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二十六年磨一劍 恪守盡職在一線

——訪自然資源部中國地質調查局北京探礦工程研究所勘查儀器研發中心主任趙建剛

2018-12-29 8:43:54 來源:中國礦業報 本報記者:劉盼盼 通訊員 程婧格

超高溫高壓流變儀是什么?它有什么用?為什么它的名字能響當當地活躍在地勘領域?它又是誰的杰出作品?想要知道這些問題,就必須先了解一位優秀的地質工作者——自然資源部中國地質調查局北京探礦工程研究所(以下簡稱“探礦工程所”)勘查儀器研發中心主任趙建剛。

近日,《中國礦業報》的記者有幸采訪了趙建剛。走進趙建剛的辦公室,首先映入眼簾的是桌面上整齊擺放的一摞書,一臺筆記本電腦,還有一張寫滿英語單詞的紙。對于這張滿是單詞的紙,記者詢問后才知道它的神秘,原來趙建剛每天都會看英語、學習英語,也會隨手記下一些單詞,用他的話說:“我的英語口語基礎不好。”聊到了英語,我們便聊到了不久前中國地質調查局組織的英語培訓結業會,那時我作為記者親臨現場,見證了他們結業的成果,其中印象最深的便是趙建剛所在的那一組表演。他們表演的情景模擬,不僅英語口述流利,而且還有道具裝扮,活靈活現,時不時得到臺下陣陣掌聲,讓人印象深刻。直到采訪那天才知道,其中那個帶假發扮演老外的就是趙建剛。

也許冥冥中注定有這樣一次采訪,讓我更進一步認識了他,也為大家更詳細地介紹他是怎樣的一位優秀地質工作者。

與泥漿結緣

1992年,趙建剛從長春地質學院儀器系電子儀器及測量技術專業畢業后,來到位于距北京市50多公里的周口店猿人遺址旁邊的探礦工程所。

談起趙建剛與探礦工程所的結緣,還要從他畢業前的實習開始說起。當時,探礦工程所的名稱是“地礦部探礦工程研究所”,作為研究所下設的5個研究室之一的“鉆井化學研究室”(所內部稱“泥漿室”)承擔了部級項目“Fann 50C高溫高壓流變儀新型測控系統的研究”,急需一位懂MCS 51系列單片機開發的電子類專業的學生。春節剛過,當時的泥漿室副主任賈軍就帶隊親赴長春地質學院儀器系,找到時任黨總支書記的金祥瑞,請系里給推薦即將畢業的優秀學生。就這樣,趙建剛被儀器系的老師推薦給了用人單位。

由于工作急需,面談時探礦工程所的領導要求趙建剛將畢業設計和論文答辯帶去探礦工程所,結合正在進行的科研工作一起進行。

趙建剛在給專家介紹演示“超高溫高壓鉆井液流變儀”

真金不怕火煉。帶著滿滿一箱子參考書,趙建剛來到探礦工程所進行了為期3個月的實習。一到所里,他就接到了一個比較難的任務——用MCS 51系列單片機匯編語言編寫一套計算賓漢、卡森、冪律三模式流變特性參數并在微型打印機上打印輸出的子系統。

編寫這個子系統需要用試驗得到的6個粘度讀數值計算賓漢、卡森、冪律三模式流變特性參數,計算過程中要多次用到包含指數、對數在內的高級運算。如果使用高級語言編程進行這種計算那都比較簡單,因為高級語言編程時不用考慮內存的大小,每一步計算的精度可以足夠高,保證經過多步復雜運算后,計算的結果仍具有足夠的精度。

使用MCS 51系列單片機的匯編語言進行計算就大不一樣了。由于當時現成的各個匯編語言計算子程序使用比較短的單元來進行計算,進行簡單的加減計算不會發生什么問題,但當計算包含有指數ex、對數lgX等高級運算,并經過多次迭代后,計算出來的結果與用計算器計算出來的結果相差十萬八千里,根本沒法用。

