20世紀50~70年代,我國石油工業使用的油套管,主要依賴從國外進口,國產所占比例不到5%,主要生產企業是鞍鋼、包鋼和成都無縫鋼管廠。受國家整體工業實力所限,當時這幾個廠家的裝備條件和生產技術十分落后。國產油套管產量低、品種少、質量差,遠遠滿足不了我國石油工業發展的需求。與之形成鮮明對比的是,國外油套管企業,如日本新日鐵、住友金屬、日本鋼管、川崎制鐵、西德曼內斯曼、美國美鋼聯、法國瓦盧瑞克、意大利達爾明等,清一色都是國際一流大鋼廠,他們生產油套管均是從煉鐵、煉鋼、軋管開始,直至最后螺紋加工,采用全產業鏈的生產工藝和設備。
如何加快提高我國油套管制造的整體水平,是擺在冶金和石油兩大行業面前十分緊迫的問題。
套管、油管及鉆柱構件(鉆桿、鉆鋌、方鉆桿等),統稱油井管。我國油井管的消耗量,按鉆井進尺5kg計算,大體每鉆進一米,需要油井管62kg,其中套管48kg、油管10kg、鉆桿3kg、鉆鋌0.5kg。油套管需求量占油井管總量的93%。
油套管在石油工業中的重要地位,不僅表現在用量大、花錢多,更重要的是,油套管的質量、性能和石油工業關系重大。油套管工況條件惡劣,油管柱和套管柱通常要承受幾百甚至上千個大氣壓,幾百噸的載荷以及嚴酷的腐蝕。油套管的壽命影響油井壽命,油井壽命又決定油田的壽命。油套管的安全性和使用壽命,直接影響著石油工業的發展。
20世紀70年代,我國擬引進日本新日鐵的技術和設備,在上海寶山建設國際一流水平的大型鋼鐵聯合企業。我敏銳地認識到,這是油井管國產化的一次良好機遇。于是,在冶金部召開的幾次會議上,竭力建議寶鋼一期工程一定要有無縫鋼管生產線及油井管螺紋加工生產線。
1983年3月1日至9日,國家科委和冶金部在上海召開全國低合金鋼與合金鋼工作會議,時任國務院副總理方毅主持會議。會議代表參觀了建設中的寶鋼并進行了討論。作為石油行業代表,我不想失去
這難得的機會,在會上作了發言,題為“國產油并管存在的問題及逐步實現國產化的建議”。對寶鋼無縫鋼管生產線的建設感到很振奮,并指出:我國油并管的巨大缺口和品種、質量方面存在的嚴重問題,僅靠寶鋼的一條現代化無縫鋼管生產線是不夠的,建議引進國外先進技術和裝備,再建設一座世養一流水平、覆蓋油井管全部規格的全產業鏈的無縫鋼管油套管廠。
1989年,寶鋼Φ140mm無縫鋼管生產線投產4年,將我國油并管產量增加到了9.45萬噸。油井管國產化率雖有所提高,但也僅為10%,而那時天津鋼管公司剛剛開始建設,我國油套管的生產仍處于起步階段,難以滿足石油工業的需求。
在1989年6月召開的全國第四次低合金鋼與合金鋼工作會上,我又一次代表中國石油物資公司和管材中心,做了題為“關于開展石油管材聯合科技攻關的建議”的大會發言,指出:
我國無縫鋼管生產技術落后,油井管發展相當緩慢。鉆桿在50年代即開始試制,30多年過去了,現在仍然是100%進口。油、套管的進口率也高達90%。鞍鋼無縫管廠迄今只能生產低鋼級平式油管,成都無縫管廠和包鋼無縫管廠只能生產低鋼級套管。根據1987-1988年對進口與國產油套管質量復驗結果,日本進口管不合格率3%,而國產管材30%不合格。
國產石油管材自給率低的原因是多方面的,最主要的是產品質量差,并對油井管質量問題存在一些模糊認識,浮淺地認為油井管不過就是一種普通無縫鋼管而已,以致出現的質量問題得不到重視,一直不能根本解決。
