让钻机站稳脚跟的人——记宝石机械公司高级工程师张友会

　　9月10日上午，记者终于“逮着”了对着电脑上井架模型“发呆”的张友会。刚完成了一个急要的新项目设计，他正抓紧时间最后审一遍图，当天提交系统。

　　张友会2004年进入宝石机械公司。在这里，他像海绵一样努力吸取钻机钢结构系统的研发设计、钢结构件制作的知识和经验，逐渐成长为科研骨干，先后承担了十余项国家级、省部级重大科研项目，荣获宝鸡市科学技术奖、陕西省科学技术二等奖。

　　2012年，为了助力“新疆大庆”建设提速提效，宝石机械决定研制新型9000米4单根立柱钻机，通过增加钻柱容量，加长钻具高速运行区段，降低起下钻频次减少井下故障和复杂情况发生，实现省时提速的目标。

　　4单根立柱，看似就是在常用的3单根立柱中再增加一根9.5米的钻杆而已。然而牵一发而动全身，增加一根钻杆就会对钻机起升和作业带来巨大风险，钻机八大系统中兼具承载和支撑作用的结构件系统，也将面临重大考验。承担这套钻机结构件设计任务的张友会感觉到了前所未有的压力。

　　钻机结构件设计要考虑井架底座自重、作业承重、配套设备重量，以及其起升后风向风力、地面震动因素对安全性造成的影响，同时还要考虑制造、交通运输、安装起升的各种条件限制，一个单项的调整，就会影响其他。

　　为了满足4单根立柱起下钻需要，张友会设想将井架相应延长，底座升高，这使钻机高度达到57.5米，相当于20层楼高，井架超过12000米钻机成为国内最高的K形井架。这样高的井架，怎样才能实现安全起升、稳定作业？张友会将单片井架宽度适当增加，并结合材质、风力和地质因素，利用三维仿真设计和有限元分析，确定了最合理的材料和结构，保证钻机起升作业风险安全可控。

　　9000米4单根立柱钻机攻克了超高井架起升、超长立根靠放稳定性和移位等关键技术，2013年在塔里木油田投入应用后作业一直表现平稳，钻机起下钻效率提升约12%，使我国超深井钻机研发技术迈上了一个新台阶。

　　2015年，宝石机械为中国地质调查局“海洋地质十号”调查船研发配套首套举升式勘察船全液压工程钻机，后来被誉为“海洋钻探能手”。

　　调查船船体不大，留给钻机的容量有限，还要实现海底样本即采即送一体化功能。张友会结合船体空间，海洋作业环境的风暴、洋流等因素，模拟了128种具体工况进行推演和分析，创造性地设计了类似龙门吊的门形结构井架，最大限度地减少了井架的重量又保证井架的稳定性。全新结构的门形井架通过液缸直接驱动游动系统沿着井架“门框”上下运行来实现起下钻作业的工作模式。既避免了海洋常规塔形井架偏高带来的安全风险，又满足海底采样提升后直接传送井架旁边实验室供科研人员取用的要求。

　　在承担一系列产品开发的同时，张友会在国家“863”计划项目子课题《深水钻机井架技术研究》中取得了突破，形成了海洋动态随机载荷统计数据的基本分析方法，总结出海洋动态井架各载荷组合的基本原则及方法。这就像是为深水钻机井架设计制定了一个公式，为海洋钻机井架设计提供了一条捷径，为后续实物产品的设计节省大量时间。

　　进入研发系统13年来，张友会创新设计了数十套钻机井架底座，满足了多种特殊工况钻机作业需求。（江艳）

　　转自：中国石油报

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