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打造深海石油钻井利器
发布时间: 2022-08-12 08:17:03 来源:火狐新会员登录 作者:火狐买球代理

  打造的8000米静音型自动化石油钻机“LR8001”在山东烟台港装船启运,在经过一趟漂洋过海的旅程后,它将落地非洲乌干达,服务当地首个大型油田开发建设项目。

  跟随“LR8001”一同出海的还有被誉为石油钻井技术“皇冠上的明珠”的“璇玑”系统。作为我国自主研发的旋转导向和随钻测井系统,“璇玑”系统在应用于东南亚和中东等国家和地区后,首次推广至非洲,将极大加速乌干达油田开发进程。

  不管是发往哪里的“璇玑”系统,其“出生证”上大概率都写着同一个地方——佛山南海。坐落在南海狮山镇的中海万泰技术公司(下称“中海万泰”),是“璇玑”系统的主要生产地。手握这一代表石油钻井领域最高技术的中海万泰,其背后不仅有,还有南海隐形冠军企业中南机械有限公司(下称“中南机械”)。

  在2020年,中南机械携手成立中海万泰,依托中南机械的精密零部件加工能力,“璇玑”系统得以实现规模化生产。在服务“雪龙号”科考船、国产大飞机等“大国重器”后,中南机械也再度将南海制造传奇书写进海底世界。

  今年4月,中海油服官宣一则消息:全国首条旋转导向钻井与随钻测井“璇玑”系统智能化生产线在佛山建成投产,“璇玑”系统迈入大规模产业化新阶段。

  此则消息一发,迅速引发业界关注。名字充满中国风的“璇玑”系统也开始被媒体解密,有媒体形象地将其称为“贪吃蛇”,因为它可以精准控制钻头在地下数千米“闻着”油味钻,将地下油气“吃干榨尽”,还可以在0.7米的薄油层中横向或斜向稳定穿行1000米以上,并实时分析地层资料。

  简单来说,如果没有旋转导向和随钻测井系统,按照传统方法,海上石油开采时先测算一个半径约10公里的范围进行钻井,而一旦定位不准就要移动钻井位,移动一次费用高达上千万元。旋转导向和随钻测井系统可以精准定位,大幅降低了油气田开发成本,是高效开发海洋油气资源的利器。

  因此,旋转导向和随钻测井系统也被视为当今世界钻井技术发展的最高水平。然而,此技术自问世后,就一直被美国的三家油田技术公司垄断,并且只租不卖,中国的石油企业每年要为此支付巨额费用。

  直到2014年,中海油服成功研发出“璇玑”钻井、测井系统并实现海上作业,终于打破了国际油田服务公司的垄断。中海油服也成为国内首家、全球第四家完全掌握该项技术的公司,中国也成为继美国之后,第二个拥有此项技术的国家。

  但是,从实现技术突破到规模化量产,还有很长一段路要走。一套“璇玑”系统包含数千种零部件,其对精密加工的要求也极高。要推动“璇玑”系统实现商业化应用,就必须先实现规模化生产。

  那么,谁能承接这一重任呢?2017年,为了破解“璇玑”系统在制造工艺、产品质量、生产效率、制造成本等方面的诸多难题,中海油服面向全国招标,寻找能够助力“璇玑”系统量产的合作伙伴。来自佛山南海的中南机械脱颖而出。最终,在2019年,中南机械成功突破“璇玑”系统所有零部件的加工制造难题,推动“璇玑”系统实现量产。

  “我们做过的精密零部件超过1万种。”中南机械创始人、中海万泰总经理许冠说。这句话充分凸显了中南机械的精密加工能力。实际上,中南机械的成长史,就是一部精密零部件的国产替代浓缩史。

  20世纪90年代初期,珠三角经济腾飞,但电力供应却跟不上,各地纷纷建起使用柴油发电机的发电厂,由于发都是国外进口的,每年还要花费十几亿美元购买损坏的关键零部件。

  许冠此时还在研究所工作,其研究方向正好是零部件的国产化。他看到了市场的潜力,在1990年就带着十几人的团队来到南海,开始关键零部件国产化的攻坚。在经过反复试验和改进后,使得零部件在使用寿命和能耗上均达到了进口产品水平,最终成功实现了柴油机关键零部件的国产化。

