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沈忠厚:中國的“鉆頭之父”

2021-02-26 16:09:00 中國石油大學報   作者: 王冉  

簡介:中國工程院院士、中國石油大學(北京)教授沈忠厚,因病醫治無效,于2021年2月5日在北京逝世,享年93歲。

沈忠厚,1928年2月13日出生于四川大竹,1947年至1951年就讀于重慶大學,曾在美國西南路易斯安那大學和日本東北大學訪學交流,先后在重慶大學、北京石油學院、華東石油學院、中國石油大學(華東)和中國石油大學(北京)工作。2001年當選為中國工程院院士。

沈忠厚是我國著名的油氣井工程技術專家、水射流專家、教育家,油氣井工程學科奠基人。長期從事高壓水射流理論與技術研究工作,在淹沒非自由射流、自振空化射流理論與技術等方面取得重要突破,將射流技術與鉆井工程相結合,開辟了我國石油鉆井技術的新領域,為我國石油行業培養了大批專業人才。沈忠厚由此被稱為“鉆頭之父”。

滄海可填山可移,男兒志氣當如斯

1928年2月13日,在四川省大竹縣一個偏遠的寨子里,沈家一個幼小的生命誕生了,山里人質樸憨厚,給他起了“忠厚”這個名字。1947年,沈忠厚高中畢業后,考入了重慶大學采礦系。當時的中國,民生凋敝,百廢俱興,他看在眼中,記在心里。“中國太貧窮了,沒有采礦不行;找到豐富的礦藏,中國才有可能走向富裕。”正是抱著這樣的初衷,沈忠厚走上采礦救國的道路。

1951年,沈忠厚大學畢業后選擇了留校任教,從事石油鉆井的教學工作。為了盡快適應教學,他決定到玉門油田現場實習,以便掌握豐富的第一手現場資料。當時,全國總共只有幾臺鉆機,都集中在玉門,各種鉆采人才加起來才幾百人。初到玉門時,他發現不僅當地人生活條件苦、現場氣候惡劣,而且深深感觸到:偌大一個中國,靠這么一點人力物力找油、采油,無異于大海撈針!貧油國的帽子,又怎能不緊扣于我們頭上?

一份莊嚴而神圣的責任感在沈忠厚心底油然升起:這輩子,鐵定決心搞石油,自己的青春年華,要融入這片黑色的海洋,石油工業所面臨的尷尬與選擇、新中國對石油的強烈需求……這些都是沈忠厚忘不掉甩不下的牽掛。“怎樣打下扎實的基礎,這才是勘探、鉆井、采油的前提”回到重慶大學后,他全身心投入教學工作,鉆研科技,扎根講臺,沈忠厚篤定了信念,數十年如一日地為中國的石油事業夯實基礎。

1955年,沈忠厚轉到成立不久的北京石油學院任教,先后擔任北京石油學院鉆井教研室副主任、華東石油學院開發系主任、鉆井研究所所長、石油大學高壓水射流研究中心主任等職,這為他石油夢想提供了更加廣闊的平臺。

千淘萬漉雖辛苦,吹盡狂沙始到金

水滴石穿,二十世紀六十年代,日本一架噴氣飛機在空中行駛時遇到一場小雨,降落后發現機身上都是小孔。一些科學家由此得出水射流理論,水在速度極快的情況下能產生巨大的力量。七十年代初國外出現水射流技術,美國、前蘇聯、德國等開始研究把水射流技術用在工業上。

在70年代末期的一個偶然的機會,沈忠厚聽到同行介紹國外有人用水(即水射流)來切割金屬板,裁剪布匹,切口整齊劃一,幾乎沒有毛刺。他就靈機一動,若把水射流應用于鉆井(即噴射鉆井),加快破巖速度,提高鉆頭在井底的工作效率,不正是一個行之有效的提高鉆速的最佳方法嗎?沈忠厚從此對水情有獨鐘,一研究就是二十年。

1981年3月,沈忠厚帶著一連串關于噴射鉆井的疑問,遠涉重洋,赴美國西南路易斯安那大學和N.L公司考察做訪問學者,度過了令他難以忘懷的三個月,他在與美國噴射鉆井的奠基人、全美最著名的噴射鉆井權威戈恩斯教授等美國著名鉆井專家進行交流學習中,不僅開闊了眼界,提升了實力,也更加堅定了在鉆井中開展水射流研究的決心。

