钻杆研究轰动世界

　　1981年9月，石油工业部下达文件，决定建立石油工业部石油专用管材料试验中心（后更名为石油管材试验研究中心，以下简称“管材中心”），委托宝鸡石油机械厂中心试验室具体承担和开展工作。中心试验室成立后，李鹤林成为了试验室主任，带领一班人开始了石油管材试验研究工作。

　　从1982年1月至1988年3月，试验中心完成了1000多项石油管材质量监督检验、300多项失效分析项目和20多项其他科研项目。通过这些工作，发现了大量的管材质量问题和主要失效原因，并及时提出了防范措施，为国家减少了大量不必要的损失。

　　过去我国使用的钻杆几乎全部从国外进口，耗资巨大。然而长期以来，各油田却不断发生钻杆刺穿、断裂事故，经济损失严重。

　　为解决这一问题，李鹤林带领他的团队组织了一个钻杆失效课题组，分赴各油田进行了历时3年的调查，对200多起钻杆失效事故进行了分析研究，终于找到了问题的症结一一钻杆内加厚过渡区结构尺寸不合理导致严重的应力集中和腐蚀集中。这个发现也澄清了国外在钻杆失效领域的一些疑点，在钻杆刺穿孔洞形成机理、应力集中和腐蚀集中的变化规律等关键技术上获得了突破性进展。

　　根据这次研究，课题组建立了“先漏后破”准则，首创了钻杆内加厚区的双圆弧曲线结构。

　　1987年6月下旬，李鹤林和石油部机械制造局赵宗仁副总工程师一起参加了在美国新奥尔良市召开的API第64届年会。会上两人发表了《钻杆失效分析及内加厚过渡区结构对钻杆使用寿命的影响》的演讲。

　　演讲结束后，整个会场都沸腾了，即席评价一个高过一个。带来的50份论文被一抢而光。国际钻井承包商协会主席杜芒特不无感慨地说：“API有关这个问题的提案已经5年了，但一直处于争论之中，你们这次拿出了令人信服的论文，终于有了成果。”

　　会后，API决定采纳这个的成果，用于修订它的标准。日本的几家钻杆生产厂也不惜巨资，按照这项成果对原生产线进行了技术改造。

　　这项成果于1987年获石油工业部科技进步一等奖，1988年获国家科技进步二等奖。

奠定石油管工程学科基础

　　在长期的石油管技术工作实践中，李鹤林从自己承担的一系列输气管道爆炸等灾难性事故和油井管断裂落井恶性事故的失效分析中，深刻认识到石油管应用方面的科技问题在石油工业中占有十分重要的地位。因此石油管材研究中心划为石油部直属科研机构后，在原有的失效分析及预测预防等研究室的基础上，增加了管柱与管线力学研究室和腐蚀与防护研究室，几年后又增加了安全评价研究室，专门从事石油管的风险分析、适用性评价和完整性管理的基础研究。

　　石油管的应用基础研究逐步发展为石油管的力学行为、石油管的环境行为、石油管失效的诊断及预测预防三个领域，并成为有机整体，形成了“石油管工程”的新概念。

　　之后，李鹤林在“石油管工程”科技领域开展了系统的研究工作。他和他的同事围绕“提高油井套管和油管使用寿命的研究”共完成10个课题，应用于油田以后取得了巨大的经济效益；围绕“提高石油钻柱安全可靠性和使用寿命的研究”共完成15个课题；围绕“油田H₂S/C0₂高温高压腐蚀与防护技术”共完成10个课题；围绕“提高长输管线安全可靠性和使用寿命的研究”开展的8个课题也取得了成果，对西部油气长输管线建设起到了积极的作用。

　　2000年初，国家正式提出了西气东输工程。为防止放生美国和前苏联一样的管道爆裂事故，李鹤林主持了“西气东输”管道的安全可靠性研究。初步建立了输气管道裂纹扩展与止裂的数值计算方法，预测了“西气东输”管线的动态断裂止裂行为，提出了焊缝启裂韧性和母材止裂韧性推荐值；“‘西气东输’管线组织性能及断裂控制研究”规范了对针状铁素体管线钢的认识，提出了具有上升平台行为管线钢的断裂韧性确定方法和“西气东输”管线的断裂控制方案。

　　2007年，国家安全生产监督管理总局为确保高含H₂S/C0₂气田的安全生产，启动了一项重大科研项目《高含硫气田勘探开发安全关键技术研究》。年届7旬的李鹤林担任课题长，负责“高含H₂S/C0₂天然气勘探开发专用管材耐蚀性能评价规范和方法研究”。

　　这个课题以川渝高含H₂S/C0₂气田为背景，而川渝罗家寨、普光、龙岗等气田对石油专用管的要求极高，服役条件在全球范围都是极端苛刻的。课题难度很大。

　　在李鹤林的主持下，经过两年的努力，课题组克服重重困难，最终按时完成了项目，并成功在川渝等气田建设中应用。
 

结束语

　　谈起石油工业与腐蚀防护的关系，李鹤林强调说：“石油工业和腐蚀是密不可分的，有天然气的地方一般都伴有H₂S等腐蚀性气体。油田的各种管材面临着非常大的考验。一旦出现问题，就会给国家造成非常严重的损失。目前，我国的相关研究无论是上游的开采，中游的输送，还是下游的炼油化工，都有很多的难关亟待攻克。因此我们这个行业的科技人员，一定要扎扎实实地去工作。遇到难题不要轻言放弃，要坚持不懈，坚持就能出成果。不要急于求成。”

　　而对于即将加入到腐蚀防护领域的年轻一代，李鹤林也是寄予了很高的期盼：“有意从事这个行业的年轻人一定要能够静下心来，以坚持不懈的精神去对待科研工作，才会迎来个人与行业的双发展。”
 

采访后记

　　此行采访后不久，将迎来一年一度的“世界腐蚀日”，今年的中国区宣传活动将在北京科技大学举行，李鹤林院士对此表示非常支持。

　　他说：“世界腐蚀日的宣传是非常重要的，我们应该努力的向社会宣传腐蚀的危害。早期国外就有海上石油平台由于腐蚀的原因而倾倒，造成了巨大的损失，所以全社会都应该去关注这个问题，努力杜绝灾难性事故的发生。而中国腐蚀与防护学会自成立以来，做了大量的工作，为腐蚀防护行业的发展起到很大的推动作用，包括《腐蚀防护之友》杂志，我希望越办越好，成为行业广大工作者真正的朋友。同时，行业内的同志应该团结起来，共同为我国腐蚀防护行业的发展和腐蚀危害的普及贡献自己的力量。”

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