付安庆--中国石油集团工程材料研究院有限公司
2022-05-18 14:15:30 作者:本网发布 来源:中国腐蚀与防护学会 分享至:

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付安庆  中国石油集团工程材料研究院有限公司,腐蚀与防护研究所所长教授级高级工程师。博士研究生学历, 毕业于加拿大卡尔加里大学

 

主要事迹

 

付安庆同志依托国家、集团和油气田科研项目,以“油气田现场工程难题”为导向,开展新理论、新方法、新技术、新产品研究。为践行习总书记“把论文写在祖国大地上”的号召,除做好实验室研究外,先后深入塔里木、长庆、新疆等油气田现场工作超800 天,解决油气田工程中的腐蚀防护难题。

 

1、自研了世界上首套集环境、载荷、结构于一体的全尺寸石油管高温高压应力腐蚀实验系统,建立了油气井管柱“小尺寸筛选-全尺寸适用性评价-现场试验段验证”的多尺度腐蚀评价技术体系,有力保障了塔里木、长庆、大庆等重点油气田安全开发和生产。1)实验装备及方法:该装置实现了100MPa内压、1000t载荷、200℃高温、油/气/水多相介质的多参量模拟,突破了全尺寸管柱在复杂载荷下腐蚀和密封耦合作用瓶颈,对塔里木高温高压井、长庆和大庆CO2驱井、西南高含硫气井开展了系统研究。2)理论机理研究:认识了油气管柱在“化学场、力学场、温度场、时域场”多场耦合环境中的腐蚀及开裂机制,揭示了油气井全生命周期环境的13Cr马氏体不锈钢管柱点蚀发展过程“遗传效应”;揭示了马氏体多尺度界面失稳对13Cr管柱应力腐蚀开裂诱发的影响机制。3)油气田工程应用:建立了以“高温缓蚀剂”、“13Cr不锈钢”、“甲酸盐环空液”为核心的一体化腐蚀防控体系,2015年起相关技术在塔里木高温高压气井推广应用110余口井,最长服役6年,气井完整性由原来的50%提高到79%,高于墨西哥湾井完整性55%的世界先进水平,有效避免了管柱应力腐蚀断裂事故,有效保障了油气安全生产。该成果得到了欧盟科学院院士 Y. Frank Cheng 高度评价:“…it is one of the most advanced testing facilities enabling downhole corrosion research…the results filling the gap regarding lab-testing…it can test tubing corrosion under synergistic effects that are not really reproduced by conventional methods…”。

 

2、带领团队立足“腐蚀机理研究”,重点开展“腐蚀防护技术”攻关,建立了油气田“缓蚀剂”、“复合管”、“涂镀层”防腐技术产业化团队1)缓蚀剂:开发了抗 H2S、CO2、O2等缓蚀剂产品,创新提出了“多分子层多吸附中心缓蚀模型”,攻克了180℃ 超深高温高压气井酸化缓蚀剂产品,突破了国外超高温气井酸化作业“禁区”,性能优于美国Bake Hughes同类产品,地面集输系统缓蚀剂产品在塔里木推广应用后管道穿孔率由 2016年0.0288次/(km)降低至2020年0.0078次/(km),达到历史最低水平。2)复合管:开发了冶金无缝双金属复合管,创新了基于径向力约束的爆炸复合工艺,实现了模块化复合管坯制备,制定了基于梯度界面元素互扩散热处理工艺,界面结合强度高达652MPa,为国内外文献报道最高,利用大数据挖掘技术和机器学习理论,实现了复合管耐蚀与力学性能的兼顾,利用逆向材料设计思想,指导冶金双金属复合管设计制造,复合管及弯管在长庆和西南油气田进行示范应用。3)涂层:基于“分子链节枝改性”和“网络互穿”技术,开发了高性能无溶剂(环保)常温固化(节能)防腐涂料,攻克了常温固化型环氧涂料耐温<100℃、高含H2S/CO2环境下服役寿命短的技术短板,性能优于国内同类高温固化型产品,在长庆油田“6.4km管道+6000m管柱+2座5000m3储罐”进行了示范应用。

 

3、负责中国工程院重大咨询项目《我国腐蚀状况及控制战略研究》专题:石油天然气行业腐蚀与防护调查研究,建立了石油天然气工业全生命周期腐蚀成本评估方法。该项目针对我国五大工业领域30多个行业进行了腐蚀成本和防护策略调查研究。负责完成了我国油气田/储运管道/炼化装置的腐蚀现状、防护技术、腐蚀成本等调查研究,基于油气生产和运输全生命周期服役环境,并结合数学和经济学理论获得了我国石油天然气工业的腐蚀成本,项目成果之一《石油天然气工业管道及装置腐蚀与控制》已于2017年由科学出版社出版。作为负责人获得了中国工程院环境与轻纺工程学部颁发的“突出贡献奖”,以表彰为该项目做出的重要贡献。

 