時間緊,任務重,通過認真研究指數、對數等函數的曲線特點,并查閱從學校帶來的計算方法方面的書籍,趙建剛敏銳地發現了一個規律:指數和對數的曲線在原點的兩側附近曲率變化最大,也就是說如果原始數據落在原點附近的區域,則用較短字節計算出來的結果誤差就會比較大。

發現這個規律后,就通過對原始數據進行偏移處理,使其離開原點附近進行計算,計算后再將結果糾正回來即可。經過這么一處理,調用一系列字節較短的匯編語言子程序,就可以計算得到與計算器算出來幾乎一模一樣的結果,最后他完美地完成了探礦工程所交給的科研任務和畢業論文設計。

在探礦工程所進行論文預答辯時,時任研究室主任、教授級高工汪仲英等各位評委對趙建剛的論文給予了高度評價,大家一致認為,該論文達到優秀論文水平,并將該結果反饋給長春地質學院儀器系。回校進行答辯時,也受到了評委老師的一致好評,該論文被評為優秀論文。

1992年7月,趙建剛來到了探礦工程所報到,正式成為探礦工程所的一員。經過兩年多的科研攻關,他所在的科研團隊順利完成了部級科研項目“Fann 50C高溫高壓流變儀新型測控系統的研究”,研制出可以替代美國Fann 50C高溫高壓流變儀原有控制系統的新型自動化測控系統,大大提高了控制系統的自動化、可靠性和測試精度,并先后為中國石油大學(北京、東營)、江蘇鎮江六普大隊、中原油田鉆井院、山東德州鉆井所、中海油服(燕郊、湛江)實驗室等十多家單位已癱瘓的Fann 50C高溫高壓流變儀進行了“換心”手術,使其起死回生,重新投入到高溫高壓鉆井液的科研和生產中。

在江蘇鎮江六普大隊改造Fann 50C高溫高壓流變儀的任務完成之后,江天云大隊長說他們有一臺Fann公司生產的往復式水泥稠化儀出了故障,不能工作了,問能否幫修一下。真是初生牛犢不畏虎,趙建剛想都沒有想就答應了下來。

在當時,出于技術保密的原因,國外進口的儀器一般不會隨機提供詳細的電路圖和機械結構圖,國內維修人員在缺少必要技術資料的情況下,維修無從下手;想請國外廠家的技術人員來維修,但因為國外技術人員來華的費用太高和等待時間過長而作罷,從而不僅造成國有資產的巨大浪費,更為嚴重的是影響了科研、生產的正常開展。

拿到儀器后,趙建剛迅速拆開機箱,一邊查看電路板,一邊在紙上描繪電路圖,晚上回到住所還繼續琢磨有關電路圖的工作流程,把儀器大致工作原理搞明白才休息。第二天,根據自己測繪的儀器工作原理圖和儀器的故障現象測試了有關元器件,他驚奇地發現有個元件出問題了,于是去當地電子市場購買了可以代替其功能的元件,換上去一試,這臺稠化儀正常工作了。

趙建剛正式入職后,在汪仲英和賈軍兩位正副主任的指導下,在寇從詩、唐培琴等多位前輩的幫助下,開始了鉆井液性能測試儀器的研發、改造和售后維修工作,與泥漿結下了不解之緣,就此開啟了地質科研之路。

從弱小到強大

“請留個聯系方式吧?”初見趙建剛,他遞上了自己的名片,手里還拿著一個本子,記下了我的聯系方式。當時我心里雖有些許不解,但也沒多想,后來才知道,這已經成了他的一種習慣,每次遇到一個與自己有業務關聯的新朋友,他都會記下對方的聯系方式。

這樣一個習慣的養成,大概與部門創立初期開拓市場有關吧。2000年,探礦工程所成立了儀器維修開發部,趙建剛從鉆井化學室調離出來安排在中國地質大學(北京)原機工廠小院的一間六七平方米的小屋子辦公,說是一個部門,其實就只有他自己一個人。

