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十年磨一剑,看光纤传感网络怎么帮这个小研究所拿到科技进步奖

时间:04-10 来源:科技日报 点击:

专家看法:
中国工程院院士姜德生:项目组解决了光纤传感技术在井下高温、高压、井深等恶劣环境下应用的难题,达到国际先进水平。

中海石油公司:上海分公司一口天然气开发评价/调整井完井后,完全具备自喷生产能力,从井下3600多米处的永久式光纤温度压力传感系统传来地层压力为29MPa,井下温度为130℃。该系统具有自主知识产权,填补了国内空白。

走近成果:"中国章鱼"如何打破欧美垄断?
"我们把一根发丝般粗细的光纤延伸到四五千米深的地下,上面串着的多个传感器仿佛‘章鱼的触角’,准确地读取地下温度、压力、流量、含水率等关键信息,这是油气井提高采收率的关键。"

当山东省科学院激光所书记王昌说这番话的时候,这项达到"国际先进水平"的项目已经装备到了陆上的胜利油田、辽河油田和海上的中海油,并得到了"表现甚好"的评价。

十年磨一剑,表面上看似简单的装备其实并不简单。
"目前全球平均原油采收率35%,老油田剩余储量依然相当可观。"中石油经研院《2014年国外石油科技发展报告》显示,"如果全球采收率提高1%,就会增加可采储量50多亿吨,相当于全球两年的石油消费量。"正因为此,国家正编制的《油气行业"十三五"规划》中,"推进科技创新不断提高油田采油率"将作为"十三五"油气行业发展的一个重点。

粗不过成人胳膊的油井,深入到地下数千米,井下温度高、压力大,并且井中可能含有硫化氢、二氧化碳等腐蚀性介质。极端恶劣的环境考验着下探测油气的电子设备。长期以来,石油人不得不忍受频频更换"一次性"常规电子测试设备的麻烦,这成为中国石油人的"心头之痛"。

"我们急需研制一种体积小、耐高温、耐腐蚀、长期稳定、能实时显示井下多种参数监测系统。"中石油经研院的呼唤代表着中国石油界的心声。

"对我们来说,不仅仅要干好科学家的任务,做出实验室样品,更要抗住工程师的活,将样品打造成工程化应用的产品。"在王昌心目中,样机通向井下是最难的,"第一,粗不过成人胳膊的油井要求,你必须把设备做小,做大容易做小难,我们做成了‘擀面杖’大小的设备;第二就是‘细如发丝’的光纤如何深入地下四五千米?你必须要有一定机械强度,用坚硬的外壳套住光纤,保护住它,并往下走;第三,穿越地下或者高温,或者腐蚀的地层,你必须把外壳之间的焊点密封好了,因为一旦进入液体就会前功尽弃。"

用专业的人干专业的事情。在解决了传感器和解调仪检测终端的核心技术问题之后,课题组选择将配套工作交给伙伴--国内做光缆的"老大"长飞光纤光缆公司和做特种缆的中电八所。这种术业有专攻的科研方式为项目的成功起到了重要作用。

2010年4月7日注定与往常不同。这天,新华社刊发一条通稿,"中国研制成功首个可在高温高压油井下使用的光纤压力传感器",标志着中国光纤测井技术已经打破欧美国家的技术垄断。经姜德生、苏义脑、方家熊三位院士评估,项目首次采用多种光纤传感技术应用于井下实时监测,在应用于油气领域的光纤传感研究方面有突出创新,整体达到国际先进水平。

历史是什么?创造历史的人最有发言权。在长达六年的时间里,课题组在国内首次自主研制出了可在温度220°C和压力100MPa下长期使用的固定式高精度光纤压力传感器,解决了常规电子传感器和光纤压力传感器存在的温度干扰问题,并成功解决了传感器及光缆的密封技术,在光纤敏感元件的耐高温高压和耐腐蚀的封装与保护技术方面取得了一系列创新成果。

成功应用比技术的突破更振奋人心:项目先后在胜利、东海、克拉玛依、辽河等多个油田落地,提高了油气采收率5%-10%以上。近三年来,累计增产油气当量10.49万吨,新增经济效益3.24亿元。

(三)
"海洋监测浮标技术体系及在国家海洋监测网中的工程应用"是什么?
一句话理解项目:


不论是在渤海、黄海、东海、南海,钓鱼岛海域,乃至北极地区,海洋监测浮标技术体系在中国及周边的海洋上编织了一张巨大的"网",它每日定时测量并且发报出海流、海温、潮位、风速、气压等20多种水文气象要素,充当着国人海洋活动的"保护神"。

专家看法:
中科院资深院士文圣常:王军成以其研制的浮标将我国的认知视野从大陆延伸到海洋,将我国海洋环境浮标监测理论及技术推至顶峰。

中国工程院院士侯保荣:王军成解决了海洋资料浮标在海上跑锚、倾覆、断链、水文气象数据准确测量、数据通信等一系列理论和技术难题,成功研制出我国具有自主知识产权的、能够适应恶劣海洋环境的大型海洋资料浮标系统。

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