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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(shè)備與技術(shù)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(shè)備的“關(guān)節(jié)”。每次作業(yè)，大約幾百個這樣的連接器，連接了鉆井設(shè)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(yīng)用場景，為能源安全提供實(shí)力支撐。
“鉆井需要靠密封結(jié)構(gòu)來保證，一整套設(shè)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(shè)備就報廢了，甚至?xí)斐摄@井失敗，釀成重大損失?！惫炯夹g(shù)人員介紹，能夠穩(wěn)定承壓、確保安全的“關(guān)節(jié)”至關(guān)重要。
攻克“卡脖子”技術(shù)，從來不是一蹴而就。為了實(shí)現(xiàn)嚴(yán)苛環(huán)境下的高溫高壓承受能力，從2008年立項(xiàng)到2016年研制出能達(dá)到需求的產(chǎn)品，再到2018年正式大批量投產(chǎn)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)十年磨一劍。
2008年，某知名能源服務(wù)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(dāng)時，要實(shí)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(tuán)隊(duì)都沒有攻破這一技術(shù)難題。最大的難點(diǎn)不在于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，而是怎么實(shí)現(xiàn)它的承受壓性，承壓能力達(dá)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?yàn)殚L期的投入無產(chǎn)出，該服務(wù)商終止了這項(xiàng)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(tuán)隊(duì)的堅(jiān)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?！碧K州華旃石油項(xiàng)目負(fù)責(zé)人杜建東表示，得益于當(dāng)時的大環(huán)境，管理層也對石油領(lǐng)域的發(fā)展趨勢充滿信心。在那之后，團(tuán)隊(duì)上下繼續(xù)瞄準(zhǔn)目標(biāo)，做出了一次又一次嘗試。
2014年開始，團(tuán)隊(duì)幾乎是擦掉過往，一切重新來過。從基礎(chǔ)原材料到燒結(jié)方法，每一個環(huán)節(jié)都進(jìn)行了重新優(yōu)化。光是這個器件中用到的陶瓷材料，團(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)終于制出了能夠滿足要求的產(chǎn)品，2018年，能穩(wěn)定運(yùn)用于4500米-7000米深工具應(yīng)用要求，最高承受200℃、172MPa的產(chǎn)品開始實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，保證了石油和天然氣井下設(shè)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(xiàng)“卡脖子”技術(shù)突破了需要依靠進(jìn)口的瓶頸，蘇州華旃也終于憑借這項(xiàng)過硬的技術(shù)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(chǔ)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(shè)備用高溫高壓連接器及組件細(xì)分領(lǐng)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(yán)苛的海井，航天電器任重而道遠(yuǎn)。而航天電器也將從高端元器件這一核心主營業(yè)務(wù)出發(fā)，新能源和數(shù)字經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的當(dāng)下，推出更多新項(xiàng)目和新產(chǎn)品，在更多領(lǐng)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
