神奇的“万能管”

很多人对石油的印象大概只限于一片寂静的旷野上，默默地磕着头的抽油机。这个已经到了采油阶段，人工已经不用过多参与了，事实上前期的钻井、固井、完井，到中途生产，一直到随后的增产处理以及期间的修井，不管什么样的作业，都需要从地面把各种各样的工具送到井底下。

抽油机

如果我们现在要往井下深达3000米的位置送一个工具，怎么办？找一根3000米长的钢管，把工具安装在钢管顶端，外面利用机器压下去就可以了。可是，3000米的钢管怎么运到井场上呢？有人提议，可以截成10米一根，总共截300根，在现场一根接一根往井里面送，就像猴子捞月一样，后面的嘴咬着前面的尾巴，大家齐心协力手拉手勇敢地朝3000米的地底下进发。这种方法一直持续很长时间。直到有一天，一辆巨大的平板车，后面托了一个大线轴，线轴上盘了满满的一盘黑色的管子，像“蛇”一样缠起来的庞然大物，出现在作业现场，这可是40毫米~50毫米粗的钢管啊，居然变成了“绕指柔”规规矩矩地缠绕在轮盘上。这个神奇的管子就是连续油管，它以柔软的身姿，刚强的力量，成为人们眼中了不起的神器，被亲切的称为“万能管”或者“蛇形管”。

连续油管

其实这种“万能管”早在第二次世界大战中就已经出现。 第二次世界大战时期，盟军为了能顺利实施诺曼底登录，前线需要大量的油料补给，而使用油轮等海运方式运输的补给常常会遭到德国截获，而且用于停靠和卸货海上运输港口极不安全。当时人们便利用海底管道实施补给传输，在跨域英吉利海峡时盟军铺设了23条金属输油管道，在铺设之前将这些油管都缠绕在一些卷轴上的，其中17条长约30英里，其余的6条长约70英里，这次任务被称为PLUTO计划。

PLUTO计划——连续油管前身

盟军使用17条特制金属管道跨海输油，成功穿越英吉利海峡，这些特制海底管道是“万能管”——连续油管的前身。依托“万能管”发展起来的技术在西方石油作业中成效卓著。五十年后，“万能管”作业成为世界油气工业的“香饽饽”。

“万能管”的十八般武艺

你见过蒸馒头吗？蒸的时候用蒸笼罩着，蒸好后掀开锅盖的一瞬间，香气四溢，雾气腾腾，这些白气都是微小的水滴组成，它们被锅盖盖住，聚集到一起，等到掀开锅盖，一下子就迫不及待的跑了出来。地下的油气也像蒸馒头的水蒸气一样，聚集在一起，它也有像锅盖一样的东西罩着，防止它四处飘散，这个东西就是——盖层。而油气聚集在一起也有自己的家，我们称之为“储集层”，它有一个密不透风的“屋顶”，阻止油气四处散逸，它是油气的保护层。那你可能要问了，怎么样才能把油气从它的“家”里请到地面上来呢？是不是只需要建立一个连接“储集层”的通道，石油、天然气就会乖乖的“涌”出来，“飞”到地面呢？

储集层示意图

其实并不容易，它们有时候不仅不乖，还是个难缠的家伙，我们要把它们从地下弄到地面，远比我们想象的要复杂。油气要采出来，需要建立一个连接油气层和地面的“隧道”，这个路径就是井。打通这个井，就需要从地面钻出一个圆柱形的通道通往地下的油层、气层。如果将这个圆柱形通道比作人身体上的血管，那么通道里面出现结垢、砂堵和蜡堵，犹如我们的血管出现狭窄或堵塞，造成管道不通畅，井筒“生病”了，这时，就需要“专家会诊”、技术攻关，想方设法“医治”病井。利用“万能管”给井筒做“外科手术”，对油井进行“介入治疗”，其独特的“武艺”可以快速的、准确的作用于蜡堵、结垢等关键部位，不用拆卸井口、不动管柱的情况下，冲洗粉碎堵塞物，实现问题井“精准外科手术”，达到血管疏通效果，保持井筒畅通，确保快速修井投产。“万能管”的清洁作业技术——控制油污不出井筒，地面自然就干净了，相比于传统修井作业现场环境已经大大改观，让工人成为“穿白大褂的操作工”，从传统的“大老粗”变成了今天的“高精尖”，让人耳目一新。

