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为国家油气开发贡献石油管科技力量

日期:2021-09-23    来源:中国石油报

国际石油网

2021
09/23
08:43
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关键词: 油气开发 油气管道 石油管道科技

油气开发、储运、炼化都离不开石油管及装备,油气管柱和管道被誉为油气生产和运输的“生命线”。石油管工程技术研究院(简称管研院),作为国内石油行业在石油管工程技术领域唯一集科学研究、质量标准、工程技术服务为一体的综合性技术中心与核心科研机构,始终把石油管及装备材料科技创新视作自己的生命。

管研院着力打造科技创新、质量标准、成果创效三大平台,形成了精干高效、独具特色的科技创新体系。通过不断改革人才引进、培养、激励机制,人才科技创新活力充分释放,“十三五”以来,形成一批重要创新成果:国家技术发明二等奖1项,集团公司科技进步特等奖3项、一等奖5项,陕西省科技进步一等奖2项,专利272件……

这些创新成果转化为生产力,支撑了大庆、长庆、塔里木、新疆、西南等重点油气田安全高效开发,保障了西气东输、中缅、中俄等重大油气管道工程建设和运行安全。

面向未来,管研院将围绕石油天然气、基础原材料、科学试验用仪器设备等关键领域,瞄准海洋石油管材与装备、高端工程塑料复合管材及橡胶制品、新能源材料等最紧急、最紧迫的问题,继续当好原创技术策源地,加快关键核心技术突破,为推动我国石油管材及装备全面实现高水平科技自立自强贡献力量。

研发应用并重 构建精干科技创新体系

管研院按照“一部三中心”的定位,着力打造科技创新、质量标准、成果创效三大平台,努力构建成果、技术、创效、人才“四个高地”,形成了精干高效、独具特色的科技创新体系。

创新平台是科技基础设施建设的重要内容,是培育和产出高新技术的重要载体。2015年,国家科技部批准管研院建设石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室。更大的平台、更多的资源,让管研院如虎添翼。

以国家重点实验室为依托,管研院着力开展应用基础和超前储备研究,联合油田用户、管道公司、冶金和制管企业,通过创新组织、协同攻关、标准引领、检测评价、产品应用等全链条科技创新工作,引领实现了陆上石油管材的全面国产化、高强度管道应用关键技术由跟跑跃入国际领跑者行列。国家重点实验室发展成为石油管及装备材料领域的原创技术策源地和国家战略科技力量。

目前,管研院建立了石油管工程学科体系,逐步形成包含六大技术领域、12项一级技术、100余项子技术的核心技术体系。

质量标准是管研院另一立业之本。2004年,国家认监委批准组建国家石油管材质量监督检验中心。一年后,国家石油管材质量监督检验中心获得授权。

以国家质检中心为依托,建立覆盖金属和非金属,从微观分析到全尺寸模拟的国际先进水平试验研究装备500余台/套,成为国内唯一、世界一流的石油管材及装备检验检测中心,保障了石油管与装备材料的质量安全,奠定了权威公正地位。以ISO/TC67/SC2(国际标准化管道分委会)副主席单位、国行标秘书处等标准化机构为依托,组织制修订国内国际标准,国际影响力和话语权不断提升。

在两大平台支撑下,创新成果不断涌现。“十三五”以来,获国家技术发明二等奖1项,集团公司科技进步特等奖3项、一等奖5项,陕西省科技进步一等奖2项,授权专利272件,主持或参与制修订标准219项(包括国际标准6项),编制软件29套……

科技创新不只停留在实验室和奖项证书上,管研院着力打造效益显著的成果创效平台。依托下属的专精特新“小巨人”企业、高新技术企业、优势产品生产基地等,将创新成果孵化、转化,实现规模效益,回馈研发投入,奖励研发骨干,形成良性循环,打造了国内一流、国际知名的第三方技术服务品牌和高附加值创新产品转化基地,支撑了大庆、长庆、塔里木、新疆、西南等重点油气田安全高效开发,保障了西气东输一线、二线、三线以及中缅、中俄等重大管道工程的建设和运行安全。

三大平台相互支撑,逐步形成尖端创新成果不断涌现的成果高地、凸显第三方权威公正和标准化主导地位的技术高地、科技成果转化和推广应用取得良好效益的创效高地、培养和集聚高层次专家的人才高地。

改革机制体制 激发人才创新动力活力

今年7月,集团公司领导干部会议召开,大力部署实施人才强企工程。管研院高度重视科技人才引进、培养和激励,通过改革创新机制体制,科技人才创新活力得到充分释放。

借助集团公司的品牌影响力,依托国家重点实验室等创新平台,管研院以广阔的事业发展和个人成长前景,聚集优秀人才。今年3月,获悉1名新能源材料领域海外高层次专家想回到西安高校,院党委迅速行动,调研制定引进方案和策略,使他放弃了去高校任职的想法,4月即与管研院签订劳动合同。

