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  编者按:生产一线,是创新最有生命力的土壤。长期以来,本报持续关注基层创新实践,也不断收到来自生产一线的鲜活稿件。一个巧思、一项改造、一次攻关,往往从现场难题中萌发,又在生产实践中经受检验。这些故事有温度、有细节,却由于专业术语密集、技术原理复杂等原因,导致稿件专业门槛高、晦涩难懂。

  如何把创新过程与成果讲明白,又能让读者看得懂?本期AI共创版面首次尝试以“AI+条漫”形式“漫”谈基层微创新,把技术原理转化为直观画面,把攻关过程讲成可感故事。敬请关注。

  本版漫画由人工智能生成,仅供阅读参考。

千米之下告别“盲封”

——中油测井“电控井下水泥释放装置”研发纪实  

  “地面控制箱供电,检测通信正常,启动倒灰筒工具,数据回传正常!”

  8月3日,在四川省遂宁市磨溪146井作业现场,中油测井西南分公司C3419作业队队长古永涛盯着控制面板,逐项确认操作指令。随着最后一项数据成功回传,井下水泥释放作业顺利完成。

  没有雷管爆破,没有机械撞击,井下工具状态实时回传,地面操作全程可控。这套由中国石油王琦技能专家工作室研发的“电控井下水泥释放装置”,让千米之下的封隔作业告别了传统“盲封”模式。

  把井下“盲点”摆到桌面上

  传统井下水泥释放主要依靠电雷管爆炸破盘或机械撞击开启,受井下环境限制,水泥是否正常释放难以直接判断。同时,民爆物品审批流程长、工具一次性使用成本高、复杂井适配性不足等问题,也给现场施工带来诸多不便。

  “这活不能再这么干了。”2025年,中油测井西南分公司射孔项目部的一次生产例会上,集团公司技能专家王琦把问题摆到了桌面上。

  散会后,他在笔记本上写下8个字:无爆、可控、可视、高效。这也是工作室立下的“军令状”——从零开始研发一套全新的电控释放装备。

  缺少可供直接借鉴的成熟方案,团队便从现场找答案。成员兵分多路,顶着烈日,踩着泥泞,深入崇山峻岭中的各个井场。白天跟班施工,蹲在井口盯流程、记数据,听一线队员反馈难处堵点;晚上围坐在一起画图纸、研方案、碰思路。

  “地面要能控制,井下要能反馈。”“能重复使用,全井型适配。”一条条来自现场的需求,逐渐勾勒出新装备的模样。团队最终锚定“电能替代火工”的技术路线:设计电能转化为机械能的动力结构,利用霍尔元件捕捉活塞运行位置,建立井下与地面双向通信通道。

  打破120兆帕承压极限

  样机落地那天,硬仗才刚刚开始。高温高压试验率先给团队来了个“下马威”。定制加工的工具外壳,在120兆帕压力试验中被压破。青年党员秦波攥着数据本,声音发闷:“120兆帕就被压破了?”“我看这就是极限了。”测试负责人陈健摘下眼镜擦了擦说。

  话虽这么说,手上的活谁也没停。技术人员把受损样机拆开,一处处测绘、比对,很快把问题锁定在内外壳体的结构配比上:外部壳体承压能力不足,内部核心组件预留空间偏大,灌封胶填充厚度不够。当压力过高时,在振动和温度冲击下,组件容易发生位移。

  找准症结,团队重新调整内外壳体结构方案。那段时间,工作室常常灯火通明到深夜。一天深夜,王琦拎回一袋包子往桌上一撂:“先吃,脑子才转得动。”陈健拿起一个包子,盯着面前又一次修改的方案嘟囔:“第22版了,再不行我就住这。”

  一句话背后,是一轮又一轮的试验和推翻重来。13个月里,高温箱跑了几十轮,图纸改了100多版,样机拆了装、装了拆,谁也说不出到底折腾了多少回。直到样机从高温箱取出,数据曲线稳稳跑完全程。陈健盯着屏幕看了一会儿,才把扳手往工具箱一放:“成了。”

  从试验场走向生产一线

  经过持续优化,这套装置最终通过200摄氏度、140兆帕的极端工况试验,实现井下工具状态实时监测、地面指令精准控制和双向数据通信。

  这意味着,作业人员不用再单纯依靠经验判断井下水泥是否释放,也减少了民爆物品审批、运输等环节对施工组织的影响。同时,装置可重复使用,可覆盖常规井、“三超井”、深层页岩气井等不同作业场景。目前,该装置已在西部试油、重庆气矿、川西钻探、川中油气矿等区域应用。

  设备首次上井那天,王琦没有去现场。他留在工作室里,翻着那摞改了一遍又一遍的图纸,一张一张翻到头,又翻回来。他把图纸一张张整理好,收进抽屉,又把桌上的工具归置整齐。这是他的习惯。每完成一项攻关,都要把桌面重新收拾干净。

