讓鉆機(jī)站穩(wěn)腳跟的人——記寶石機(jī)械公司高級(jí)工程師張友會(huì)

　　9月10日上午，記者終于“逮著”了對(duì)著電腦上井架模型“發(fā)呆”的張友會(huì)。剛完成了一個(gè)急要的新項(xiàng)目設(shè)計(jì)，他正抓緊時(shí)間最后審一遍圖，當(dāng)天提交系統(tǒng)。

　　張友會(huì)2004年進(jìn)入寶石機(jī)械公司。在這里，他像海綿一樣努力吸取鉆機(jī)鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的研發(fā)設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)件制作的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，逐漸成長(zhǎng)為科研骨干，先后承擔(dān)了十余項(xiàng)國(guó)家級(jí)、省部級(jí)重大科研項(xiàng)目，榮獲寶雞市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)、陜西省科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)。

　　2012年，為了助力“新疆大慶”建設(shè)提速提效，寶石機(jī)械決定研制新型9000米4單根立柱鉆機(jī)，通過增加鉆柱容量，加長(zhǎng)鉆具高速運(yùn)行區(qū)段，降低起下鉆頻次減少井下故障和復(fù)雜情況發(fā)生，實(shí)現(xiàn)省時(shí)提速的目標(biāo)。

　　4單根立柱，看似就是在常用的3單根立柱中再增加一根9.5米的鉆桿而已。然而牽一發(fā)而動(dòng)全身，增加一根鉆桿就會(huì)對(duì)鉆機(jī)起升和作業(yè)帶來巨大風(fēng)險(xiǎn)，鉆機(jī)八大系統(tǒng)中兼具承載和支撐作用的結(jié)構(gòu)件系統(tǒng)，也將面臨重大考驗(yàn)。承擔(dān)這套鉆機(jī)結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)任務(wù)的張友會(huì)感覺到了前所未有的壓力。

　　鉆機(jī)結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)要考慮井架底座自重、作業(yè)承重、配套設(shè)備重量，以及其起升后風(fēng)向風(fēng)力、地面震動(dòng)因素對(duì)安全性造成的影響，同時(shí)還要考慮制造、交通運(yùn)輸、安裝起升的各種條件限制，一個(gè)單項(xiàng)的調(diào)整，就會(huì)影響其他。

　　為了滿足4單根立柱起下鉆需要，張友會(huì)設(shè)想將井架相應(yīng)延長(zhǎng)，底座升高，這使鉆機(jī)高度達(dá)到57.5米，相當(dāng)于20層樓高，井架超過12000米鉆機(jī)成為國(guó)內(nèi)最高的K形井架。這樣高的井架，怎樣才能實(shí)現(xiàn)安全起升、穩(wěn)定作業(yè)？張友會(huì)將單片井架寬度適當(dāng)增加，并結(jié)合材質(zhì)、風(fēng)力和地質(zhì)因素，利用三維仿真設(shè)計(jì)和有限元分析，確定了最合理的材料和結(jié)構(gòu)，保證鉆機(jī)起升作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)安全可控。

　　9000米4單根立柱鉆機(jī)攻克了超高井架起升、超長(zhǎng)立根靠放穩(wěn)定性和移位等關(guān)鍵技術(shù)，2013年在塔里木油田投入應(yīng)用后作業(yè)一直表現(xiàn)平穩(wěn)，鉆機(jī)起下鉆效率提升約12%，使我國(guó)超深井鉆機(jī)研發(fā)技術(shù)邁上了一個(gè)新臺(tái)階。

　　2015年，寶石機(jī)械為中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局“海洋地質(zhì)十號(hào)”調(diào)查船研發(fā)配套首套舉升式勘察船全液壓工程鉆機(jī)，后來被譽(yù)為“海洋鉆探能手”。

　　調(diào)查船船體不大，留給鉆機(jī)的容量有限，還要實(shí)現(xiàn)海底樣本即采即送一體化功能。張友會(huì)結(jié)合船體空間，海洋作業(yè)環(huán)境的風(fēng)暴、洋流等因素，模擬了128種具體工況進(jìn)行推演和分析，創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)了類似龍門吊的門形結(jié)構(gòu)井架，最大限度地減少了井架的重量又保證井架的穩(wěn)定性。全新結(jié)構(gòu)的門形井架通過液缸直接驅(qū)動(dòng)游動(dòng)系統(tǒng)沿著井架“門框”上下運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)起下鉆作業(yè)的工作模式。既避免了海洋常規(guī)塔形井架偏高帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)，又滿足海底采樣提升后直接傳送井架旁邊實(shí)驗(yàn)室供科研人員取用的要求。

　　在承擔(dān)一系列產(chǎn)品開發(fā)的同時(shí)，張友會(huì)在國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目子課題《深水鉆機(jī)井架技術(shù)研究》中取得了突破，形成了海洋動(dòng)態(tài)隨機(jī)載荷統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的基本分析方法，總結(jié)出海洋動(dòng)態(tài)井架各載荷組合的基本原則及方法。這就像是為深水鉆機(jī)井架設(shè)計(jì)制定了一個(gè)公式，為海洋鉆機(jī)井架設(shè)計(jì)提供了一條捷徑，為后續(xù)實(shí)物產(chǎn)品的設(shè)計(jì)節(jié)省大量時(shí)間。

　　進(jìn)入研發(fā)系統(tǒng)13年來，張友會(huì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)了數(shù)十套鉆機(jī)井架底座，滿足了多種特殊工況鉆機(jī)作業(yè)需求。（江艷）

　　轉(zhuǎn)自：中國(guó)石油報(bào)

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