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●從國產化鑽頭研發，到解決世界級難題——深海鑽井管柱安全問題，劉清友突破了我國在石油鑽井裝備領域諸多「卡脖子」技術，成為我國石油機械領域的學科帶頭人之一。
●目前，國內最複雜難鑽的鑽頭，90%都採用了劉清友團隊研發的技術生產。這套技術打破了美國的壟斷，出口到美國、加拿大、俄羅斯等30多個國家，2009年，他因此獲得國家科技進步獎二等獎。
上世紀70年代，重慶開縣（今開州區）南雅鎮，一個地質隊的到來，打破了山坳裡的平靜。他們白天出門鑽井找石油，晚上借住在一戶劉姓人家。誰也不承想到，這樣一段簡單的接觸，在劉家老三、年僅10歲的劉清友心中埋下了種子。
轉眼40多年過去。11月，北京釣魚臺國賓館，55歲的劉清友和鍾南山、樊錦詩一道，登上了我國社會力量創立的最大科學獎勵基金——何梁何利基金的領獎臺。
憑藉過去幾十年在石油鑽頭及裝備的理論、實驗、產品及應用研究傑出的成就和貢獻，劉清友作為今年能源資源領域唯一一人，獲得何梁何利基金2020年度「科學與技術進步獎」。
頭髮斑白，穿著樸素，厚重的黑框眼鏡度數高達上千度。作為成都理工大學的校長，「他沒有一點官員架子、導師架子」，穩重、謙遜是學生們普遍對他的評價。
他很忙，採訪中常被電話打斷。但掛掉電話，他又能迅速回到採訪中，不疾不徐，將他的「鑽頭人生」娓娓道來。
□四川日報全媒體記者 徐莉莎
A 鑽頭緣
山坳裡來了地勘隊
能源資源，是國家經濟社會建設的重要支撐。我國油氣對外依存度高，天然氣40%以上靠進口，石油對外依存度達到70%以上。
「這將嚴重威脅國家安全！」劉清友說，作為油氣專業的科技人員，應該有擔當，為國家突破一些關鍵技術。
這份擔當從何而來？故事還得從劉清友童年時說起。
1965年出生的劉清友從小家境貧困，在他10歲那年，村裡來了地質隊，他們來開縣做石油勘探的前期物探。他們在劉家住下，白天就出門打勘探井找石油。
那時石油勘探技術條件簡陋。物資靠肩挑背扛，地質隊員們手工搭井架，先打個井眼，再放炮，通過對地震波的分析了解地下有沒有油氣資源。
10歲的劉清友看得很認真，怎麼鑽井、用了什麼鑽頭和鑽機。他第一次見到了金剛石，一下就對鑽頭產生了興趣。
但是另一方面，他也覺得這些方法很原始，長期在野外工作，體力勞動強度也大。那時的劉清友開始琢磨，「如果以後能考上大學，一定要設計一些先進的設備給他們使用！」
少時的這段經歷，成為劉清友一直堅守石油裝備領域的初心，為他「能源強國」的夢想埋下了希望的種子。
1977年，大哥參加「文革」後首屆高考，考入重慶大學鋼鐵冶金專業。這讓他看到了目標和希望。「真真切切地看到高中畢業後可以上大學，於是下定決心，刻苦學習。」
1982年，劉清友考上了西南石油學院。因為喜歡機械，他填報了石油礦場機械專業，正式開始接觸石油裝備。
進入大學後，劉清友沒有一天放鬆對自己的要求。大學4年，他的成績在全年級一直名列前茅。彼時，西南石油學院的機械製造專業創立不久，他成績優異又是黨員，畢業後按照學校安排，在這個專業任教。
在學校的鼓勵下，他考取了重慶大學機械製造專業的研究生，他的研究領域是金屬切削原理及刀具，具體就是研究金屬加工刀具的材料及結構如何影響加工效率和刀具壽命，和後來的石油鑽頭設計有直接聯繫，這段經歷為他今後的研究打下堅實的基礎。
當時，這是一個冷門專業，全校就劉清友一個人選。導師給了他「VIP待遇」：每周單獨授課，布置七八本書課後閱讀，看完後提交總結，下一周再講解。就這樣循環往復，讓他對刀具設計和刀具材料產生了濃厚的興趣。
當年碩士畢業只需 28個學分，他修了近40個學分。各專業的課，劉清友都去聽，一些課程聽了也沒要學分。提起這段時光，劉清友總是很感激，「極大地拓寬了我的知識面，獲益匪淺」。
B 鑽頭勁
坐得板凳十年冷
劉清友真正從事鑽頭研究，是從1994年博士階段開始的。