我國進口油井管所需外匯已達出口原油換匯的30%,今后還將增長。因此,下功夫提高國產管材質量,逐步取代進口,已成為當務之急。
這是我站在國家層面上,在油井管國產化方面第四次提出的重要建議。
我的大聲疾呼,引起了相關方面的重視。1990年11月28日,中國工業經濟協會第142期《工業經濟內參》發表了采訪我撰寫的《石油管材依賴進口的狀況亟待解決》一文。文章的開頭寫道:
據中國石油天然氣總公司管材研究中心副主任李鶴林和中國石油設備協會程子棠同志反映,我國在石油用鋼的總量中,管材占60%以上,但石油管材迄今主要依靠進口。油井管的進口量占需求量的90%以上,每年需花費外匯幾億美元。
隨著石油工業的發展,我國對石油管材的需求量與日俱增。近年來,全國陸上石油每年約需油井管80萬噸,油氣輸送管20萬噸,海洋石油也需要相當多的管材。
油井管的化學成分、冶金質量、力學性能、殘余應力以及外徑、內徑、壁厚、圓度、直度、螺紋參數等,都有很嚴格的要求。特別是隨著高壓噴射鉆井、定向鉆井、叢式鉆井、熱采井技術的推廣應用,油井管的技術要求將愈來愈高。但我國油井管生產技術落后,產品質量未過關,這是我國油井管自給率低的主要原因。有關方面應立即采取有效措施,系統地、扎扎實實地對石油管材進行科技攻關,盡快滿足需要。
內參的最后是我和其他專家的三條建議:
石油管村的科技攻關,應是生產和使用兩方面的聯合攻關。
在政關內容上應循序漸進、“八五”期間應首先在已投產的低鋼級管材上下功夫,然后再擴大品種、規格和數量、并逐步試制高鋼級的管材、在質量上應與進口產品同等要求、除按API標準檢驗外、還要用中國石油物資公司向國外訂貨的補充技術條件進行檢驗和評價、
在攻關組織形式上,建議由冶金部和石油天然氣總公司組織其下屬單位,并邀請中科院金屬所組成聯合攻關機構。
這份內參引起了有關決策部門的重視、次年、國家批準由冶金部和中石油聯合承擔國家重點企業開發項目:高質量油井管開發。這是我國高質量油井管發展史上的重要節點。
1991年7月2日,冶金部和中石油組織論證會,正式啟動了這個項目。項目承擔單位為成都無縫鋼管廠、寶鋼無縫鋼管廠、鞍鋼無縫鋼管廠等三個油井管生產企業和冶金部鋼鐵研究總院、組長單位是成都無縫鋼管廠。我為項目的專家組成員、該項目的兩大開發目標是:達到年產高質量油井管15萬噸的實際生產能力;批量開發一定數量的高強度、高抗射孔開裂性能、高抗擠毀和抗硫化氫腐蝕等高性能的油套管、供油田試用、項目完成期限為1995年12月底,總投資1720萬元。
冶金部副部長殷瑞鈺和中石油副總經理李天相出席了啟動會。李天相在講話中特別指出、本項目的承擔單位沒有列入石油管材研究中心,是因為掛靠該中心的石油管材質量監督檢驗中心是一個必須保持第三方公正地位的機構,是本項目的“裁判員”,不允許既當“運動員”又當“裁判員”。
會上,李天相還對我說:“你們擔負的任務十分繁重,包括技術監督、失效分析,還有油井管工程應用方面的科研工作,你們的工作關系本項目的成敗!”殷部長建議我多去鋼廠走一走,指導幾個鋼管廠的油井管開發工作。
各自為政、小打小鬧的技術開發,終于成為國家統一組織下的聯合攻關。至此,冶金和石油兩大系統摒棄前嫌,形成了合力,事情就好辦多了。作為本項目專家組成員和管材中心主任,我按照李天相和段瑞鈺兩位領導的要求,扎扎實實做了大量的工作。