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一個看似平平無奇的電子元器件產(chǎn)品，卻有著32根如銀針般的金屬芯條，它連接了電阻率、中子密度、聲波等石油鉆探工具，為7000米深井下鉆探提供有力支撐。這就是航天江南所屬航天電器蘇州華旃研發(fā)的高溫高壓連接器。
7000米的深井，對于鉆探工具來說是多大的挑戰(zhàn)？在4500米至6500米區(qū)域的深井，就得承受200℃、172兆帕的高溫高壓。
井下175℃對鉆井設備與技術來說是一個坎。蘇州華旃所研發(fā)的高溫高壓連接器，正如一整套鉆井設備的“關節(jié)”。每次作業(yè)，大約幾百個這樣的連接器，連接了鉆井設備的各個套組，起到信號傳輸、穩(wěn)定供電的作用。能夠承受高溫和高液壓兩種應用場景，為能源安全提供實力支撐。
“鉆井需要靠密封結(jié)構(gòu)來保證，一整套設備里，大部分是電阻電容這些元器件，在高溫高壓環(huán)境下非常脆弱，在深井環(huán)境下，一旦元器件報廢，工具就會發(fā)生泄漏，里面會灌滿泥漿、水等各種介質(zhì)，一整套幾十萬甚至上百萬的設備就報廢了，甚至會造成鉆井失敗，釀成重大損失?！惫炯夹g人員介紹，能夠穩(wěn)定承壓、確保安全的“關節(jié)”至關重要。
攻克“卡脖子”技術，從來不是一蹴而就。為了實現(xiàn)嚴苛環(huán)境下的高溫高壓承受能力，從2008年立項到2016年研制出能達到需求的產(chǎn)品，再到2018年正式大批量投產(chǎn)，研發(fā)團隊十年磨一劍。
2008年，某知名能源服務商找到了蘇州華旃，表示需要一款可以承受7000米深井的高溫高壓連接器組件。
在當時，要實現(xiàn)這個需求，在國內(nèi)甚至國際來說，都尚屬“刁鉆”。一直到2013年，在無數(shù)次的測試后，團隊都沒有攻破這一技術難題。最大的難點不在于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，而是怎么實現(xiàn)它的承受壓性，承壓能力達不到，就很容易漏液。但即使是解決承壓后，陶瓷又可能會裂開，還可能遇到絕緣電路產(chǎn)品性能等諸多問題。
因為長期的投入無產(chǎn)出，該服務商終止了這項合作。但科研創(chuàng)新故事之所以值得被謳歌，都在于研發(fā)團隊的堅持和果敢。
“只要市場前景在，大的框架也沒有問題，臨門一腳，決不能放棄。”蘇州華旃石油項目負責人杜建東表示，得益于當時的大環(huán)境，管理層也對石油領域的發(fā)展趨勢充滿信心。在那之后，團隊上下繼續(xù)瞄準目標，做出了一次又一次嘗試。
2014年開始，團隊幾乎是擦掉過往，一切重新來過。從基礎原材料到燒結(jié)方法，每一個環(huán)節(jié)都進行了重新優(yōu)化。光是這個器件中用到的陶瓷材料，團隊就基本上跑遍了全國，“景德鎮(zhèn)、宜興、蘇州……陶瓷做得好的廠家，我們能找的就都找?！?/span>
在經(jīng)歷了上千次的試錯后，2016年，團隊終于制出了能夠滿足要求的產(chǎn)品，2018年，能穩(wěn)定運用于4500米-7000米深工具應用要求，最高承受200℃、172MPa的產(chǎn)品開始實現(xiàn)量產(chǎn)，保證了石油和天然氣井下設備的電子組件及電氣模塊之間電氣信號的長期可靠傳輸。
這項“卡脖子”技術突破了需要依靠進口的瓶頸，蘇州華旃也終于憑借這項過硬的技術獲得了更多國內(nèi)外訂單，真正在市場扎穩(wěn)腳跟。之后，在此基礎上，蘇州華旃還開發(fā)出了更高規(guī)格的產(chǎn)品，能夠適用于7000米以下的井深環(huán)境，承受260℃、200MPa的高溫高壓。如今，該系列營收已超億元，近兩年在國內(nèi)海洋石油鉆探設備用高溫高壓連接器及組件細分領域市場占有率居行業(yè)第1位。
這是一個高溫高壓連接器從“0”到“1”的故事，也是航天電器眾多產(chǎn)品故事中的一個。面對更加廣闊的萬米以下超聲井，以及環(huán)境要求更嚴苛的海井，航天電器任重而道遠。而航天電器也將從高端元器件這一核心主營業(yè)務出發(fā)，新能源和數(shù)字經(jīng)濟高速發(fā)展的當下，推出更多新項目和新產(chǎn)品，在更多領域?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)替代、國際一流。
貴州日報天眼新聞記者 余昌旭
通訊員 杜建東 王珺 王修
編輯 向莉君
二審 劉力維
三審 王淑宜