鑽頭不到，油氣不冒。看似不起眼的鑽頭，實際上卻是石油裝備領域的「小巨人」。鑽頭是決定鑽井效率和鑽井成本的關鍵因素，直接影響鑽井成本（30%-70%）。
「上天不易，入地更難。」此前，我國石油鑽頭技術主要依靠美國。上世紀80年代初，我國先後從美國引進牙輪鑽頭和金剛石鑽頭生產線，一條在武漢，一條在成都。但美國拒絕轉讓鑽頭設計分析等核心技術，部分高端鑽頭產品甚至對我國禁售，油氣開發在很大程度上受到制約。當時的石油工業部決定成立我國第一個鑽頭研究室，自主開展鑽頭基礎研究。
1994年開始博士學習後，劉清友便進入由中國牙輪鑽頭研究奠基人——馬德坤教授領銜創建的西南石油大學鑽頭實驗室內從事相關課題研究。
當時計算機已經進入石油裝備研究者的視野。在馬德坤教授指導下，劉清友走上了計算機仿真的路子。
鑽柱系統振動是鑽頭異常失效的主要原因之一。前些年國內外在鑽頭設計分析時，沒有考慮鑽柱振動對鑽頭的影響，劉清友便鎖定鑽柱系統動力學、深層巖石力學與鑽頭破巖機理研究，率先建立了鑽頭—鑽柱—巖石系統動力學模型和鑽頭動態設計分析方法，開發計算機仿真軟體，開展鑽頭破巖機理仿真研究。
這項技術當時在全世界無人問津，年僅30歲的劉清友就這樣闖入了鑽頭仿真研究的「無人區」。
導師馬德坤把劉清友的這段經歷比作「西天取經」。那時的研究條件可謂捉襟見肘，編程序完全靠自己。286電腦算力差，算一個方案要好幾個小時。
讀博期間，他三個春節沒有回家，大年初二就泡在機房。那時計算機房對環境要求高，得穿著拖鞋上機。實驗室沒有空調，正月裡寒風呼號，劉清友一邊寫代碼一邊哈氣，手完全被凍僵。「完全沒有周末和休息，去得最早肯定是我，走得最晚也是我。」三年下來，他的體重掉了20斤。
選擇了科技工作，就選擇了寂寞，要有坐得板凳十年冷的精神。這句話劉清友常掛在嘴邊，科技工作者來不得半點虛假，也沒有任何捷徑可走。
他與團隊協同合作，建立了鑽柱系統動力學，開創性地提出了一套領先的理論模型及軟體平臺，突破「卡脖子」技術，並在牙輪鑽頭及金剛石鑽頭設計生產上取得突破性進展。2000年以後，我國的核心鑽頭設計、加工基本實現自主化，打破了國外壟斷，完全滿足了我國油氣鑽井的需求。
C 鑽頭魂
研究鑽頭不倦怠
打破壟斷，榮譽加身並不是劉清友追求的終點。「鑽頭的研究是無止境的，壽命越長越好，鑽速越高越好。」劉清友說。
目前，全球油氣開發的重點已轉向深層/超深層、深水層、深水及非常規資源。更複雜更惡劣的工況，加之不同地區不同地層的需求，不同於批量生產的個性化定製化鑽頭呼之欲出。
2010年以後，劉清友團隊開始了個性化鑽頭的研發。「地層中的礫石層是金剛石鑽頭的禁區」，西南石油大學楊迎新教授是團隊中的主要成員。他說，一個金剛石鑽頭價值一二十萬元，但是一遇到鵝卵石和巖石組成的礫石層就報廢。我國多數油田存在礫石層無PDC鑽頭可用的情況。劉清友團隊在全世界首創串型齒礫石層PDC鑽頭，打破了PDC鑽頭礫石層的禁區。
面對什麼樣的地層，就研究定製出相應的鑽頭，提升複雜難鑽地層的鑽井效率。10年來，團隊共開發3大類、12個系列、1700餘種型號鑽頭，產出產品32萬隻。
近年來，世界海洋油氣開發的戰略重點逐漸轉向深海。在國外，深水鑽井能力已經達到3000米水深的開採技術，我國卻只能達到500米。打造中國自己的「超深水鑽井技術」，迫在眉睫。
劉清友帶著他的團隊，參與到「海洋石油981深水半潛式鑽井平臺」科研工作中去。
要從3000米下的海底取石油，就必須要搭建「隔水管」。南海海況惡劣。這根連接著平臺和海底，長達3公裡、最外層直徑不過半米的管柱，面臨海水侵蝕、海流湧動、颱風等諸多不穩定因素，輕則扭曲變形，重則斷裂破壞。其內部的鑽柱、鑽頭、泥漿參數，也對抽油生產產生影響。