  迈出第一步后,中南机械在精密零部件国产化替代的道路上越走越快。2006年,中南机械又在国内率先实现了瓦锡兰船用柴油机燃油共轨单元的国产化,并且这一共轨单元还被应用在“雪龙号”极地考察船上,与后来应用在国产上的精密零部件共同成就中南机械“上天入海”的美名。

  超万种零部件的研发制造经验,锻造了中南机械过硬的精密加工实力。这也成为中南机械取得“璇玑”系统订单的重要原因。不过,还有一个鲜为人知又至关重要的原因是,早在2005年的时候,中南机械就参与了旋转导向和随钻测井系统零部件的加工制造,其服务的正是拥有该项技术的三大国际油田技术公司之一。并且,这个项目一做就是10余年。

  也就是说,中南机械不仅拥有雄厚的精密零部件加工制造实力,而且积累了丰富的旋转导向和随钻测井系统零部件的加工制造经验。这也是中南机械战胜众多竞争对手,成为中海油服合作方的直接原因。

  即便是经验丰富的中南机械,在攻克“璇玑”系统零部件生产技术上也花了整整两年时间。“零部件的结构虽然差不多,但是设备不同、要求不同,要花很多功夫做调整。”许冠说。

  按照与中海油服的约定,2018年,中南机械承包了中海油服在北京燕郊的工厂,做“璇玑”系统零部件的研发制造。这一年3月,中南机械副总经理胡建武带着18名员工扎进了燕郊的工厂,而远在千里之外的中南机械还在源源不断地招聘人才往北京输送。

  前往北京团队的不乏在中南机械工作了20多年的资深技师,工龄最短的也有12年。在这些技师们的努力下,原有的精密加工设备被重新编程,以更好地适应特殊加工的要求;一些设备还被修复和调整,使其生产能力和精度达到标准。

  同时,中南机械还千方百计降低生产造价。“璇玑”系统使用的金属材料为高强度的镍基高温合金、钛合金,加工难度大、对机床要求高、机床刀具磨损大,仅刀具磨损成本占成本比例就超过10%。为此,中南机械经过不断的摸索,采用国产和性价比较高的日韩刀具替换价格高昂的欧美刀具,将刀具磨损成本占比降低到8%以下。

  依托子公司佛威机器,中南机械还根据零部件的生产特点,打造了一批新设备,大大提高了生产能力。

  “第一年我们做出了1800多种零部件,实现了标准化制造,有了产业化的基础。”胡建武说。2019年“璇玑”系统在中海油服北方生产基地开始生产。同时,中海油服和中南机械也开始谈建立合资企业。

  2020年11月,中海油服和中南机械共同联合佛山市南海盈天投资有限公司、佛山市产业发展投资基金有限公司成立了中海万泰,落地南海狮山,距离中南机械20余公里。截至目前,“璇玑”系统数千个零部件已经全部实现在中海万泰生产。

  未来,中海万泰不仅是承担加工制造的环节,在建的二期工程中,还包括一个研究院,未来中海油服将把项目放到中海万泰研究、开发和中试。“这里目标要招进60名博士。”许冠说,接下来,双方也将推动更多石油装备企业落地佛山,打造强大的高端海洋石油钻探装备产业集群。

  在“隐形冠军之父”赫尔曼·西蒙看来,隐形冠军企业的第一要义就是专注,隐形冠军企业往往目标非常明确,高度专注于某一特定产品或领域,强调深度。

  中南机械正是高度专注于一个细分领域,长期坚持做精做深的企业典范。20多年来,上万种零部件,这其中有很大一部分零部件需求量并不大,也不能带来营收和利润的大幅增长。但是中南机械坚持做,并且不断往更加精密的领域“钻”。

  正如许冠所说,在这个领域,经验比聪明更重要。精密零部件加工不是颠覆式创新,而是日复一日打磨出的“内功”。对于中南机械来说,20多年积累的加工经验就是企业坚固的护城河。

  没有人能越过时间的考验实现这种“内功”上的跃升,这也是专注做精做深的意义所在。而最终,量变会引发质变,中南机械从柴油机零部件代工到携手中海油服打造“璇玑”系统就是有力印证。