《科技创新与品牌》杂志社院士天地

半世纪石油情缘


顾心怿院士顾心怿院士


        顾心怿,著名石油矿业机械专家,直接参与和见证了胜利油田50年的发现与发展史。顾心怿1937年1月生于上海市,1956年毕业于中央燃料工业部干部学校,1995年当选为中国工程院院士;历任玉门油矿、华北石油勘探处俄语翻译,华北石油勘探处机械厂技术员,胜利油田管理局机械技术员、机械工程师、科技攻关队长、研究室主任、研究所副所长、研究院副院长、教授级高级工程师、中国石油化工集团公司胜利石油管理局钻井工艺研究院总工程师等职;现任中石化胜利油田资深首席高级专家,并任山东石油学会常务理事、中国造船学会名誉理事,是中国海洋大学、天津大学、大连理工大学等院校的兼职教授和石油大学博士生导师。他首创适合开采深部油层和稠油的链条抽油机、研制出我国第一艘浅海座底式石油钻井船“胜利一号”、发明步行座底式钻井平台和液压蓄能钻井机。这些科技成就得到了国家有关部门的充分肯定。他曾获山东省科技最高奖、国家科技发明奖、国际专利和新技术新产品展览会金奖、何梁何利科学技术奖、全国“五一”劳动奖章,被评为石油工业特等劳模、全国劳动模范、全国重点表彰的优秀科技工作者、国家有突出贡献的科技专家,当选为全国政协九届和十届委员。
        从20世纪50年代华北地区的“华1井”开始,顾心怿参与了这片土地上早期石油勘探和胜利油田的开发建设全过程,与石油机械结下了半个世纪的不解情缘。当他将不断开拓创新的科研经历和淡泊名利的生活态度向我们娓娓道来时,我们无不为顾心怿院士的博大胸怀和人格魅力所折服。


        搞石油是缘分

        1937年1月的一天,在旧上海南市区一个简陋的里弄里,一个新生婴儿的第一声啼哭打破了这里的平静,这个婴儿就是顾家长子——顾心怿。由于和中华民族的深重灾难一起降生,这已经注定了他的一生将是不平凡的一生。
        顾心怿的父亲是南京路上的一名店员,母亲在家料理家务,他还有三个弟弟、三个妹妹,一家人的生活状况可想而知。为了将来能早一点帮忙养家,父亲把仅4岁半的顾心怿送到了学校。勤奋好学的他没有让家人失望,小学毕业后即考取了当地名校敬业中学。看着儿子的勤奋劲儿,原本打算让他去当学徒的父亲咬着牙硬撑着让他上了中学。在敬业中学这块校风激进的土地上,顾心怿受到了民主熏陶。1949年,12岁的他就加入了中国新民主主义青年团。1950年中学毕业后,他考取了由著名爱国人士黄炎培创办的中华职业学校。然而学费问题又摆在了他和父亲面前。天无绝人之路,正当他们为交学费发愁的时候,顾心怿得知中华职业学校受当时的燃料工业部委托办了一个石油机械班,到那里学习,不但不收学费,每月还发给11元生活补助,条件是毕业后服从国家分配。尽管明知道搞石油非常艰苦,他还是报了名。“只要能上学,再苦也不在话下。”顾心怿心想。 
        1953年中专毕业,正赶上国家实行第一个五年计划。顾心怿被推荐到中央燃料工业部干部学校专修俄语。由于思想进步,成绩优秀,1955年他光荣地加入了中国共产党,那时他才18岁。从此,他坚定了自己的人生观,那就是他在入党志愿书中所说的:要为国家的富强、民族的振兴,为人类最美好的未来奋斗终身,要做党的机体中的一颗健康的细胞。
        从1953年到1956年,在北京上了整整3年大专,这期间顾心怿没回一次家。“因为没有钱啊,每到放寒暑假的时候,我就跑到北京火车站去看看。那个时候我最大的愿望是有二十八块五毛钱。因为一个单程是十四块两毛钱,来回是二十八块四,剩下一毛钱我买两个馒头就可以回家了。”毕业后,顾心怿毅然放弃了北京优越的条件,主动要求去大西北,去石油工业前线工作,从此与石油结下了半世纪的不解之缘。


本刊总编辑刘人怀院士与顾院士(右)亲切交谈本刊总编辑刘人怀院士与顾院士(右)亲切交谈

采访中本刊记者与顾院士合影(右二:顾心怿--左二:宋晖--右一:刘亮--左一:吴浪)


