苏义脑

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苏义脑 油气钻井工程专家,中国工程院院士。1949年生于河南偃师。1976年毕业于武汉钢铁学院,1988年获博士学位,1990年北京航空航天大学博士后出站,1993年任博士生导师。长期从事钻井工程技术研究与应用,在钻井力学、轨道控制和井下工具研究中多项创新成果居国际先进水平,形成体系用于生产效益显著;提出“井下控制工程学”新领域并主持地质导向等前沿技术攻关。作为主研人员连续参加国家“七五”至“十五”及部级重点科技攻关,项目获国家科技进步一等奖2项、二等奖1项,省部级奖励6项。获国家专利18项,出版专著7部,发表论文150余篇。1991年被国家表彰授予“做出突出贡献的中国博士学位获得者”称号;1994年获全国首届博士后奖励。2003年当选为中国工程院院士。

苏义脑 - 个人简介

 苏义脑(1949.7.9 -) 油气钻井工程专家。出生于河南省偃师县,1976年毕业于武汉钢铁学院,1982、1988年分别获硕士、博士学位,1990 年由北京航空航天大学博士后流动站(力学)出站。曾任国家科技部863计划海洋领域820主题专家组专家,国家科技奖励地矿专业组评委。现任中国石油勘探开发研究院钻井工艺研究所副所长,教授级高工,博士生导师;中国石油天然气集团公司科技委员会委员,钻井工程重点实验室主任;《石油学报》等8刊物编委。

苏义脑 - 研究方向

 在定向井丛式井水平井等钻井技术研究与应用方面有较深造诣。在钻井力学、轨道控制和井下工具研究中多项创新成果居国际先进水平,形成体系用于生产效益显著。创造性地把工程控制论和航天制导技术引入钻井工程,开拓新领域,提出"井下控制工程"这一新概念并做开拓性基础研究;主持研制P5LZ四大系列导向钻具,主持导向钻井工艺技术研究,主持高陡构造防斜打快研究,均取得很好的经济效益;主持设计全国第一口薄油层中曲率水平井轨道控制方案并负责实施成功,首创钻深2080m处水平击中6m靶窗中线仅偏0.14m。

苏义脑 - 主要学术成果

一、七五期间作为主研人员参加国家重点攻关项目“定向井丛式井钻井技术研究”,是专题“定向井轨道控制理论与技术研究”的主要完成人:把白家祉教授提出的分析下部组合受力变形的“纵横弯曲法”发展至可求解井下动力钻具、带弯角、变截面组合的三维分析,拓宽并完善了纵横弯曲法的理论体系,为科学钻井提供了一种力学分析基础,已广泛用于钻具设计;建立了地层与钻头相互作用的地层力定量分析理论体系(定义、概念、公式、方程、应用方法、软件和验证等)并用于轨迹设计和预测;提出井眼轨道预测控制的“力-位移”模型,建立侧向切削的多元幂积模式和预测控制系统;研制我国第一台导向钻具CNS并获国家专利。

二、八五期间作为主研人员参加国家重点科技攻关项目“石油水平井钻井成套技术研究”,任专题组长:完成水平井下部组合大变形分析,把“纵横弯曲法”发展至大变形和各种导向钻具的设计与计算,为长中半径水平井组合提供力学分析基础;提出预测工具造斜能力的“极限曲率法”,为工具设计和井眼轨道预测提供理论基础和方法;主持水平井专用工具研制,担任理论研究、总体设计和现场应用;建立短半径铰接马达力学模型和计算方法,提出总体设计原则并指导完成国产首台样机总体设计;提出水平井轨道控制方案设计新方法并主持树平1等多口水平井控制方案设计,作为主要控制负责人参加国内第一口薄油层中半径水平井轨道控制施工和决策,与同事共创高精度指标。

三、在六五部级重点项目“LZ6-1/22螺杆钻具研制”攻关中,承担螺杆马达线型理论研究和万向轴分析研制。其研究成果丰富了螺杆马达线型理论,为线型设计提供了方法、判据和公式,初步形成螺杆马达线型理论体系;研制NLZ挠性连接轴获国家发明专利。

四、率先把工程控制论和航天制导技术引入钻井工程,开拓“井眼轨道制导控制理论与技术研究”新领域,提出的“井下控制工程学”被钻井基础理论学组列为油气钻井工程的新分支;提出并在井下系统动力学、可控信号分析、地面信号下传、控制工具与系统研制方面做基础性研究并组织攻关。

