鉆桿研究轟動世界

　　1981年9月，石油工業(yè)部下達文件，決定建立石油工業(yè)部石油專用管材料試驗中心（后更名為石油管材試驗研究中心，以下簡稱“管材中心”），委托寶雞石油機械廠中心試驗室具體承擔和開展工作。中心試驗室成立后，李鶴林成為了試驗室主任，帶領(lǐng)一班人開始了石油管材試驗研究工作。

　　從1982年1月至1988年3月，試驗中心完成了1000多項石油管材質(zhì)量監(jiān)督檢驗、300多項失效分析項目和20多項其他科研項目。通過這些工作，發(fā)現(xiàn)了大量的管材質(zhì)量問題和主要失效原因，并及時提出了防范措施，為國家減少了大量不必要的損失。

　　過去我國使用的鉆桿幾乎全部從國外進口，耗資巨大。然而長期以來，各油田卻不斷發(fā)生鉆桿刺穿、斷裂事故，經(jīng)濟損失嚴重。

　　為解決這一問題，李鶴林帶領(lǐng)他的團隊組織了一個鉆桿失效課題組，分赴各油田進行了歷時3年的調(diào)查，對200多起鉆桿失效事故進行了分析研究，終于找到了問題的癥結(jié)一一鉆桿內(nèi)加厚過渡區(qū)結(jié)構(gòu)尺寸不合理導(dǎo)致嚴重的應(yīng)力集中和腐蝕集中。這個發(fā)現(xiàn)也澄清了國外在鉆桿失效領(lǐng)域的一些疑點，在鉆桿刺穿孔洞形成機理、應(yīng)力集中和腐蝕集中的變化規(guī)律等關(guān)鍵技術(shù)上獲得了突破性進展。

　　根據(jù)這次研究，課題組建立了“先漏后破”準則，首創(chuàng)了鉆桿內(nèi)加厚區(qū)的雙圓弧曲線結(jié)構(gòu)。

　　1987年6月下旬，李鶴林和石油部機械制造局趙宗仁副總工程師一起參加了在美國新奧爾良市召開的API第64屆年會。會上兩人發(fā)表了《鉆桿失效分析及內(nèi)加厚過渡區(qū)結(jié)構(gòu)對鉆桿使用壽命的影響》的演講。

　　演講結(jié)束后，整個會場都沸騰了，即席評價一個高過一個。帶來的50份論文被一搶而光。國際鉆井承包商協(xié)會主席杜芒特不無感慨地說：“API有關(guān)這個問題的提案已經(jīng)5年了，但一直處于爭論之中，你們這次拿出了令人信服的論文，終于有了成果。”

　　會后，API決定采納這個的成果，用于修訂它的標準。日本的幾家鉆桿生產(chǎn)廠也不惜巨資，按照這項成果對原生產(chǎn)線進行了技術(shù)改造。

　　這項成果于1987年獲石油工業(yè)部科技進步一等獎，1988年獲國家科技進步二等獎。

奠定石油管工程學科基礎(chǔ)

　　在長期的石油管技術(shù)工作實踐中，李鶴林從自己承擔的一系列輸氣管道爆炸等災(zāi)難性事故和油井管斷裂落井惡性事故的失效分析中，深刻認識到石油管應(yīng)用方面的科技問題在石油工業(yè)中占有十分重要的地位。因此石油管材研究中心劃為石油部直屬科研機構(gòu)后，在原有的失效分析及預(yù)測預(yù)防等研究室的基礎(chǔ)上，增加了管柱與管線力學研究室和腐蝕與防護研究室，幾年后又增加了安全評價研究室，專門從事石油管的風險分析、適用性評價和完整性管理的基礎(chǔ)研究。

　　石油管的應(yīng)用基礎(chǔ)研究逐步發(fā)展為石油管的力學行為、石油管的環(huán)境行為、石油管失效的診斷及預(yù)測預(yù)防三個領(lǐng)域，并成為有機整體，形成了“石油管工程”的新概念。

