在塔克拉瑪干沙漠腹地，為鉆進(jìn)萬米深井助力；在東海之濱，為下探深海氣田“打輔助”……衡鋼自主研制的特殊扣油套管、深水鋼懸鏈立管等產(chǎn)品，打破國外技術(shù)壟斷，支撐能源“超級(jí)工程”。以衡鋼標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的鋼管，打破API（美國石油協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)，走向世界。

近日，記者走進(jìn)衡鋼，看企業(yè)推動(dòng)科技成果加快轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的生動(dòng)實(shí)踐。

3月26日，湖南鋼鐵集團(tuán)衡陽鋼管（集團(tuán)）有限公司生產(chǎn)車間，生產(chǎn)線正在加工鋼管。衡鋼生產(chǎn)的鋼管助力我國萬米油田深井鉆探。湖南日?qǐng)?bào)全媒體記者 辜鵬博 攝

問地萬米，油套管做到滴“油”不漏

眼下，在中國第一口科探井——深地塔科1井，由衡鋼制造的四開特殊扣油套管準(zhǔn)備就緒，等待下到萬米深井。

深地塔科1井于2023年5月30日開鉆，設(shè)計(jì)井深11100米，是我國“深地工程”首個(gè)“萬米深井”。井身采用五開結(jié)構(gòu)，自上而下要穿透10多套地層層系，項(xiàng)目施工面臨特深、超高溫、超高壓、超重載荷等多重困難。

油套管主要起支撐井壁、建立油氣通道的作用。每根油套管長11米，通過螺紋連接起來。油套管能否做到滴“油”不漏，關(guān)鍵核心技術(shù)就在螺紋的性能。

深地塔科1井使用的三開套管采用衡鋼特殊扣油套管。井隊(duì)人員一致稱贊衡鋼套管對(duì)扣上扣容易，上扣一次合格率達(dá)100%。“首戰(zhàn)”告捷后，四開特殊扣油套管訂單花落衡鋼。

“套管首次下井萬米，設(shè)計(jì)難度前所未有。”衡鋼技術(shù)中心首席專家李小兵介紹，從井口到井下，從一開套管到四開套管，套管依次由內(nèi)向下套。越往深走，套管直徑越小，面對(duì)更高壓力、更高溫度。

從三開到四開，套管之間僅留有8毫米間隙，接箍扣不能變薄，也沒有空間增厚，只能在其結(jié)構(gòu)上想辦法。

經(jīng)過無數(shù)次推倒重來，研發(fā)人員終于找準(zhǔn)“竅門”，創(chuàng)造了一種新的密封結(jié)構(gòu)。加工公差要求控制在0.01毫米級(jí)，好比在100毫米厚的螺母上雕出毫米級(jí)的“螺紋花”。

經(jīng)過各類復(fù)合試驗(yàn)，衡鋼自主研發(fā)的深地塔科1井四開特殊扣油套管，始終保持嚴(yán)絲合縫，承載能力超過了實(shí)際使用要求的30%以上。

目前，在我國塔里木地區(qū)、西南油氣田等能源重地，衡鋼高端油氣管用于8000米以上的油氣深井多達(dá)110多口。

3月26日，湖南鋼鐵集團(tuán)衡陽鋼管（集團(tuán)）有限公司生產(chǎn)車間，鋼管準(zhǔn)備運(yùn)輸出廠。湖南日?qǐng)?bào)全媒體記者 辜鵬博 攝

挺進(jìn)深海，鋼管雖薄卻韌性十足

1524米！這是我國首個(gè)自營超深水大氣田——“深海一號(hào)”氣田從水面到海底的最大深度。相比鉆地，探海面臨的是不一樣的嚴(yán)峻考驗(yàn)。

鋼懸鏈立管被認(rèn)為是連接水面到超深海底最主流的一種方式，是深水油氣田開發(fā)的核心技術(shù)裝備之一，用于打造輸送深海天然氣的“咽喉”要道。

此前這一領(lǐng)域一直被美國特納瑞斯等世界鋼管巨頭壟斷。衡鋼憑著在鋼管領(lǐng)域積累的技術(shù)實(shí)力和品牌效應(yīng)，爭取到了客戶信任，與客戶攜手開展“卡脖子”技術(shù)難題攻關(guān)。