劉清友和團隊在沒有太多可參考文獻資料的情況下摸索，多次模擬平臺生產的全過程，採集重要數據不斷進行改進。最終解決這一技術難題，研製了世界上第一臺深水鑽井隔水管力學分析實驗裝置，在國內外首次建立基於鑽井和海洋工況條件下隔水管力學行為分析模型。前後花了近6個月時間，進行了1000多種交叉實驗。
劉清友及團隊的深水隔水管力學分析和安全控制，為我國深水、超深水管柱安全鑽井提供了重要的技術支撐。2014年，他參研的超深水半潛式平臺「海洋石油981」研發與應用榮獲國家科學技術進步獎特等獎。
他總是緊盯技術前沿，早在十幾年前，他就為團隊列出了幾個石油裝備的技術方向，井下機器人、虛擬仿真系統、智能鑽井技術都是其中之一。近10年來，劉清友又帶領團隊做起了井下機器人。「在沒有任何支持的情況下，自己出資金開始研究，目前已經取得了一些進展」，劉清友說，相信未來井下機器人技術和智能鑽井技術會對我國油氣高效開發做出更大貢獻。
D 鑽頭情
團隊無一人離場
說起獲獎的感受，劉清友第一個提到感謝團隊。「科學家的大項目，都是一步步做出來的。」劉清友說，個人力量有限，這些年團隊給予了他很多支持。特別是在他擔任學校管理職務後，投入學術研究的精力相對減少。
「我現在90%的精力在做校長，周末和晚上做研究。」劉清友說。
團隊成員楊雁告訴記者，目前劉清友在團隊中主要是把握方向、提研究思路、指導具體工作。他組織項目申報，定期開展研討，通過電話、微信郵件交流，重要的報告和成果材料必須親自修改。
近年來，劉清友已有了一個上百人的研究團隊。而在他離開西南石油大學到其他高校任職後，團隊無一人出走。他是如何做到的？
求真務實的工作態度和嚴謹的學術作風，讓學生們對他又愛又怕。10年前，在一次西南石油大學的畢業晚會上，毛良傑聆聽了劉清友的人生經歷，暗下決心要成為他的學生。2012年考博，毛良傑幸運地進入劉清友團隊。當時，劉清友已是西南石油大學機電工程學院常務副院長。毛良傑心裡犯嘀咕，估計導師沒有時間管我們，只會把握大方向。沒成想，劉清友的細心，比普通博導有過之無不及。毛良傑的實驗、論文，都由劉清友手把手指導。
重要項目匯報的PPT，他要求學生一字一字地核改、試講，從頭到尾一個字都不能錯。在論文答辯前，他要求學生在所有實驗室老師面前挨著講，他還會聽完。在西華大學任校長期間，團隊還在西南石油大學，他常常晚上十一二點，新都、郫都，開車來回跑。
他注重團隊精神，強調分享，經常跟學生強調，如果論文沒有他的貢獻，就不允許掛他的名字。楊雁回憶，他對學生就像對自己的子女。學生生病，他幫忙找朋友聯繫手術；好多家庭困難的師兄，都找他借過錢。團隊就像一家人，即使工作再忙，他每年會抽空和大家交流團聚。
就在最近幾天，一些學生還頻繁接到他的電話。「讓我們去達州，跟川東氣礦交流。」他總是強調不要在家閉門造車，要多去現場和企業交流，要做實實在在有用的東西，才能發揮科研的價值。
大咖名片
劉清友，1965年生，成都理工大學校長，國家重點實驗室學術帶頭人。劉清友長期圍繞深層/超深層、深水/超深水及頁巖氣開採對石油鑽頭及裝備的特殊需求和重大難題開展研究，研製出三大類10餘個系列個性化鑽頭在國內外推廣應用，打破國外壟斷。主持國家科技重大專項等10餘項。獲國家科技進步獎特等獎（集體獎）1項、國家科技進步獎二等獎2項、省部級一等獎6項等。
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何梁何利基金：該基金由香港愛國金融家何善衡、梁銶琚、何添、利國偉於1994年創立，是目前國內規模最大的民間科技獎勵基金。11月3日，2020年度何梁何利基金獲獎名單揭曉，國家呼吸系統疾病臨床醫學研究中心鍾南山院士和敦煌研究院名譽院長樊錦詩研究員獲「科學與技術成就獎」，另有30位和20位科技工作者分獲「科學與技術進步獎」和「科學與技術創新獎」。
①②劉清友在「海洋石油981」鑽井平臺。
③劉清友。
④劉清友和鍾南山。
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