)格不全,能批量生產供貨的油管和套管鋼級還較少,一些特殊用途的非API油井管國內還不能提供;產品質量波動較大,常常出現(xiàn)試生產產品質量優(yōu)于小批量生產產品,小批量生產產品質量優(yōu)于大批量生產產品的現(xiàn)象;質量控制不嚴,事故時有發(fā)生。
為進一步加速油井管國產化的步伐,我提出了技術開發(fā)和科技攻關的四個方面的對策和建議:改進國產API圓螺紋油套管螺紋連接性能;積極開發(fā)滿足特殊需要的非API標準油套管,例如用于深井和超深井的高強度油套管、高抗擠套管、抗酸性環(huán)境腐蝕用油套管、兼有耐酸性環(huán)境腐蝕及高抗擠特性的套管等等,以適應“穩(wěn)定東部,發(fā)展西部”的戰(zhàn)略實施;積極開發(fā)特殊螺紋接頭油套管。
2003年11月,中國石油學會石油工程專業(yè)委員會年會上,我應邀做了題為“油井管發(fā)展動向及幾個熱點問題”的報告。我在分析油井管服役條件和失效模式的基礎上,指出油井管失效的內在因素可大致歸結為鋼級和螺紋連接兩個問題,評述了其發(fā)展動向。指出,國際上對油井管與管柱研究熱點是:高鋼級油井管的強韌性匹配,以及膨脹管技術、連續(xù)管技術和耐蝕油井管的發(fā)展等。
2007年度的中國金屬學會鋼管學術委員會年會上,我做了“油井管發(fā)展動向及高性能油井管國產化”特邀報告,引用了大量數(shù)據,表明我國油井管產業(yè)發(fā)展迅速,已成為世界最大的生產基地;但在油井管高端產品技術領域,與發(fā)達國家還存在明顯差距,一些特殊品種,仍部分依賴進口。我呼吁國內油井管生產廠家,要調整結構,提高檔次,加強高性能油井管國產化進程,變油井管生產大國為油井管生產強國,是我國油井管行業(yè)緊迫艱巨的使命。
2008年11月20日,中油集團在西安召開了非API油井管工程國際研討會,我做了“高性能油井管的需求與發(fā)展”的特邀報告。報告在全面分析油井管服役條件變化及國內外高性能油井管的產生和發(fā)展的基礎上,結合我國油氣勘探開發(fā)對油井管的需求,提出了高性能油井管研究開發(fā)工作的建議,包括應用基礎研究的主要課題及新產品開發(fā)的方向等。
2009年5月22日,中國鋼管協(xié)會在無錫舉辦了鋼管市場分析論壇。我應邀出席會議并做了“油井管供需形勢與對策”報告。報告論述了國外油井管發(fā)展概況和我國油井管產能及現(xiàn)狀,認為國內油井管市場嚴重供大于求,而國際市場容量有限,而且我國在油井管出口貿易方面存在一些深層次問題。對此提出了應對措施的建議,包括調整產品結構,加強行業(yè)自律和行業(yè)協(xié)調,加強企業(yè)兼并重組步伐,提高產業(yè)集中度。
在當年《焊管》雜志第4、5期,我撰稿再次闡述自己的觀點和主張。作為院士,我的分析和對產業(yè)布局調整的建議是有分量和作用的。這些觀點論述,反映了我當時對油井管國產態(tài)勢急切的心情及焦慮。
一分耕耘,一分收獲,一份奉獻,一份喜悅。我和我的團隊,把春華秋實、碩果累累當作過去,繼續(xù)前行,辛勤地開拓著科研新的天地。利用自己在學術界和行業(yè)的地位和影響,利用石油管工程技術研究院創(chuàng)造的成果,以國家利益、石油開發(fā)為己任,在推動油井管國產化的進程中奉獻了一個科技專家的赤子之心。
