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大师铸大学|沈忠厚:中国的“钻头之父”

原标题:大师铸大学|沈忠厚:中国的“钻头之父”

钻头之父,水射流、绣凤雕龙功夫。智者胆略仁者识,直向魔力掷赌。草野学堂,穷经皓首,二十春秋渡。惊天奇技,惊呆世界眼眸。

美酒鲜花潮涌,光环烟似,探索无止途。登天尚且身生翼,入地古来无路。憔悴半生,鬓稀无懈,梦绕油藏处。母亲欣慰,平生快意大竹。

——王玉宝《念奴娇·咏沈忠厚院士》

2010年,沈忠厚院士在我校超临界二氧化碳流体在石油工程中开发利用研讨会上。

沈忠厚,中国工程院院士、博士生导师,1928年2月生于四川大竹,1951年毕业于重庆大学采矿系,我国石油钻井和水射流技术著名专家,致力于石油钻井及高压水射流理论与技术的研究工作。先后获国家科技进步二等奖1次、国家发明三等奖1次、中外专利13项,在中外刊物发表论文70余篇,荣获“全国能源工业特等劳动模范”等6种省部级以上荣誉称号和奖励。八十年代中期,沈忠厚率先提出在石油钻井中水射流结合机械破碎岩石的新概念,首次揭示了在钻井双向应力作用下岩石裂纹形成规律及主裂纹发展方向,并建立了联合钻头设计理论,发明了联合破岩钻头,对钻井工程做出了创造性贡献。沈忠厚由此被称为“钻头之父”。

1928年2月生于四川大竹

1951年毕业于重庆大学采矿系

1955年,沈忠厚转到成立不久的北京石油学院任教。

1986年3月,沈忠厚完成了《淹没非自由射流压力衰减规律的研究和井底水力参数计算》的论文,并在第二届国际石油工程会议上宣读。

2001年12月12日,石油工程学院教授沈忠厚先生以其卓越的成就当选为中国工程院院士。

沧海可填山可移,男儿志气当如斯

1928年2月13日,在四川省大竹县一个偏远的寨子里,沈家一个幼小的生命诞生了,山里人质朴憨厚,给他起了“忠厚”这个名字。1947年,沈忠厚高中毕业后,考入了重庆大学采矿系。当时的中国,民生凋敝,百废俱兴,他看在眼中,记在心里。“中国太贫穷了,没有采矿不行;找到丰富的矿藏,中国才有可能走向富裕。”正是抱着这样的初衷,沈忠厚走上采矿救国的道路。

1951年,沈忠厚大学毕业后选择了留校任教,从事石油钻井的教学工作。为了尽快适应教学,他决定到玉门油田现场实习,以便掌握丰富的第一手现场资料。当时,全国总共只有几台钻机,都集中在玉门,各种钻采人才加起来才几百人。初到玉门时,他发现不仅当地人生活条件苦、现场气候恶劣,而且深深感触到:偌大一个中国,靠这么一点人力物力找油、采油,无异于大海捞针!贫油国的帽子,又怎能不紧扣于我们头上?

沈忠厚、刘希圣教授带领学生现场试验牙轮钻头

一份庄严而神圣的责任感在沈忠厚心底油然升起:这辈子,铁定决心搞石油,自己的青春年华,要融入这片黑色的海洋,石油工业所面临的尴尬与选择、新中国对石油的强烈需求……这些都是沈忠厚忘不掉甩不下的牵挂。“怎样打下扎实的基础,这才是勘探、钻井、采油的前提”回到重庆大学后,他全身心投入教学工作,钻研科技,扎根讲台,沈忠厚笃定了信念,数十年如一日地为中国的石油事业夯实基础。

1955年,沈忠厚转到成立不久的北京石油学院任教,先后担任北京石油学院钻井教研室副主任、华东石油学院开发系主任、钻井研究所所长、石油大学高压水射流研究中心主任等职,这为他石油梦想提供了更加广阔的平台。

漉虽辛苦,吹尽狂沙始到

水滴石穿,二十世纪六十年代,日本一架喷气飞机在空中行驶时遇到一场小雨,降落后发现机身上都是小孔。一些科学家由此得出水射流理论,水在速度极快的情况下能产生巨大的力量。七十年代初国外出现水射流技术,美国、前苏联、德国等开始研究把水射流技术用在工业上。

在70年代末期的一个偶然的机会,沈忠厚听到同行介绍国外有人用水(即水射流)来切割金属板,裁剪布匹,切口整齐划一,几乎没有毛刺。他就灵机一动,若把水射流应用于钻井(即喷射钻井),加快破岩速度,提高钻头在井底的工作效率,不正是一个行之有效的提高钻速的最佳方法吗?沈忠厚从此对水情有独钟,一研究就是二十年。

