您所在的位置: 首页 新闻中心 基层动态 正文
航天江南:小小“关节” 钻入更深的能源世界
发布时间:2023-11-28     信息来源: 航天江南

一个看似平平无奇的电子元器件产品,却有着32根如银针般的金属芯条,它连接了电阻率、中子密度、声波等石油钻探工具,为7000米深井下钻探提供了有力支撑。这就是中国航天科工航天江南航天电器苏州华旃研发的高温高压连接器。

7000米的深井,对于钻探工具来说是多大的挑战呢?在4500米至6500米区域的深井,承受200℃、172MPa的高温高压。

井下175℃是一个坎,许多国内的钻井设备与技术在面临这个温度时都会产生一系列问题。苏州华旃所研发的高温高压连接器,正像是一整套钻井设备的“关节”。每次作业,大约几百个这样的连接器,连接了钻井设备的各个套组,起到了信号传输、稳定供电的作用。更为重要的是,它能够承受高温和高液压两种应用场景,为能源安全提供了源源不断的实力支撑。

“钻井需要靠密封结构来保证,一整套设备里,大部分是电阻电容这些元器件,在高温高压环境下非常脆弱,在深井环境下,一旦元器件报废,工具就会发生泄漏,里面会灌满泥浆、水等各种介质,一整套几十万甚至上百万的设备就报废了,甚至会造成钻井失败,酿成重大损失。”因此,能够稳定承压、确保安全的“关节”至关重要。

然而,攻克“卡脖子”技术,从来不可能一蹴而就。为了实现严苛环境下的高温高压承受能力,从2008年立项到2016年研制出能达到需求的产品,再到2018年正式大批量投产,研发团队可以说是破釜沉舟,十年磨一剑。

2008年,某知名能源服务商找到了苏州华旃,表示需要一款可以承受7000米深井的高温高压连接器组件。

在当时,要实现这个需求,在国内甚至国际来说,都尚属“刁钻”。一直到2013年,在无数次的测试后,团队都没有实现技术的攻破。“最大的难点不在于产品结构,而是怎么实现它的承受压性,承压能力达不到,就很容易漏液。但即使是解决承压后,陶瓷又可能会裂开,还可能遇到绝缘电路产品性能等诸多问题。”

因为长期的投入无产出,该服务商终止了这项合作。但科研创新故事之所以值得被讴歌,都在于研发团队的坚持和果敢。

“后来客户牵引没了,那我们就自己做!我们就是差了临门一脚,大的框架是没有问题的。”苏州华旃石油项目负责人杜建东表示,得益于当时的大环境,公司管理层也对石油领域的发展趋势充满信心。在那之后,团队上下继续瞄准目标,做出了一次又一次的尝试。

2014年开始,团队几乎是擦掉过往,一切重头来过。从基础原材料到烧结方法,每一个环节都进行了重新优化。光是这个器件中用到的陶瓷材料,团队就基本上跑遍了全国,“景德镇、宜兴、苏州……陶瓷做得好的厂家,我们能找的就都找。”

在经历了上千次的试错后,2016年,团队终于制出了能够满足要求的产品,2018年,能稳定运用于4500米-7000米深工具应用要求,最高承受200℃、172MPa的产品开始实现量产,保证了石油和天然气井下设备的电子组件及电气模块之间电气信号的长期可靠传输。

这项“卡脖子”技术突破了石油资源需要依靠进口的瓶颈,苏州华旃也终于凭借这项过硬的技术获得了更多国内外订单,真正在市场扎稳脚跟。之后,在此基础上,公司还开发出了更高规格的产品,能够适用于7000米以下的井深环境,承受260℃、200MPa的高温高压。如今,该系列营收已超亿元,近两年在国内海洋石油钻探设备用高温高压连接器及组件细分领域市场占有率居行业第1位。

这是一个高温高压连接器从“0”到“1”的故事,也是苏州华旃众多产品故事中的一个。面对更加广阔的万米以下超声井,以及环境要求更严苛的海井,苏州华旃任重而道远。而公司也将从高端元器件这一核心主营业务出发,新能源和数字经济高速发展的当下,推出更多新项目和新产品,在更多领域实现国产替代、国际一流,昂首阔步走在时代发展前沿。(文图/杜建东 王珺 王修)