　　之后，李鶴林在“石油管工程”科技領(lǐng)域開展了系統(tǒng)的研究工作。他和他的同事圍繞“提高油井套管和油管使用壽命的研究”共完成10個課題，應(yīng)用于油田以后取得了巨大的經(jīng)濟效益；圍繞“提高石油鉆柱安全可靠性和使用壽命的研究”共完成15個課題；圍繞“油田H₂S/C0₂高溫高壓腐蝕與防護技術(shù)”共完成10個課題；圍繞“提高長輸管線安全可靠性和使用壽命的研究”開展的8個課題也取得了成果，對西部油氣長輸管線建設(shè)起到了積極的作用。

　　2000年初，國家正式提出了西氣東輸工程。為防止放生美國和前蘇聯(lián)一樣的管道爆裂事故，李鶴林主持了“西氣東輸”管道的安全可靠性研究。初步建立了輸氣管道裂紋擴展與止裂的數(shù)值計算方法，預(yù)測了“西氣東輸”管線的動態(tài)斷裂止裂行為，提出了焊縫啟裂韌性和母材止裂韌性推薦值；“‘西氣東輸’管線組織性能及斷裂控制研究”規(guī)范了對針狀鐵素體管線鋼的認識，提出了具有上升平臺行為管線鋼的斷裂韌性確定方法和“西氣東輸”管線的斷裂控制方案。

　　2007年，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局為確保高含H₂S/C0₂氣田的安全生產(chǎn)，啟動了一項重大科研項目《高含硫氣田勘探開發(fā)安全關(guān)鍵技術(shù)研究》。年屆7旬的李鶴林擔任課題長，負責“高含H₂S/C0₂天然氣勘探開發(fā)專用管材耐蝕性能評價規(guī)范和方法研究”。

　　這個課題以川渝高含H₂S/C0₂氣田為背景，而川渝羅家寨、普光、龍崗等氣田對石油專用管的要求極高，服役條件在全球范圍都是極端苛刻的。課題難度很大。

　　在李鶴林的主持下，經(jīng)過兩年的努力，課題組克服重重困難，最終按時完成了項目，并成功在川渝等氣田建設(shè)中應(yīng)用。
 

結(jié)束語

　　談起石油工業(yè)與腐蝕防護的關(guān)系，李鶴林強調(diào)說：“石油工業(yè)和腐蝕是密不可分的，有天然氣的地方一般都伴有H₂S等腐蝕性氣體。油田的各種管材面臨著非常大的考驗。一旦出現(xiàn)問題，就會給國家造成非常嚴重的損失。目前，我國的相關(guān)研究無論是上游的開采，中游的輸送，還是下游的煉油化工，都有很多的難關(guān)亟待攻克。因此我們這個行業(yè)的科技人員，一定要扎扎實實地去工作。遇到難題不要輕言放棄，要堅持不懈，堅持就能出成果。不要急于求成。”

　　而對于即將加入到腐蝕防護領(lǐng)域的年輕一代，李鶴林也是寄予了很高的期盼：“有意從事這個行業(yè)的年輕人一定要能夠靜下心來，以堅持不懈的精神去對待科研工作，才會迎來個人與行業(yè)的雙發(fā)展。”
 

采訪后記

　　此行采訪后不久，將迎來一年一度的“世界腐蝕日”，今年的中國區(qū)宣傳活動將在北京科技大學舉行，李鶴林院士對此表示非常支持。

　　他說：“世界腐蝕日的宣傳是非常重要的，我們應(yīng)該努力的向社會宣傳腐蝕的危害。早期國外就有海上石油平臺由于腐蝕的原因而傾倒，造成了巨大的損失，所以全社會都應(yīng)該去關(guān)注這個問題，努力杜絕災(zāi)難性事故的發(fā)生。而中國腐蝕與防護學會自成立以來，做了大量的工作，為腐蝕防護行業(yè)的發(fā)展起到很大的推動作用，包括《腐蝕防護之友》雜志，我希望越辦越好，成為行業(yè)廣大工作者真正的朋友。同時，行業(yè)內(nèi)的同志應(yīng)該團結(jié)起來，共同為我國腐蝕防護行業(yè)的發(fā)展和腐蝕危害的普及貢獻自己的力量。”

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