        搞科技是兴趣

        玉门,荒凉而一望无际的戈壁滩,坐上汽车几天都难看到一个人,这是顾心怿看到的与上海的繁华完全不同的大西北。他给我们讲了一个故事:当地老百姓造出的牛车非常有特色,它的轱辘有两米多高,从侧面根本看不到牛的身影。后来才知道是因为当地戈壁滩上高低不平的石头特别多,大轱辘才能平稳赶路。就是这个牛车让顾心怿感受到了老百姓的聪明与力量,他希望能用自己的努力给人们带来更多的幸福。于是,即便落差很大,他依然下定决心,要在这块一年四季“一张羊皮随身带,白天穿,晚上盖,天阴下雨毛朝外”的土地上扎根,为石油科技事业奉献一生。                      
        旧中国的石油工业十分薄弱,1949年,全国原油年产只有12万吨。新中国成立后,石油的短缺严重制约了国民经济的发展。1956年10月,华北石油钻探大队在山东、河北交界的南宫县明化镇开始钻探华北地区第一口基准井——“华1井”。因为用的是从原苏联进口的气控钻机,有苏联专家在现场提供技术服务,顾心怿从玉门调到井队做翻译工作。1957年8月,“华1井”在钻进中发生井漏,苏联专家突然奉命提前撤回,钻探一下陷入困境。看着中国由于缺乏技术而导致的现状,顾心怿的心中产生了当一名石油机械专家的冲动。苏联专家撤走,作为翻译,顾心怿被通知回北京重新安排工作。但是他想到了在给苏联专家当翻译时学了不少技术知识、看过很多苏联方面的技术资料,而且原来学过机械专业,对科技工作又有兴趣,于是立即打报告给上级要求留在钻井队。报告得到批准后,顾心怿被任命为机械技术员,从此开始了由翻译向技术人员的转折。
        在广阔的华北平原上,从“华1井”开始,我国的石油勘探队伍先后转战河北、河南、山东,在长时间大跨度的勘探施工中,不管哪里需要石油机械方面的技术支持,井场上总能见到顾心怿的身影。“尽管我没有较高的学历,但是我有为祖国奉献的强大精神支柱,有长期坚持在野外、在基层、在生产和科技一线的实践经验,有努力自学、刻苦钻研、不断积累知识的决心,终于为今后的创新打下了基础。”
        1961年2月,东营地区第一口探井——“华8井”开钻,见到了良好的油气显示。为了保证顺利钻探,当时已是华北石油勘探处济南机修厂技术负责人的顾心怿主动请战,带上几名工人赶到东营。当“华8井”取岩芯时,老式的苏制取芯工具内径太小,松散的油砂岩芯怎么也取不出来。井队队长对顾心怿说:“你是搞机械的,能否帮我取岩芯?”顾心怿把钻井的工人召集起来,讨论解决方案。有个工人说:“苏联产的岩芯管太细,岩芯跟屎橛子一样细。”听了这话,一个灵感突现在顾心怿的脑子里:既然太细,那就把细的搞粗。在极其简陋和困难的条件下,顾心怿没几天就设计、制作出了比原先岩芯管断面面积增加了4倍的新岩芯管。工人们用了顾心怿设计的大直径取芯工具,成功地取出了东营地区第一筒大直径油砂岩芯。1964年4月,“华8井”成为华北地区第一口出油井,并作为胜利油田的发现井载入新中国石油工业发展的史册。大直径取芯工具是顾心怿取得的第一项科技成果,这也使得他在一线亲身感受到了科技的力量。也因为这个科技成果,1969年顾心怿作为中国专家被派往阿尔巴尼亚指导他们解决取芯难题,任务完成得非常出色。顾心怿从事科技工作的兴趣也越来越浓厚了。


讨论长环型齿条抽油机的试制(右一为顾心怿)讨论长环型齿条抽油机的试制(右一为顾心怿)