五、在理论方法创新成果基础上设计并主持研制出P5LZ165、P5LZ197、P5LZ120、BW5LZ165等四个系列多种类型的导向钻具,批量生产推广应用到全国18个油田及其他部门,成为水平钻井和连续控制的主要工具,并用于国际工程施工。

六、主持导向钻井技术研究,形成一套实用生产工艺并推广应用;主持直井防斜打快技术研究,提出反钟摆组合和“P-F”图评价方法,偏轴组合技术在多个油田应用推广;主持空气螺杆钻具研制,成功研制出K7LZ120和K7LZ244两种系列的空气螺杆钻具样机,填补国内空白;主持地质导向钻井技术研究与应用,取得重要进展。

作为主研人员参加的国家及部级重点科技项目,获国家科技进步一等奖2项、二等奖1项,国家二委一部七五攻关优秀奖1项,省部级二等奖4项、部级一等奖和总公司重大成果奖各1项;另外,获全国首届国氏博士后奖,被国家授予“做出突出贡献的中国博士学位获得者”称号。

获国家专发明专利3项、实用新型专利17项,另9项国家发明专利待授权;出版学术专著6部、编著1部,编、译4部;发表学术论文145篇;指导博士硕士博士后30余名。

苏义脑 - 科技道路

1965年,刚满16岁的苏义脑以优异成绩考上郑州市第一中学。当时,苏义脑就把毛主席对青年人讲的一段话抄在笔记本的首页——“今后的几十年,对祖国的前途和人类的命运是多么宝贵、多么重要的时间啊!现在20多岁的青年,再过二三十年,正是四五十岁的人,我们这一代青年人,将亲手把我们一穷二白的祖国建设成为伟大的社会主义强国,任重道远。有志气、有抱负的中国青年,一定要为完成我们伟大的历史使命而奋斗终身。”

正是这段话激励苏义脑立下远大志向,坚定了他用知识报国的信念。这段话,成为他长期学习工作的座右铭,成为他多年来执著追求、不断创新的不竭动力。

1979年9月,苏义脑成为原石油部第一批硕士研究生,走进石油勘探开发研究院的大门,选择了钻井工程和石油机械这个对他来说全新的领域。1984年,他再次考入院研究生部,成为首批博士研究生。1988年,博士毕业后,他进入北京航空航天大学博士后流动站,出站后一直在研究院钻井所工作。在这里,他实践着科技报国的心愿。

1990年,他参加了国家八五重点科技项目“石油水平井钻井成套技术研究”的攻关,提出“极限曲率法”、“应变法”等新方法,主持设计和研制了4个系列多种规格与类型的导向螺杆钻具。现在,它已经成为全国水平井攻关的主要工具。

华北油田的“任平1井”是我国“八五”攻关的第一口水平井。轨道控制与测量技术服务是这口井的最大难点,由美国一家公司来进行。当美方技术人员听到中方表示要独立打一口这样的水平井时,他们开玩笑地说,这好比“骑着自行车上月球”。这件事使苏义脑感到肩负的重任。他下定决心,一定要研制出国产工具,钻出一口争气的水平井。

1991年8月初,研究院成立大庆油田“树平1井”现场实验组。苏义脑和几名同志带着制定的轨道控制方案赶到现场。在近一个月的关键钻进阶段,他们全天守在钻台上。在最关键的时候,他曾经50个小时没合眼,5天只睡了十几个小时。

最后,“树平1井”胜利完钻,控制精度大大超过“任平1井”的精度。中央电视台对此做了报道:我国第一口薄油层中曲率水平井——大庆树平1井,采用自己设计的工具和控制方法,在大庆油田钻探成功!此消息顿时轰动国内外。

回顾20多年的科研历程,苏义脑把自己的工作归纳为“一个志向”——科技报效祖国;“三个在于”——进步的起点在于追求,发展的关键在于创新,成功的秘诀在于坚持。尤其令他感受最深的是,作为科研工作者一刻也不能满足,须沿着既定目标一直向前。正像1982年他获得硕士学位时告诫自己的那样,“莫道功成该歇马,又扬飞鞭上征途”。

苏义脑 - 参考资料

 苏义脑 教授的教学评价: http://www.pinglaoshi.com/teacherId309829

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