“水越深，需要的立管數(shù)量就越多。每一根立管之間相互連接的地方，都是一個(gè)疲勞性能的薄弱環(huán)節(jié)，增加了它在海底的風(fēng)險(xiǎn)?！焙怃摷夹g(shù)中心IPD管線管組經(jīng)理?xiàng)顚汖R介紹。

以一根鋼懸鏈立管12米計(jì)算，1500多米的深度至少需要120根鋼管，也就意味著有100多個(gè)鋼管焊接點(diǎn)。為了做到嚴(yán)絲合縫，研發(fā)人員最大限度縮小鋼管內(nèi)徑公差。

“我們對(duì)管道的內(nèi)徑公差要求是0.5毫米，相當(dāng)于一枚硬幣厚度的四分之一。”楊寶齊介紹。

超深帶來的另外一個(gè)難點(diǎn)是：深度越大，溫度就越低，鋼管的韌性和強(qiáng)度也會(huì)越低。這好比放在冰箱冷凍室的食物受到外力作用，容易碎裂一樣。

技術(shù)人員從成分和源頭上進(jìn)行設(shè)計(jì)，在強(qiáng)度和硬度中找到了一個(gè)完美的匹配值，使得鋼管在超深水零下30攝氏度的環(huán)境中，依然能夠保持超高韌性。

“交付標(biāo)準(zhǔn)要求是零下30攝氏度，試驗(yàn)證明，我們的鋼管可以應(yīng)對(duì)零下50攝氏度。”楊寶齊說。最終，衡鋼自主研發(fā)的大口徑深水鋼懸鏈立管順利交付使用，為我國海洋石油勘探開發(fā)能力向著超深水全面邁進(jìn)貢獻(xiàn)了鋼鐵力量。

走向國際，“衡鋼標(biāo)準(zhǔn)”讓全球客戶吃“點(diǎn)菜”

無論是陸地油田，還是海上油田，鋼管作為基礎(chǔ)材料，是能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支撐。

“實(shí)施產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)再造，激活新質(zhì)生產(chǎn)力，這是我們不斷努力的邏輯和目標(biāo)。”衡鋼技術(shù)中心IPD油套管組經(jīng)理卓釗說。

他向記者分享了一個(gè)故事。

早在2006年，國內(nèi)沒有油套管螺紋設(shè)計(jì)和加工技術(shù)，國內(nèi)重大石油工程應(yīng)用的鋼管需要進(jìn)口，采用的是API（美國石油協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)。

核心技術(shù)不能受制于人！衡鋼人從零開始，瞄準(zhǔn)高端，以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，全力拼技術(shù)。

2007年，衡鋼成功研制適用于深度小于4500米淺層井的特殊扣油套管產(chǎn)品。2010年，衡鋼開發(fā)出適用于4500米至6000米中深井的特殊扣油套管產(chǎn)品。2019年，衡鋼突破創(chuàng)新，開發(fā)出可應(yīng)用于8000米以上超深井的高性能特殊扣油套管，產(chǎn)品性能達(dá)到世界先進(jìn)水平。

持續(xù)接力創(chuàng)新，才有了產(chǎn)品的迭代升級(jí)。更重要的是，衡鋼研制開發(fā)了多種非API標(biāo)準(zhǔn)的石油套管，形成了自己的HS產(chǎn)品系列，包括鋼級(jí)和螺紋類型，豐富了國產(chǎn)石油套管的規(guī)格品種。

“‘HS’中的‘H’，就是衡鋼的代名詞。如今，‘衡鋼標(biāo)準(zhǔn)’走向國際舞臺(tái)，衡鋼已成為全球無縫鋼管‘超市’，全球客戶可在此吃到滿意的‘點(diǎn)菜’?！弊酷撟院赖卣f。

瞄準(zhǔn)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的機(jī)遇，衡鋼不斷適應(yīng)市場需要，培育壯大新動(dòng)能新優(yōu)勢。