        搞创新是法宝

        从1963年起,顾心怿参加了钻井刮刀钻头的研究设计,研制出“千米钻头”,即一次下井能钻凿1000米以上深度的创记录的钻头。
        1964年1月25日,党中央、国务院正式批准,在东营地区展开继大庆油田会战之后的又一场大规模的石油勘探开发会战,顾心怿被任命为工程师,并担任胜利油田采油攻关队队长。为解决 “磕头机”对稠油和深井采油效果不太理想的难题,1966年,顾心怿开始研制一种新型抽油机。他集思广益,另辟蹊径,找有经验的同志座谈讨论,试图找出新方案。他们提出许多想法,不一定切实可行,但大大扩展了顾心怿的思路。其中一位老师傅提出自己家乡采水的解放式水车,对顾心怿很有启发。他想,“用这种落后的水车在很深的油井中抽油是不可能的,但是,解放式水车的链节一上一下地做长行程运动,抽油机不也需要长行程吗?”于是他经过刻苦探索,“链条抽油机”草案设计出来了。
        然而,正当研究进入关键时刻时,“文革”开始了,顾心怿“靠边站”了。但是他坚持只有创新才能达到质的飞跃,顶着压力继续搞设计。岁月蹉跎的十年间,他没有蹉跎自己的人生,而是阅读了数百本专业书籍,和采油工人进行过无数次交谈,终于在1973年制成世界第一台新型链条抽油机。1978年,这项成果获得了全国科学大会奖,1980年获国家发明二等奖。美国《世界石油》杂志撰文说:“在中国的胜利油田,我们惊奇地看到了中国工程师设计的链条抽油机。”目前,这种抽油机在全国各地油田推广应用近3000台,增产原油数百万吨,创经济效益数十亿元。
        20世纪70年代中期,胜利油田揭开了向渤海湾滩海地区采油的序幕。由于没有浅海石油钻井设备,起初全靠人工挖泥筑堤打井。1975年,顾心怿就目睹了万名民工围海筑堤的情景:成群结队的民工推着独轮车,在海滩上艰难地行进。他们吃的是窝窝头加咸菜,住的是临时挖成的阴暗潮湿的地窖。乍暖还冷,寒风凛冽,有上千人染上了感冒。这种落后的工作方式揪住了顾心怿的心:应该有一种新的机械或者设备,取代这种陈旧原始的工作方式。用什么机械设备取代呢?他当时就回去查找资料,终于发现美国有一种浅海使用的船,靠挖沟进入井位,但是稳定性不太好。因为这是国家急需的设计,而且有价值,院领导支持他的设想。天时地利人和,经过1000多个日日夜夜的刻苦攻关,1978年10月,我国第一艘座底式石油钻井船“胜利一号”终于顺利下水,在第一口试验井上,拖航、座底、钻井、起浮、退场取得一次成功。从此,中国有了第一艘浅海座底式石油钻井船,填补了中国浅海钻井装备的空白,开创了中国浅海勘探的新局面。这项成果获得国家科技进步三等奖。
        “胜利一号”钻井船虽然成功地在浅海钻井了,但是它还不能在水深不到1.5米的极浅海区、潮汐带和海滩沼泽区钻井,因为水深不够时它要“搁浅”,动不了。于是顾心怿又开始新的“攻关”。有一次在浅海区搞现场调研时潮退了,船搁浅了,正在苦苦思索的他突然看到有人在涉水一步一步走向海岸,突然一个灵感闪现了:“为什么不能造一座像人那样会涉水走路的钻井平台呢?”让几千吨重的钻井平台长出两只脚,在烂泥海滩上走路,那不是天方夜谭、异想天开吗?但他没有放弃,而是执着地设想、学习、研究、计算,执着地争取领导和各兄弟单位的支持帮助,在大家的共同努力下,1988年秋,一个会走路的世界上最大的“机器人”在青岛北海船厂建造成功。这个“机器人”就是顾心怿设计的第二条钻井船——极浅海步行式钻井平台。这条会行走的钻井平台取名“胜利二号”。“胜利二号”独具的“步行爬滩”技术,使胜利油田在海陆过渡带钻探成功了一批石油勘探开发井。该项成果获1991年中国专利金奖,1992年全国十大科技成就奖和1995年国家发明二等奖。顾心怿是首位发明人。正是以“胜利一号”、“胜利二号”为开端,胜利油田浅海石油事业从无到有,发展到现在已能年产200多万吨原油。
        到20世纪90年代,顾心怿将研究方向对准了油田主要设备之一的修井机。以前修井要用大功率柴油机来驱动,一会儿空载,一会儿又是重负荷,能量和燃料消耗巨大。“如果能把动力机空载时没有利用的能量储存起来再加以利用,是不是能达到节能的效果呢?”顾心怿经过对4台样机的反复研制与改进,发明了外形和原理都不同于常规机的液压蓄能修井机,并获得1995年中国专利金奖、美国和加拿大专利授权。这种修井机现在已有六台样机在作业试验,试验期间已修了700多口井,效果很好,节能很多,现正在逐步产业化。2003年2月,液压蓄能修井机获国家发明二等奖。

        心胸豁达是养生之道

        年逾古稀,顾心怿依然精神矍铄,谈吐有力。他笑谈养生之道:“心胸豁达是关键,年龄大了,就不能像年轻时那样拼命,要量力而行,晚上少加班,人不服老不行,这是自然界的科学规律。按照规律办事,遵从自然法则,一张一弛,这才是科学的养生之道”。
        除了搞科研,他最大的爱好就是唱歌。他喜欢唱《渔光曲》、《五月的风》等上世纪30年代上海流行的老歌曲,也能跟孙儿们一起哼唱《老鼠爱大米》等流行歌曲。顾心怿说:“歌曲的旋律是个非常奇妙的东西,它会让你不由自主地投入到其中。我在思考问题的时候就习惯这样哼唱。我的很多研究就是在这种状态下产生的。”
        半个世纪,顾心怿院士见证了东营的每一次成长,而东营,也赋予了他事业与家庭生活的双丰收。谈起自己的家庭,顾心怿的脸上溢满了幸福。他告诉我们,老伴是当时胜利油田最漂亮的姑娘,她一心照顾家庭无怨无悔,使他能集中精力搞好科研工作。他的三个孩子都在东营,儿孙们都很孝顺。现在,顾院士最大的愿望就是身体健康,能够继续为石油机械科技做出贡献。