甘坐10年“冷板凳”研發(fā)出國產(chǎn)化鉆頭，帶隊解決世界級難題——深海油氣開采中的管柱安全問題，科研成果轉(zhuǎn)化產(chǎn)值超100億元……這些成績的締造者就是成都理工大學(xué)教授劉清友。

過去30年，他一直在石油機械領(lǐng)域耕耘，突破多項鉆頭關(guān)鍵技術(shù)，逐漸成為我國石油機械領(lǐng)域?qū)W科帶頭人之一。

因在專業(yè)領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn)，近日劉清友被授予2020年度何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎。

談及獲獎，劉清友說：“獎項只代表過去。‘鉆研’是永無止境的，我將繼續(xù)帶領(lǐng)團隊勇攀高峰。”

以實驗室為家

油氣行業(yè)有句行話：“鉆頭不到，油氣不冒”。一家油氣企業(yè)只有掌握了鉆頭技術(shù)，才能在行業(yè)內(nèi)擁有話語權(quán)。

上世紀(jì)80年代，鉆頭等油氣裝備大部分依賴進(jìn)口，我國油氣開采因此非常受限。1995年，美國提出開展鉆頭及鉆柱系統(tǒng)仿真研究，劉清友以此作為博士論文研究課題，開始從事相關(guān)科研工作。

“我們既要建立自己的理論體系，也要建立自己的實驗裝置驗證理論。”劉清友告訴記者，“當(dāng)時，只要有一個程序調(diào)不順，我腦子里就會一直琢磨這個事，根本睡不好覺，直到程序調(diào)試通過。”

為能早日實現(xiàn)鉆頭國產(chǎn)化的目標(biāo)，劉清友開始“駐扎”在實驗室，每天總是第一個到，晚上最后一個離開，甚至連續(xù)3個春節(jié)都沒回過家。

功夫不負(fù)有心人，1999年4月該課題研究的仿真程序成為我國向國外轉(zhuǎn)讓的第一個鉆頭技術(shù)。

此外，在研究期間，劉清友發(fā)現(xiàn)此前國內(nèi)外研究人員在設(shè)計鉆頭時，沒有考慮到鉆柱振動、地層變化、井眼軌跡等對鉆頭性能的影響。于是，劉清友在后續(xù)研究中加入這些變量，構(gòu)建出“鉆頭—鉆柱—巖石系統(tǒng)動力學(xué)模型”和“鉆頭動態(tài)設(shè)計分析方法”。

隨后，劉清友團隊與企業(yè)合作，成功研制出100余種具有世界先進(jìn)水平的牙輪鉆頭和深部難鉆地層個性化鉆頭，打破了國外在該領(lǐng)域的技術(shù)壟斷，并形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。

6個月完成千余種交叉實驗

近年來，世界海洋油氣開發(fā)的戰(zhàn)略重點，逐漸由淺海轉(zhuǎn)向深海。2008年，國外已具備3000米水深的鉆采技術(shù)，我國卻只做到500米。當(dāng)時，我國迫切需要掌握“超深水鉆井技術(shù)”，以實現(xiàn)油氣開發(fā)向深海進(jìn)軍。

面對這一需求，2008年“海洋石油981深水半潛式鉆井平臺”（以下簡稱“海洋石油981”）項目啟動。劉清友帶領(lǐng)團隊參與到其中，他們?yōu)轫椖拷�立了深水、超深水隔水管系統(tǒng)耦合動力學(xué)模型，屬世界首創(chuàng)。

在此期間，他們還研制出世界上首臺“深水鉆井隔水管力學(xué)性能實驗測試裝置”（以下簡稱實驗測試裝置），編制了深水鉆井隔水管設(shè)計手冊，制定了深海鉆井安全操作準(zhǔn)則。

實際上，在研制實驗測試裝置之初，劉清友團隊幾乎找不到可參考的文獻(xiàn)資料，為此他們在近6個月時間，進(jìn)行了千余種交叉實驗。

2012年5月9日，中國首座自主設(shè)計、建造的第六代深水半潛式鉆井平臺“海洋石油981”在南海海域正式開鉆，最大鉆井深度達(dá)萬米，最大作業(yè)水深達(dá)3000米，可抵御200年一遇的臺風(fēng)，打破了國外在這一領(lǐng)域的長期壟斷。

據(jù)悉，劉清友及其團隊?wèi){借在該項目中取得的研究成果，獲得2014年度國家科技進(jìn)步獎特等獎。

實現(xiàn)更多從0到1的突破

談及入行初衷，劉清友跟記者談起兒時舊事。“小時候，一支石油地質(zhì)勘測隊曾借住在我家。打井時，他們抬著井架、徒手操作，干得特別辛苦。”他說，“我后來常想，怎么能讓他們干得輕松一點。”

或許，從那時起“能源強國”的種子就已植入劉清友的心中。

科研工作之外，作為成都理工大學(xué)校長，劉清友還承擔(dān)著培養(yǎng)人才的重任。“高校的職責(zé)之一就是立德樹人，在人才培養(yǎng)方面，要把科學(xué)研究與經(jīng)濟社會發(fā)展結(jié)合起來，要引導(dǎo)學(xué)生將自己所學(xué)服務(wù)社會。”劉清友對記者說。

此外，在推進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化方面，劉清友也交出了亮眼的成績單。他和團隊的系列研究成果已在10余家鉆頭骨干企業(yè)轉(zhuǎn)化，并主持生產(chǎn)三大類十余個系列20余萬只鉆頭，相關(guān)產(chǎn)品占有90%的市場份額，暢銷國際市場，累計產(chǎn)值超100億元。

如今，劉清友已56歲，但他的干勁兒一點也不比年輕人少。“我還要繼續(xù)帶領(lǐng)團隊，更加堅定地搞科研，努力實現(xiàn)更多從0到1的突破。”他說。