  从一个困扰施工现场的“盲点”,到一套能够实时反馈、精准控制的新装备,王琦和团队一步步把设想推向井场,把“无爆、可控、可视、高效”8个字变成了现实。(通讯员 李冰 高敏 王琦)

“会呼吸”的管线托架

  ——华北油田创新攻关“电泵井流程弹性支撑装置”  

  8月10日,走进华北油田采油五厂泽90井场,裹挟着油井采出液气息的热浪扑面而来。

  在电缆穿越管线下方,一套黑色的装置正稳稳贴着管线,内部的弹簧部件随着管线的轻微起伏缓缓伸缩。这是由采油五厂技能专家李秉军牵头的技师攻关小组自主研发的“电泵井流程弹性支撑装置”。

  李秉军向记者介绍:“就靠这套‘会呼吸’的托架,托住了整条管线的安全。”

  而就在半年前,这里还是井站员工时刻惦记的一个“风险点”。

  一个“跟不上趟”的托架

  问题出在一个“动”字上。

  电泵生产模式下,油井启停过程中温度变化明显,套管受热胀冷缩影响产生位移,采油树和整条管线都会跟着上下“动”。

  “以前用的都是固定托架,高度定死了。”李秉军蹲下身,用扳手敲了敲旧托架留下的安装痕迹,“温度一升,套管向上膨胀,管线被抬高,托架就悬空了;温度一降,套管回缩,管线往下沉,又硬生生砸在托架上。”

  这样的反复位移看似不大,却可能带来安全隐患。轻则造成管线倾斜、穿越管线下沉,重则使电缆穿越管线与四通大法兰连接部位受力异常,出现渗漏。井站员工至今记得,最险的一次,启井后不到两小时,焊接部位便向外渗出高温水汽。班组员工立即穿戴防护用具进行处置,忙完后工服已被汗水浸透。

  那段时间,每逢启停井,大家都要格外留心。“以前每次开井,隔一两个小时就得过来看看,看看托架歪没歪、管线漏没漏,心里总悬着。”一名井站员工说。

  这道“跟不上趟”的坎,直接制约着地热资源的开发步伐。

  一根反复测算的弹簧

  为了砸开这个安全瓶颈,李秉军技师团队把第一站扎进了资料室。国家知识产权局、中国知网,74项相关专利、24篇技术论文,他们逐篇梳理、逐项比对,越翻越清楚:常规支撑要么聚焦固定管线夹持,要么只能单次调节高度,没有一套方案是专门针对这种“频繁热胀冷缩”场景设计的。

  没有现成经验,就蹚出一条路。攻关组定下方向:做一套能“跟着采油树一起动”的托架,管线升它就升、管线降它就降,全程贴紧托住。

  核心的难点,藏在一根弹簧里。弹性缓冲部件要抵消套管的伸缩位移,弹簧的刚度参数差一丝都不行。攻关组前前后后做了十多轮梯度试验。刚开始选用每毫米8牛的弹簧,刚度过大,管线上移时支撑难以随动;换成每毫米4牛的弹簧后,承载能力又达不到要求。

  “纸上算得再准,不如现场测一遍。”为了摸准真实工况下的形变数据,团队连续5天驻守井场。从清晨启井升温到午后生产稳定,他们每隔十几分钟就测一次管线位移、记一组井口温度。几天下来,笔记本上写满了密密麻麻的数据,纸页也被汗水和污水浸得发皱。

  经过反复测算和现场验证,团队最终将弹簧刚度确定为每毫米5.85牛,并预留2厘米伸缩余量,刚好覆盖井口套管的最大冷热变形量。在此基础上,攻关组又设计出分层承载、动态缓冲的“三道支撑”结构,让装置能够随着管线上下位移持续提供支撑。

  一套贴合管线起伏的装置

  现场,李秉军向记者演示了装置的安装调节过程:启井前组装好托架,对准穿越管线阀门下方放稳,随着井口温度升高逐步调高螺杆,等生产稳定后锁紧螺帽,全程不过十几分钟。

  “结构其实不复杂,关键是贴合现场。”李秉军用手压了压弹簧,“温度一升一降,托架就跟着一张一弛,就像呼吸一样。”

  如今,这套装置在泽90井平稳运行。套管热胀冷缩引发的管线渗漏、断裂风险被有效控制。算下来,单井可减少抢修费用约10万元。

  “以前启停井的时候总得惦记着,现在心里踏实多了。”井站员工说。

  一副小小的托架,从一线的痛点里生长出来,靠着基层技师的琢磨与坚守,啃下了新能源推进路上的“硬骨头”。如今,这项来自现场的微创新,正为油田新能源业务高质量发展注入实实在在的动能。(通讯员 陈骜小贝 李开元)

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