4、牵头组建石油天然气行业腐蚀与防护平台,积极参加国内外学术交流与合作。组织成立了“中国腐蚀与防护学会油气田及管道腐蚀与安全专业委员会”和“NACE International新疆分会”,获“陕西省油气田腐蚀与安全创新团队”和“中国腐蚀与防护学会优秀科技团队”。先后参加 NACE、EUROCORR、IPC、TEC 等国际会议并做学术报告,积极拓展与俄气研究院、俄亥俄大学、英国焊接研究所、韩气研究院、日本 JFE、阿根廷Tenaris等交流合作,联合中国石油学会和腐蚀与防护学会等举办腐蚀防护技术交流会。主持国家自然科学基金 2 项和陕西省杰青项目1项,获省部级科技奖励 7 项,行业学会科技奖励 5 项,发表论文30余篇,授权专利25件。荣获“全国百名科学家和百名基层科技工作者”、“全国石油和化工行业优秀科技工作者”、“中国腐蚀与防护学会杰出青年学术成就奖”、“孙越崎青年科技奖”、“中石油杰出青年创新人才”、“陕西省科技新星”、“陕西省优秀共产党员”、“中国工程院环境与轻纺学部重要贡献奖”、“中石油第十届优秀青年”、“中石油青年科技英才”等。作为“双百”代表在人民大会堂参加2018年中国两院院士大会和“双百”座谈会,聆听习近平总书记的重要讲话,中国石油报专题报道“这场高规格科技盛会上,两位‘80后’石油代表说出了科技人员哪些心声”;2018年,参加中组部和中国科协在中国延安干部学院组织的“青年科技领军人才国情研修班”;2018年,中国科技日报专访报道“他踏遍大漠黄沙,只为西部输油管道不腐”;2019年,人民日报专访报道“我们必须靠自己-几位科技工作者的科研之路”。

 

感人故事

 

一、牢记使命,“把论文写在祖国大地上”

 

油气田井下管柱和地面管道被誉为油气生产和输运的“生命线”。付安庆所从事的腐蚀与防护,类似于人体的肠胃医生,他们是油气“生命线”的保卫者。在油气田开发中,虽然它是一个非常“小”的辅助专业,却与生产安全密切相关,不容有失。随着我国油气勘探开发向“深、低、海、非”发展,石油管及装备的服役环境更加复杂苛刻,腐蚀导致的“跑、冒、滴、漏”频发。因他自己毕业于非石油院校,在刚参加工作时,对石油相关的专业知识了解甚少,对油田现场完全是一个新人,而他所从事的科研工作恰恰是面向石油管材及装备的“工程技术研究”,不同于基础理论研究。作为中石油直属科研院所的一名科技工作者,必须以“解决油气田现场难题”为第一目标,理论研究是基础,最重要的是提出“经济上、安全上、技术上、工艺上”可行的防腐技术。尽管自己是一个“海归博士”,但也必须躬体力行,深入到油田现场一线去和师傅学习油气工艺流程和处理工艺,为了保证实验室研究结果能够指导现场和解决工程实际问题,他曾先后在塔里木油田、西北油田、新疆油田、长庆油田等西部地区油田现场工作累计超过800天,也曾徒步沙漠戈壁数百公里测管道腐蚀、爬上充满原油污染的钻井台检测油管腐蚀失效、高温沙漠腹地进行油管腐蚀检测和取样、钻进充满油泥的压力容器和储罐进行内涂层检测和施工。正如习总书记所说的,广大科技工作者要把论文写在祖国的大地上,把科研成果应用在实现现代化的伟大事业中。在过去10年工作中,先后多次解决了塔里木、长庆、大庆、西南、西北油田等我国重点油气田的现场腐蚀技术难题,觉得把自己所学应用于实际,实现了自己所学的价值,同时也获得了解决现场技术问题带来的成就感和认同感,正如他一直以来特别喜欢的一句名言“Even the best research is of little use unless it moves out of the laboratory and into the market place”。

 

 二、风雨兼程,油气田防腐产品研发之路

 

围绕石油天然气工业腐蚀防护需求,建立了油气田“缓蚀剂”、“复合管”、“涂层”防腐技术产业化团队。在缓蚀剂方面,现场推广应用并非一帆风顺,初期部分产品在油气管道加注过程中出现因凝点问题导致冬季堵管、缓蚀剂长时间存放出现沉淀、产品中试放大生产性能与实验室不一致等问题,可以说每一个问题的出现,都是一个系统工程,为了解决这些问题,需要跑每一个油田现场,研究每一个管道流程、与每一个技术操作人员交流甚至开展专业技术培训,在2017年到2020年期间,他团队成员每年在油田现场工作平均150天以上,最多的一年高达273天,沙漠戈壁夏季酷热冬季极寒,且常年风沙飞舞,一天跑下来可以说眼中的沙、头发中的沙、衣服中的沙、鞋子里的沙,甚至手机和照相机镜头中都有沙。在“双金属冶金复合管”和“无溶剂常温固化涂层”方面,成功开发了双金属冶金复合无缝管和无溶剂常温固化环氧涂层产品,突破了诸多的技术瓶颈,如复合管的高界面结合强度、弯管成型技术、焊接技术,涂层的高耐CO2腐蚀性能、双组份喷涂工艺、涂层管的接头连接等。他们复合管团队的年轻博士几乎跑遍了国内大大小小的钢厂,为了摸索更好的轧制及热处理工艺,每批次制管生产就是三天三夜连轴转,几人倒班跟踪,确保产品质量。涂层团队为了调配涂层配方,在小钢片上开展了数万次涂覆,几乎每件工作服和自己的衣服都染上了油漆料。以上两个产品在长庆油田的管道和储罐得到示范应用。

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