地质学家通过“地震勘探”的方式，相当于医生给病人看病检查的CT，通过这个技术找到油气位置，然后需要勘查这个区域是不是真的存在油气。由于井眼尺寸小，进入地层深、加上地质不均匀性，对于钻头到达的位置有时候并不能精确地控制，大家都在想，能不能有一个能够看清井下情况的装备呢？当然有啦，“万能管”内藏玄机，在“万能管”内部穿入电缆，再安装上“眼睛——测井仪器，有了它，相当于在拥有了“千里眼”，在漆黑的水平井里，指导作业生产，运输工具、测井来去自如，就跟外科医生在做微创手术时的内窥镜一样，井里的情况尽收眼底。

所谓“上天容易下地难”，把这些地下的黑金宝贝采掘到地面上，“万能管”的“十八般武艺”——修井、钻井、完井、压裂、酸化、排液、试油、采油采气等“武艺”全都用上了，在油气井领域，连续油管都能大展身手，是名副其实的“万能管”。“万能管”的出现，堪称油气史上的伟大奇迹，作为一项新兴技术，尤其是作为一种有效的增产措施，“万能管”对于水平井发展缓慢的中国可谓是“及时雨”，也为中国迈入非常规油气时代带来了福音。

复杂的地下岩层工况

技术创新添活力

说起“万能管”——连续油管，在上世纪70年代，我国就引进了首台连续管作业车，但是，由于国内缺乏连续油管产品和作业技术，这些作业车只能躺在库房睡大觉。而当时只有美国掌握连续油管制造核心技术，而且产品订货周期长、价格高，导致国内连续管处于“用不起、不敢用”的状态，严重制约了我国连续油管作业技术的发展。

2007年，作为“中国焊管发源地”的宝鸡钢管公司，肩负起了研究开发国产连续油管的重任。从原材料成分和组织设计、管材成型焊接技术研究、热处理工艺试验、疲劳性能检测等全面开启了艰难的“攻城拔寨”之旅。

期间国外的公司的得知中国要研发连续油管，不但技术上封锁，而且从原材料上也拒绝给中国提供。在重重困难面前，宝鸡钢管科研团队并没有泄气，为了打破国外在连续管制造技术方面的长期垄断，为国争光，他们发扬大庆“铁人”精神和宝鸡钢管“干”字当头的企业文化，心无旁骛，埋头科研，经历了上百次试验，研究分析材料的每一个成分配比和性能数据。研制过程，充满坎坷，用废的材料达到数十吨，垒成小山，终于功夫不负有心人，试制出了合格的国产连续油管卷板。

然而这只是万里长征走完了第一步，在制成成品时，钢带对接接头又成为了“拦路虎”，研发人员在焊材匹配、焊接工艺、优化调整上狠下功夫，巧妙解决了斜焊缝位置对接接头难题，使这种新型管材的抗弯曲疲劳性能大幅提高。

2009年6月24日，是宝鸡钢管史上最辉煌的一页，拉开了亚洲首盘连续油管诞生的序幕。CT80钢级、直径31.8毫米、壁厚3.18毫米、长度7600米的连续管在宝鸡钢管成功下线，标志着我国成为全球第二个掌握连续油管关键核心生产技术的国家。同时，经过数十年的持续攻关，目前，宝鸡钢管已经开发出了全球强度级别最高的CT150连续油管产品，由行业的跟跑者一跃成为领跑者。

首盘国产连续管下线

国产连续油管——这一科技利器的诞生，保证了国家能源安全，立足国内不断加大油气勘探开发力度，开采出来的天然气进入千家万户，让人们免去了烧煤、烧柴、换煤气罐的麻烦，也为环境保护做出了贡献。

参考文献

张烈辉，谢军，霍进. 油气简史，石油工业出版社，2021年.

金之钧. 藏起来的“能源之王”，中国少年儿童出版社，2023年.

部分图片来自网络。

来源: 中国石油宝鸡钢管公司