人才引进后如何培养?管研院在集团公司率先搭建并不断完善以技术岗位为主体的“双序列”职级体系。结合科学研究、质量标准和成果转化三个板块发展需求,科学设置7个层级、14类专业的岗位序列。技术岗位聘任223人,比“十三五”初首次选聘增加32%。1名领导班子成员和9名中层干部转聘专家。配合技术序列改革,建立9个层级管理岗位序列,管理和辅助岗位人员比“十三五”初减少20%,形成了“双序列”人才发展通道。

管研院尤其注重青年人才的培养和储备。院里承担的省部级以上科技项目,至少安排1名青年科技人才作为骨干成员参加。对重大科研课题进行分解,在全院范围内选聘专题负责人,担任专题长的青年人员比例不低于40%,允许打破部门界限建立研究团队。

为激发人才创新活力,管研院不断健全人才激励机制。

首先,改革了薪酬体系。干部员工基本薪酬与“双序列”岗位职级直接挂钩;坚持以“价值创造者”为本,以业绩贡献“论英雄”,绩效奖金分配向一线核心骨干倾斜,坚持技术序列待遇高于管理序列,同级科技骨干收入超过管理人员的2倍,多名专家收入高于领导班子成员。突出业绩贡献在绩效奖金分配中的主导作用,科技人员收入差距达到10倍以上。这充分调动了科研人员创新创造的积极性、主动性。

此外,不断强化精准激励。实施中青年拔尖人才计划,入选的60余名科技人才按月发放3000元津贴,提高优秀青年科技人才的待遇。落实促进科技成果转化激励政策,对转化效益好的20余个项目配套奖励,进一步增大科技人才薪酬中的动态部分。连续3年在两个全资子公司试点岗位分红激励,促进经济效益持续增长。“十三五”以来,每年拿出7%左右的工资总额,对有突出贡献的科技人才进行专项奖励,累计发放2400余万元,薪酬收入的市场化水平不断提高。

体制机制创新成为培育员工成长成才的沃土。80后海归博士付安庆,2011年入职管研院,现已成长为石油管材腐蚀防护专家,担任腐蚀与防护研究所所长。10年间,他在坚持做好实验室研究的同时,深入塔里木、长庆、新疆等油气田现场工作超过800天,解决实际工程中的腐蚀与防护难题,相关科研成果荣获省部级及行业学会科技奖励11项。

2018年,付安庆作为“全国百名科学家、百名基层科技工作者”代表在人民大会堂参加中国两院院士大会和双百人才科技工作者座谈会,一线科研工作事迹被《人民日报》等媒体报道。面对鲜花和掌声,他说:“正如铁人说‘讲进步不要忘了党,讲成绩不要忘了大多数’,成绩的取得离不开集团公司和管研院的大平台,也离不开同事们的共同努力。”

在管研院,像付安庆这样把论文写在祖国大地上的人才还有很多。韩礼红、杨尚谕博士扎根页岩气现场,在解决套变控制难题中成绩斐然;苏航、李文升博士在冶金无缝缝合管开发中取得突破,有望大幅降低高含硫气田开发成本……

打造技术利器 保障油气安全高效生产

石油管及装备的质量和性能,对油气田的安全生产、先进工艺应用、增产增效等至关重要。管研院围绕石油管及装备材料研发和工程应用中的重大、共性和关键技术难题,不断开拓创新,在科学研究、质量标准和成果转化方面取得了一批重大科技成果。

要实现国产石油装备的“高精尖特”蜕变,就必须下功夫研发新材料、新工艺。在李鹤林院士的带领下,管研院有针对性地开发了20SiMn2MoVA、36CrNiMo4等12种高性能钢铁材料,使一大批高端石油机械产品的质量、性能和使用寿命跃居国际先进水平。其中,“轻型三吊”“高强度高韧性结构钢”“无镍低铬无磁钢”“液压防喷器”等4项成果,荣获全国科学大会奖励。

油井管是产油出气的唯一通道。由于服役环境日趋复杂苛刻,一旦出现失效,轻则延误工程,重则导致井毁人亡及爆炸等,经济损失和社会影响巨大。

面对安全风险,管研院潜心钻研特殊管柱设计和选材技术难题,创建了油井管标准体系、选材评价及应用关键技术体系;形成了井筒完整性技术;建立了能够模拟油井管复杂力学和腐蚀环境条件的全尺寸模拟试验平台及方法,并联合国内冶金制管企业,使油井管基本实现了自给。

目前,管研院开发的储气库管柱、经济型特殊螺纹套管、双金属冶金复合管、超高温酸化缓蚀剂等产品以及抗硫耐蚀涂镀层技术、井筒变形协调控制技术等,有力支撑了大庆“储气库”、长庆“三低”、塔里木“三超”、新疆“稠油”、西南“高含硫”等油气的安全、高效、低成本开发。

随着长输油气管道的迅猛发展,输送压力不断提高,管道安全牵动着每一个国人的心。为保证管道的结构稳定性、安全性和经济性,高钢级钢管的开发应用成为油气管道特别是天然气管道建设的发展趋势。

