甘坐10年“冷板凳”研發出國產化鉆頭，帶隊解決世界級難題——深海油氣開采中的管柱安全問題，科研成果轉化產值超100億元……這些成績的締造者就是成都理工大學教授劉清友。

過去30年，他一直在石油機械領域耕耘，突破多項鉆頭關鍵技術，逐漸成為我國石油機械領域學科帶頭人之一。

因在專業領域的突出貢獻，近日劉清友被授予2020年度何梁何利基金科學與技術進步獎。

談及獲獎，劉清友說：“獎項只代表過去。‘鉆研’是永無止境的，我將繼續帶領團隊勇攀高峰。”

以實驗室為家

油氣行業有句行話：“鉆頭不到，油氣不冒”。一家油氣企業只有掌握了鉆頭技術，才能在行業內擁有話語權。

上世紀80年代，鉆頭等油氣裝備大部分依賴進口，我國油氣開采因此非常受限。1995年，美國提出開展鉆頭及鉆柱系統仿真研究，劉清友以此作為博士論文研究課題，開始從事相關科研工作。

“我們既要建立自己的理論體系，也要建立自己的實驗裝置驗證理論。”劉清友告訴記者，“當時，只要有一個程序調不順，我腦子里就會一直琢磨這個事，根本睡不好覺，直到程序調試通過。”

為能早日實現鉆頭國產化的目標，劉清友開始“駐扎”在實驗室，每天總是第一個到，晚上最后一個離開，甚至連續3個春節都沒回過家。

功夫不負有心人，1999年4月該課題研究的仿真程序成為我國向國外轉讓的第一個鉆頭技術。

此外，在研究期間，劉清友發現此前國內外研究人員在設計鉆頭時，沒有考慮到鉆柱振動、地層變化、井眼軌跡等對鉆頭性能的影響。于是，劉清友在后續研究中加入這些變量，構建出“鉆頭—鉆柱—巖石系統動力學模型”和“鉆頭動態設計分析方法”。

隨后，劉清友團隊與企業合作，成功研制出100余種具有世界先進水平的牙輪鉆頭和深部難鉆地層個性化鉆頭，打破了國外在該領域的技術壟斷，并形成了具有自主知識產權的核心技術。

6個月完成千余種交叉實驗

近年來，世界海洋油氣開發的戰略重點，逐漸由淺海轉向深海。2008年，國外已具備3000米水深的鉆采技術，我國卻只做到500米。當時，我國迫切需要掌握“超深水鉆井技術”，以實現油氣開發向深海進軍。

面對這一需求，2008年“海洋石油981深水半潛式鉆井平臺”(以下簡稱“海洋石油981”)項目啟動。劉清友帶領團隊參與到其中，他們為項目建立了深水、超深水隔水管系統耦合動力學模型，屬世界首創。

在此期間，他們還研制出世界上首臺“深水鉆井隔水管力學性能實驗測試裝置”(以下簡稱實驗測試裝置)，編制了深水鉆井隔水管設計手冊，制定了深海鉆井安全操作準則。

實際上，在研制實驗測試裝置之初，劉清友團隊幾乎找不到可參考的文獻資料，為此他們在近6個月時間，進行了千余種交叉實驗。

2012年5月9日，中國首座自主設計、建造的第六代深水半潛式鉆井平臺“海洋石油981”在南海海域正式開鉆，最大鉆井深度達萬米，最大作業水深達3000米，可抵御200年一遇的臺風，打破了國外在這一領域的長期壟斷。

據悉，劉清友及其團隊憑借在該項目中取得的研究成果，獲得2014年度國家科技進步獎特等獎。

實現更多從0到1的突破

談及入行初衷，劉清友跟記者談起兒時舊事。“小時候，一支石油地質勘測隊曾借住在我家。打井時，他們抬著井架、徒手操作，干得特別辛苦。”他說，“我后來常想，怎么能讓他們干得輕松一點。”

或許，從那時起“能源強國”的種子就已植入劉清友的心中。

科研工作之外，作為成都理工大學校長，劉清友還承擔著培養人才的重任。“高校的職責之一就是立德樹人，在人才培養方面，要把科學研究與經濟社會發展結合起來，要引導學生將自己所學服務社會。”劉清友對記者說。

此外，在推進科技成果轉化方面，劉清友也交出了亮眼的成績單。他和團隊的系列研究成果已在10余家鉆頭骨干企業轉化，并主持生產三大類十余個系列20余萬只鉆頭，相關產品占有90%的市場份額，暢銷國際市場，累計產值超100億元。

如今，劉清友已56歲，但他的干勁兒一點也不比年輕人少。“我還要繼續帶領團隊，更加堅定地搞科研，努力實現更多從0到1的突破。”他說。(雍黎)