“功到自然成”。從20世紀80年代初算起,對于油井管的攻關、研究和大力推進,我率領團隊經歷了30多年的努力,終于得到了回報。
2014年,在回顧中國油井管從弱變強的進程,感嘆中更多的是欣然,我再次撰寫了“我國油井管產業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展”。在這篇文章中,我寫道:
目前,我國油套管生產企業(yè)有三種類型。第一類企業(yè)是具有從煉鋼、制管到管加工全產業(yè)鏈的企業(yè),如寶鋼、天管、衡鋼、包鋼、鞍鋼等,產能約500萬噸,占總產能的50%;第二類企業(yè)是擁有制管(無縫鋼管或ERW焊管)和管加工的企業(yè),如寶雞鋼管、渤海裝備、孚瑞特等;第三類企業(yè)是僅進行油井管螺紋加工的企業(yè)。我國油井管生產能力已達1000萬噸,成為鋼管生產大國和世界油井管生產供應基地。天管、寶鋼的油套管產品,除覆蓋API SPEC 5CT外,已形成了完整的非API鋼級油套管系列。我國非API鋼級油套管,已能滿足國內油氣田苛刻工況的需求。寶鋼、天管、衡鋼、常寶等公司,能夠設計和生產特殊螺紋接頭油套管,我國特殊螺紋接頭的品種,基本能夠滿足需求。
這些足以說明,我國已開始跨入了油井管研發(fā)和生產強國的行列。
“三分天下”的論斷,指明了高性能油套管產品的開發(fā)方向,也帶來高性能油套管產品開發(fā)的高潮,非API標準油套管和特殊螺紋油套管等高端產品的開發(fā)在我國得到了迅猛發(fā)展。其中天津鋼管公司和寶鋼率先形成了本公司完整的高性能非API鋼級系列油套管和特殊螺紋系列油套管,西姆萊斯、衡鋼、攀成鋼、常寶等廠家隨后也都開發(fā)了相應的產品。
2012年,寶鋼和天管非API油套管產量均占工廠當年油套管總量的30%左右。寶鋼、天管代表性的非API油套管鋼級系列包括:用于深井、超深井的超高強度套管;用于寒冷地區(qū)油氣田的低溫高韌性油套管;高抗擠和超高抗擠套管;抗H2S應力腐蝕油套管;兼顧抗硫與高抗擠性能的套管;耐CO2腐蝕的油套管;耐CO2+低H2S腐蝕油套管;耐CO2+CI腐蝕油套管;耐H2S+CO2+Cl-腐蝕油套管;稠油熱采用油套管等。其中,用于深井、超深井的超高強度套管,天管的最高鋼級為TP165N,寶鋼的最高鋼級為BG165;抗H2S應力腐蝕油套管,天管、寶鋼均能穩(wěn)定生產110SS鋼級,并且開發(fā)了120SS油套管;耐CO2腐蝕油套管,除13Cr、超級13Cr系列外,天管、寶鋼都開發(fā)了適用于二氧化碳腐蝕較輕微環(huán)境的經濟型低Cr鋼油套管。如天管的3Cr、5Cr,寶鋼的1Cr、3Cr等;面對H2SCO2、CI共存的惡劣環(huán)境,寶鋼和天管都開發(fā)了鎳基與鐵鎳基耐蝕合金油套管,取代了進口。
在特殊螺紋接頭油套管方面,天管開發(fā)形成了TP-CQ等12種型式,2012年的年產量32.65萬噸;寶鋼開發(fā)了11種型式,2012年的年產量5萬噸。2012年我國特殊螺紋接頭油套管產量為56萬噸,占油套管總產量的19%。
從早期不足5%到如今的99%,從基本進口到大批出口,從每年多花幾十億外購資金到節(jié)約幾十億,我國油井管生產由極其弱小迅速發(fā)展到如此強大,不論冶金行業(yè)還是石油行業(yè)職工,都有一股強烈“挺起民族脊梁”的愛國情懷。這種情懷,形成了巨大的精神力量和物質力量。巨大的變化和成就中,也處處凝結著我和石油管材人的強烈心愿與奉獻。