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印象中,博士通常在办公室或实验室,而田芳勇更多是在现场,“解决现场问题是第一位的”。

科研就是一次次翻山越岭

2024年04月26日 来源: 中国石化报  作者: 张素军 张学成
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田芳勇在创新工作室调试非承载式功图测试装置。

    张素军 张学成 文/图

    田芳勇的所在位置一直在变。过去一年,他极少出现在位于河南濮阳的办公室里。

    春节开工后不久,中原大地迎来了一场大雪。雪后初霁,田芳勇就乘车奔向了黄河南岸——那里有一口油井正在施工,他和团队要把一款自主研发的智能分层采油开关接到油管上,送入3000米的地下采集地层数据,为油藏开发提供依据。

    雪后路滑,一个小时的车程跑了两个小时。但田芳勇并不着急,他早已适应了各种工作节奏,“石油人嘛,哪有不奔波的”。

    田芳勇,中原油田石油工程研究院高级工程师,自动化控制技术专家。他牵头的项目“特大型制硫炉及余热回收关键技术与工业化应用”获得2023年度河南省科技进步二等奖、“百亿方级特高含硫天然气净化装置安全清洁生产关键技术与装备”获得2022年度甘肃省科技进步一等奖。

    给地层装个遥控开关

    提到智能分层采油开关,就要从田芳勇入行时说起。机械制造与自动化专业博士毕业后,田芳勇选择到中原油田做博士后。其间,他与油田科技人员探讨科研课题时发现,许多课题都与自己的专业相关。尽管他被驴头、毛辫子、落鱼等石油行话弄得云里雾里,还是挡不住那颗跃跃欲试的心。

    3年后,田芳勇博士后出站,首个科研课题就是智能分层采油技术研发。这项技术有利于控水稳油,也是油田亟待解决的难题。

    通俗来说,智能分层采油就是为地层装一个遥控开关。石油储藏于地层之间,有油也有水,遥控开关可以探明哪层是油、哪层是水,遇水则关、遇油则开,将大大提高油藏开采效率。

    项目一确定,田芳勇和团队开启了加班模式。绘制图纸、设计零件,一遍遍修改、一次次实验……遥控开关为无缆设计,需用电池为井下仪器供电,但井下高温高压,电池不耐受,田芳勇和团队便改进电池,设置了一套电池休眠唤醒系统——平时电路关闭,工作时自动唤醒,系统功耗降至最低,电池寿命从3个月提升至两年。

    2022年12月,设备在新濮3-91井投入实战,原油日增产近1吨。开发了40多年的中原油田目前最大的困境是特高含水矛盾突出,采用注水驱油技术挖潜剩余油,往往这边注进去,那边又采出来,形成无效或低效循环。智能分层采油避开水层、专采油层,成了油田生产的一个利器。

    攻克“卡脖子”难题

    印象中,博士通常在办公室或实验室,而田芳勇更多是在现场,“解决现场问题是第一位的”。

    2016年,“特大型硫黄回收反应炉燃烧器研发”被列为国家“十三五”重大科技专项课题,田芳勇任课题长。此类设备他从没接触过,但他明白,硫黄回收反应炉燃烧器是普光气田的核心设备,主要依靠进口,成本高、供货周期长,售后服务也跟不上,要想不被“卡脖子”,国产化是必经之路。

    那年6月,他告别正休产假的妻子和襁褓中的孩子,从中原奔赴川东北,一待就是3个月。那段日子他用两个字形容:难熬。

    当时气田设备检修。白天,他和同事在现场了解设备结构,钻研各种零件;晚上挑灯夜战,做各种技术分析,同时还要与维保人员一起了解设备运行状况。

    川东北的夏季闷热,工衣经常湿成一片,时间一长,红工衣变成了盐碱地,人也黑了、瘦了。那3个月,田芳勇带领团队每天围着硫黄回收反应炉燃烧器转,紧锣密鼓地开展各种实验,针对存在的问题寻找解决方法。

    2021年,特大型硫黄回收反应炉燃烧器问世,设计产能为20万吨/年,最高可达26万吨/年,而之前国内同类设备仅为10万吨/年。国产新设备成了进口设备的升级版,性能更优,一举打破了国外技术垄断,成本直降50%。

    抽油机游梁上的小装置

    这些年为解决生产一线难题,田芳勇团队打了不少硬仗。

    2023年7月,中央电视台记者到中原油田采访。田芳勇指着抽油机游梁上趴着的一个小装置告诉记者:“那就是我们自主研发的非承载式功图监测系统。它能为油井做心电图,来判断油井的健康状况。”

    中原油田之前有测试队,专门测试油井功图,每天开车跑井,把设备装在抽油机悬绳器上,采集完数据再拆下来装到另一口井上。反复安装拆卸不仅增加劳动强度,也影响测量精度。能不能进行改良呢?田芳勇和团队探讨:把监测设备从悬绳器移到抽油机游梁上,借助传感器实现监测自动化。

    然而,如何将抽油机微小的形变转化为测量信息?如何选择合理接触点提高传感器精度?如何消除温度变化对测量的影响?这些都是挑战。但科研不能急功近利,田芳勇率团队通过大量仿真、修改模型、改进算法……终于做出了初代产品。

    设备试用时正是夏天,抽油机晒得滚烫,田芳勇和同事戴着手套、系着安全带爬到两米多高的游梁上调试设备。游梁只有窄窄一条,转个身都须小心翼翼,别说还要干活儿了。有一次更奇,几个人正在现场作业,不知怎么碰到了一个马蜂窝,马蜂受到了干扰,倾巢而出,盘旋不去,田芳勇第一次领略了马蜂的厉害。

    可喜的是新设备很给力,不仅测量精准,寿命也延长了3~5倍。这项创新为油田节约了4000多万元测试费用,也为油田数字化打下了基础。

    “现在监测完全自动化。”田芳勇现场演示,“看,在办公室电脑上就能看到监测数据。”

    田博士的“坏脾气”

    搞科研的博士时常给人留下不苟言笑的印象,田芳勇却很随和,笑起来甚至还有几分腼腆。但熟悉他的同事却说:“田博士也有很严厉的时候,工作上特别较真。”罗代亮是田芳勇的助手,也是他的徒弟,最清楚师父的脾气。

    一次,罗代亮随师父一起到井上做实验,到现场才发现配件没带全,只好折返,一向随和的师父那一刻板了脸。

    事后田芳勇组织大家梳理技术规范,并立下规矩:不管室内调试还是现场实验,所有配件都实施清单式管理。罗代亮虽然挨了批,但也承认:“师父要求严格是对的,对个人成长也是好事。”

    “有时确实脾气急。”田芳勇自我检讨。前两天他又管不住脾气,项目新来的同事制图,数据有错误,田芳勇毫不客气:“想想,为什么会这样?”新同事都不敢抬头了。事后他也怪自己急,“但技术问题是大事,有些情面不能讲!”

    工作之外,田芳勇也爱说爱笑,没半点儿专家架子,至今仍和助手共用一个办公室,单位几次要给他配单间,都被他婉拒——他喜欢和大家打成一片,而且“在一起办公方便,转个椅子就能讨论工作”。

    随时随地讨论工作是团队的作风,前几天他和同事去西安出差,在高铁上讨论一口即将施工的油井,同事提出建议后,他马上拿出纸笔在座位上计算起来:“你提得很对,但要好好计算一下,咱们做科研,每个数据都要有理论依据。”

    一晃十二载,田芳勇从一介书生成长为油田自动化控制技术专家。他庆幸自己当初选择留在了油田,能把科研成果落地为实用产品是一个科研人员最大的快乐。

 

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