1981年3月,沈忠厚带着一连串关于喷射钻井的疑问,远涉重洋,赴美国西南路易斯安那大学和N.L公司考察做访问学者,度过了令他难以忘怀的三个月,他在与美国喷射钻井的奠基人、全美最著名的喷射钻井权威戈恩斯教授等美国著名钻井专家进行交流学习中,不仅开阔了眼界,提升了实力,也更加坚定了在钻井中开展水射流研究的决心。

认真工作的沈忠厚教授

回国后,沈忠厚即投入该课题的研究中。实验室里、计算机旁、钻井现场,处处有他的影子。经过不懈努力,1986年3月,沈忠厚完成了《淹没非自由射流压力衰减规律的研究和井底水力参数计算》的论文,并在第二届国际石油工程会议上宣读。沈忠厚的论文,使与会者惊奇地意识到,中国石油工程专家在喷射钻井方面已走到他们的前面。

实际成果更令人振奋:根据此理论成果设计的新型钻头——加长喷嘴牙轮钻头在相同的条件下,与普通钻头相比,井底水功率提高30%~40%,井底压力提高1倍,井底压力梯度提高1.5倍以上,使用寿命最高可达150小时,平均机械钻速提高30%,平均单只钻头进尺提高40%。据统计,当时全国13个油田使用加长喷嘴钻头3300多只,至少可获直接经济效益1.7亿元。1989年3月,该课题顺利地通过中国石油天然气总公司部级鉴定,很快,该成果就获得了国家科技进步二等奖,并获两项国家专利和一项美国专利。沈忠厚也因此先后获“能源部特等劳动模范”、“石油工业有突出贡献专家”等荣誉头衔。美国、英国权威机构的名人辞典上,也赫然收入“沈忠厚”的条目。

省委领导看望沈忠厚院士(左二)

在研究加长喷射钻头的同时,他又另辟蹊径,先后于1982年、1984年开始研究自振空化射流钻头、联合破岩钻头,并在理论和实践上都取得重大突破。现场测试表明,在相同条件下,平均机械钻速提高35%~45%。1991年,在阿根廷举行的第13届世界石油大会上,根据此成果撰写的论文《新型射流理论及其在钻井中应用前景》在大会上发表,受到与会者的广泛好评。

春蚕到死丝方,蜡炬成灰泪始

听过沈忠厚讲课的人,都有一个共同的体会:沈教授讲课特别注意深入浅出,一个很抽象、深奥的原理,经其一过滤,就变得很形象、很浅显,仿佛一切就在你的面前,举手可触;一个极抽象、极生动的道理,经沈忠厚老师轻轻点拨,即点石成金,形象得呼之欲出。

沈忠厚认为,课堂就是战场。上战场前必须做好充分的准备,不管这门课讲了多少遍,他每一次讲课前都必须重新备课,并及时补充最新的国内外信息。在讲稿完成之后,他还得另外再编一个提纲,理出重点、难点,上课时,仅拿这个提纲即可。有的学生在第一次上沈忠厚的课时,很是吃惊:“沈教授怎么一个提纲讲半天?”其中的缘由原来在这里呢!

课堂上的沈忠厚教授

沈忠厚极力倡导严谨治学,敬业乐道。他认为,作为一名教师,不能有一分热,发一分光,应该有十分热,发一分光,即他发这一分光,必须要有十分热。没有充足的热量库存,作为一名教师是不可想象的。他说,培养一名教师,比培养一名研究员、一名工程师要艰难得多。研究员的主要目的是认识世界,而教师,既要拥有认识世界的本领,又要拥有改造世界的本事。现在研究生、博士生,认识世界的本领是有了,但缺乏改造世界的本事。因此,沈忠厚主张,青年教师要多到现场去,不要让自己的思想仅仅停留在理性层面上,要让自己的知识转化为生产力。

他是这样说的,也是这样做的。数十年来,他的足迹遍布中国所有的油气田钻井现场,在产学研方面做了大量工作,取得了显著成绩。他培养出的学生,有长江学者、教授、博导、学术带头人、高级工程师等,还有的走上了领导岗位。

2001年12月12日,石油工程学院教授沈忠厚先生以其卓越的成就当选为中国工程院院士

1998年,沈忠厚70寿辰,中国石油大学老校长杨光华为他题词:“水击石穿寻地火,披肝沥胆为人民。”这是老校长对沈忠厚的赞誉,更是对沈忠厚崇高人生追求和高尚学术风范的高度概括。2001年12月,沈忠厚当选为中国工程院院士。他的长虹志气,他的孜孜探索,他的桃李满园,他的清廉一生,无不体现着“石油人”身上闪着光的品质,无不彰显着中国石油大学惟真惟实的校训和勤奋、严谨、求实、创新的学风。现在,耄耋之年的沈忠厚院士依旧在珍惜时光,孜孜不倦,伏枥之年仍存万里之心,为他所热爱的石油事业发光发热。

来源:中国石油大学报2014年第13期

整理:徐文华 徐芳燕

编辑:王冉

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