管研院依托国家重点课题,积极开展超前研究,相继创建了应变设计和大应变管线钢管关键技术、管道失效控制技术等体系,确保了西气东输、中俄东线等重大项目的建设与运行安全;建成了国内首个全尺寸气体爆破试验场,为油气管道断裂控制研究创造了条件;解决了显微组织分析鉴别、强度和韧性测试、断裂控制、变形控制等难题,形成了具有世界领先水平的第三代大输量高强度天然气管道建设成套技术,为我国首次应用1422毫米大口径、X80高钢级、12兆帕高压力管材,经高寒地区跨境铺设天然气长输管道以及后续安全高效运行,提供了强有力的技术保障。

此外,对X90/X100超高强度管线钢的成分、组织、性能、工艺进行的深入研究,为超大输量高压天然气管道建设提供了技术储备。

油气输送管道长时间服役后,会因外部干扰、腐蚀、管材和施工质量等发生失效事故,造成重大经济损失。为使储运设施全生命周期风险受控,管研院持续开展剩余强度评价、剩余寿命预测、风险评估、完整性评价、复合材料和套筒修复补强等研究。同时,针对我国储气库地质条件复杂、风险点多面广的难题,加大攻关力度,首创地下储气库管柱密封设计方法与技术,并提出了基于全井段测井数据的储气库套管柱剩余强度评价方法和寿命预测方法,为长庆、辽河、新疆、大港等储气库规模建设提供了保障。

截至目前,管研院已累计开展石油管及装备失效分析1600余项,并及时反馈到设计、材料、工艺、使用等过程,有效预防了事故的发生,保障了国家能源安全。

新材料是解决能源问题的重要基础和关键支撑。近年来,管研院积极开展新能源材料科研攻关,初步形成了高钢级天然气管道混氢输送适用性评估技术,揭示了CCUS-EOR注采输全过程管材腐蚀与防护机理,建立了二氧化碳管道断裂控制模型及爆炸泄漏危害工程估算方法,形成了煤炭地下气化套管柱安全评价及腐蚀控制技术,并对储能材料、余热温差发电、页岩油原位转化等新能源管材进行超前开发,为集团公司提高能源利用率,促进节能减排和新能源发展提供了有益探索。

管研院科技创新成果

国家科技奖励16项(其中一等奖2项);省部级和集团公司科技奖100余项(其中特等奖3项、一等奖20项);发表论文2300余篇,出版专著30余部;有效授权专利474件(其中发明专利289件),开发软件55套;制修订国家、行业、企业及重大工程标准250余项(其中国际标准6项,国家标准40项)。以下为“十三五”期间创新成果:

油气管道系统完整性关键技术与工业化应用

2018年国家技术发明二等奖

中缅天然气管道设计施工及重大安全关键技术研究与应用

2016年集团公司科技进步特等奖

100亿立方米调峰能力储气库

重大关键技术及应用

2017年集团公司科技进步特等奖

OD1422mmX80管线钢管研制及应用技术

2020年集团公司科技进步特等奖

管道全尺寸爆破试验场建设及试验关键技术2017年集团公司科技进步一等奖

西部油田非金属管关键技术研究与应用

2017年集团公司科技进步一等奖

石油管材及装备防腐涂镀层

开发与应用关键技术

2018年集团公司科技进步一等奖

塔里木复杂超深层钻完井关键技术及应用

2019年集团公司科技进步一等奖

西部油气田集输管线内腐蚀控制技术及工程应用

2020年集团公司科技进步一等奖

X80高强度管道服役安全关键技术研究及应用

2019年陕西省科技进步一等奖

复杂工况油气井管柱腐蚀控制技术及工程应用

2020年陕西省科技进步一等奖

管研院人才队伍

建立了一支由院士领衔、国家级专家带头、集团和省部级专家为骨干、青年科技人才为生力军,年龄、专业和梯次结构合理的创新人才队伍。包括院士1人、双聘院士2人,国家级人才11人,省部级人才50余人,省级创新团队7个;博士78人、硕士及以上216人(占比55%),正高级职称50人、副高级及以上职称228人(占比57%)。

管研院科技创新平台

石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室

中国石油集团石油管力学和环境行为重点实验室

陕西省石油管及装备材料服役行为重点实验室

国家市场监管重点实验室(石油管及装备质量安全)

国家安全生产石油管及装备安全技术研究中心

国际焊接研究中心(IWTC)

陕西省油气管道与管柱国际联合研究中心

管研院重要资质和授权

质量与安全资质和授权

国家石油管材质量检验检测中心

国家特种设备行政许可鉴定评审机构

国家特种设备型式试验机构

国家石油管检测、校准认可实验室

国家油气储运及管道设备、油气井管柱设备监理甲级机构

石油工业专用螺纹量规计量站

标准化资质和授权

ISO/TC67/SC2(国际标准化管道输送系统分委会)副主席、并行秘书处单位

ISO/TC67/SC2和SC5(国际标准化套管、油管和钻杆分委员)中方国内技术对口单位

全国石油天然气标准化技术委员会石油专用管材分技术委员会秘书处单位

石油工业标准化委员会石油管材专标委秘书处单位

CSTM(中国材料与试验团体标准委员会)石油石化工程及装备材料领域委员会秘书处单位

石油管工程技术研究院供图

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