研发新工具，解决井下除锈难（工匠绝活）

赵增权在油井操作平台检修仪器设备。

人民日报记者 李家鼎摄

“泵送式可回收管柱内壁除锈工具”示意图。

中国石油渤海钻探工程有限公司供图

【绝活看点】
从业31年来，赵增权围绕井下作业难题创新攻关，研发出一批解决生产现场难题的工艺工具。他带领团队发明的“泵送式可回收管柱内壁除锈工具”“涡轮负压局部反循环套磨铣工具”，解决了石油开采、油管维修过程中锈皮卡井、套铣产生的碎屑易卡钻等难题。2025年，他被评为全国劳动模范。
渤海湾畔，大港油田生产繁忙，中国石油渤海钻探工程有限公司首席技师赵增权带领徒弟们刚刚完成“旋钮式液压钳安全操作手柄”的首次试用。“通过将液压钳装到手柄上，手柄使用起来更轻松，还不会夹手。”一名油井工竖起大拇指夸赞说。
200多平方米的作业现场，每走几米就能看到赵增权的发明，小到固定油管的地铆，大到通井时防止泥浆外溢的芯轴……但要说最让他感到自豪的发明，却在井下。
“长久以来，油管生锈是困扰石油开采井下作业的难题。”赵增权说，油管入井后，受多重因素影响，会出现内壁生锈、锈皮脱落，极易导致事故发生。据统计，石油井下发生工程事故的诱因中，“锈皮脱落”占比达六成以上。
传统除锈方式主要靠地上“人工敲打”。“这种方式劳动强度大、施工效率低，不但除锈不彻底，安全风险也高。”赵增权说。
2022年，中国石油将“油管内壁除锈效率低”列为集团级生产难题。赵增权主动承担攻关任务，并在探索过程中提出了创新思路：改井上作业为井下作业，让工具代替人力，“井下的问题，就应该在井下解决”。
“让除锈装置在油管里‘坐电梯’！”赵增权脑海中工具早已有了雏形。设计图纸、模拟试验、评估风险、定制工具……很快，第一代油管内壁除锈工具制作完成，这是一种液压旋转除锈装置，依靠空泡冲击、流体冲刷、密齿刷旋转3种方式除锈，可以一次性进行多根油管除锈处理，相较于传统除锈方法，效率大幅提升。
除掉的锈咋回收？受木瓢的启发，赵增权想到了用浮筒收集锈皮，进而将其带出井口。很快，形如胶囊的“泵送式可回收管柱内壁除锈工具”问世了——它在油管内部形成“冲刷—吸附—回收”闭环系统。这款工具已衍生出系列产品，助力油管除锈施工效率提升75%、劳动投入降低50%。
套铣与打捞，是清除油管内壁附着物与井下落物的常用工艺。在钻压的作用下，套铣管会磨碎并“吸入”管壁与井下的卡堵物，碎屑随着循环的洗井液被带到地面。然而，随着各油田大斜度井、深井等复杂井数量不断增多，传统工艺暴露出弊端：碎屑上返不畅，严重时还会造成卡钻事故。多年前，赵增权跟着老师傅们处理某次井下落物时，常规打捞工具在地底数千米处出现故障，价值不菲的钻具在井下“躺”了整整36天。赵增权把事故报告翻得卷了边，在笔记本上写下：“必须改变流体运动模式。”
传统套铣工具中，洗井液的循环方式为“正循环”，由于套铣管都是“上窄下宽”结构，这就造成洗井液越往下流，流速越低，带屑效果越差。
如何解决？赵增权连续跟踪6口复杂井的套铣过程，收集到1000多个工艺数据，历经21次试验，最终成功研制出“涡轮负压局部反循环套磨铣工具”。他改“正循环”为“反循环”，将涡轮技术移植到井下工具，通过“叶轮—涡轮式”旋转结构，对井底的洗井液产生负压抽吸作用，同时提高涡轮的转速，从而产生更强的抽吸力，引导流体由井底携带碎屑、大块落物等进入套铣管。这一工具已在大港、长庆等油田现场应用，施工成功率100%，单井单次维修成本能节约600万元以上。
2018年，渤海钻探公司成立了赵增权井下作业技能专家工作室，为课题攻关、培育人才搭建更大的平台。“我的徒弟中，还有博士生呢！”赵增权说，工作室成立以来，已取得国家级发明专利39件、实用新型专利49件，编写培训教材7册，解决现场生产难题109项。（记者 李家鼎）
《人民日报》（2025年05月20日06版）