回國后,沈忠厚即投入該課題的研究中。實驗室里、計算機旁、鉆井現場,處處有他的影子。經過不懈努力,1986年3月,沈忠厚完成了《淹沒非自由射流壓力衰減規律的研究和井底水力參數計算》的論文,并在第二屆國際石油工程會議上宣讀。沈忠厚的論文,使與會者驚奇地意識到,中國石油工程專家在噴射鉆井方面已走到他們的前面。

實際成果更令人振奮:根據此理論成果設計的新型鉆頭——加長噴嘴牙輪鉆頭在相同的條件下,與普通鉆頭相比,井底水功率提高30%~40%,井底壓力提高1倍,井底壓力梯度提高1.5倍以上,使用壽命最高可達150小時,平均機械鉆速提高30%,平均單只鉆頭進尺提高40%。據統計,當時全國13個油田使用加長噴嘴鉆頭3300多只,至少可獲直接經濟效益1.7億元。1989年3月,該課題順利地通過中國石油天然氣總公司部級鑒定,很快,該成果就獲得了國家科技進步二等獎,并獲兩項國家專利和一項美國專利。沈忠厚也因此先后獲“能源部特等勞動模范”、“石油工業有突出貢獻專家”等榮譽頭銜。美國、英國權威機構的名人辭典上,也赫然收入“沈忠厚”的條目。

在研究加長噴射鉆頭的同時,他又另辟蹊徑,先后于1982年、1984年開始研究自振空化射流鉆頭、聯合破巖鉆頭,并在理論和實踐上都取得重大突破。現場測試表明,在相同條件下,平均機械鉆速提高35%~45%。1991年,在阿根廷舉行的第13屆世界石油大會上,根據此成果撰寫的論文《新型射流理論及其在鉆井中應用前景》在大會上發表,受到與會者的廣泛好評。

春蠶到死絲方盡,蠟炬成灰淚始干

聽過沈忠厚講課的人,都有一個共同的體會:沈教授講課特別注意深入淺出,一個很抽象、深奧的原理,經其一過濾,就變得很形象、很淺顯,仿佛一切就在你的面前,舉手可觸;一個極抽象、極生動的道理,經沈忠厚老師輕輕點撥,即點石成金,形象得呼之欲出。

沈忠厚認為,課堂就是戰場。上戰場前必須做好充分的準備,不管這門課講了多少遍,他每一次講課前都必須重新備課,并及時補充最新的國內外信息。在講稿完成之后,他還得另外再編一個提綱,理出重點、難點,上課時,僅拿這個提綱即可。有的學生在第一次上沈忠厚的課時,很是吃驚:“沈教授怎么一個提綱講半天?”其中的緣由原來在這里呢!

沈忠厚極力倡導嚴謹治學,敬業樂道。他認為,作為一名教師,不能有一分熱,發一分光,應該有十分熱,發一分光,即他發這一分光,必須要有十分熱。沒有充足的熱量庫存,作為一名教師是不可想象的。他說,培養一名教師,比培養一名研究員、一名工程師要艱難得多。研究員的主要目的是認識世界,而教師,既要擁有認識世界的本領,又要擁有改造世界的本事。現在研究生、博士生,認識世界的本領是有了,但缺乏改造世界的本事。因此,沈忠厚主張,青年教師要多到現場去,不要讓自己的思想僅僅停留在理性層面上,要讓自己的知識轉化為生產力。

他是這樣說的,也是這樣做的。數十年來,他的足跡遍布中國所有的油氣田鉆井現場,在產學研方面做了大量工作,取得了顯著成績。他培養出的學生,有長江學者、教授、博導、學術帶頭人、高級工程師等,還有的走上了領導崗位。

1998年,沈忠厚70壽辰,中國石油大學老校長楊光華為他題詞:“水擊石穿尋地火,披肝瀝膽為人民。”這是老校長對沈忠厚的贊譽,更是對沈忠厚崇高人生追求和高尚學術風范的高度概括。2001年12月,沈忠厚當選為中國工程院院士。他的長虹志氣,他的孜孜探索,他的桃李滿園,他的清廉一生,無不體現著“石油人”身上閃著光的品質,無不彰顯著中國石油大學惟真惟實的校訓和勤奮、嚴謹、求實、創新的學風。




責任編輯: 李穎

標簽:沈忠厚,“鉆頭之父”