萬事開頭難,一個人要撐起一個部門的事就更難了。部門創立初期,還沒有經費印制大批量精美儀器樣本,只印了10盒名片。時間緊任務重,趙建剛帶著10盒名片就奔赴向了全國各地的油田、展會、會議和鉆探單位,遇到與鉆井有關的人員就發名片,遇到與鉆井有關的單位就去敲門、打招呼,想盡各種辦法和人家交流,拿著小本子記下有關需求和聯系方式。

超高溫高壓流變儀操作界面圖及儀器實物圖

世上無難事,只怕有心人。在趙建剛的不懈努力和艱苦奔波下,再加上探礦工程所領導和同事們的指導和幫助,陸續有一些客戶聯系設備維修。通過維修,趙建剛建立了有效的客戶網,在業界逐步擴大了知名度,客戶也逐步由維修需求上升到產品需求的高度,業務也像滾雪球似的,一點兒一點兒變大。

九層之臺,起于累土。這些成就的取得,與他平時的大量積累是分不開的,其中那2600多頁的通訊錄就是這些年奮斗的“見證者”。

儀器維修開發部的發展也得到了探礦工程所領導的重視,從當初的沒有名分,沒有掛牌,到2003年1月升格為副處級的勘查機械儀器開發部,再到2008年6月更名為勘查儀器研發中心,并升格為探礦工程所的一個正處級的研發中心。成員也不斷壯大,從當初的一個人到現在形成了一個集自動化、軟件設計、化學工程、計算機、石油鉆探工程、地球探測技術、機械設計于一體的強大隊伍。同時,業務范圍也不斷擴大,與包括“三桶油”,全國各地的地勘鉆探大隊、眾多的科研院所和油田助劑生產企業建立了良好的關系,在國內樹立了一流的口碑,打下了良好的市場基礎。

打破國外技術壟斷

冰凍三尺,非一日之寒。26年來,趙建剛不斷突破自己,不僅打開了維修儀器的市場,也不斷提高了自己的科研水平。

他參加了原地礦部重點科技項目“Fann 50C高溫泥漿流變儀新型測控系統的研究”課題,獨立完成了部分電路設計、軟件編程和電路調試等內容,解決了當時我國鉆探行業高溫泥漿流變性測試手段欠缺的難題,研制成果在地熱、深層油氣田開采等方面起到重要作用,利用項目的科研成果“Fann 50C高溫泥漿流變儀新型測控系統”先后為國內早期引進的12臺Fann 50C高溫高壓流變儀進行了技術改造、升級,使12臺進口儀器起死回生,重新投入了使用,避免從國外重新購買新的高溫高壓流變儀,為國家節約了大量外匯。

2007年1月至2009年12月期間,趙建剛作為項目負責人承擔了國家高技術研究發展計劃(863計劃)項目“高溫高壓鉆井液抑制性及動態膨脹量測定儀的研究”,這是探礦工程所承擔的首個科技部項目,在一定程度上打破了科技部項目高不可攀的神秘。項目研制出了泥頁巖高溫高壓動態膨脹量測定儀,獲得了一項發明專利,首次在國內外實現了泥頁巖在高溫、高壓、動態三重環境下膨脹量的測試,很好地模擬深井和超深井下的高溫高壓動態環境,也能更加準確地評價各種泥漿添加劑對泥頁巖吸水膨脹的抑制性,為優選鉆井液體系提供了很好的評價手段。

此外,他還承擔了多項原國土資源部地質調查項目,取得了多項發明和實用新型專利,研發了一個又一個的產品,填補了一塊又一塊技術空白區,產品在地勘行業和油氣勘探領域獲得了廣泛應用,市場銷售額累計近3億元,創造了良好的經濟和社會效益。

作為項目的技術負責人和項目下設的一個任務的負責人,趙建剛從2013年4月到2017年12月參加完成了科技部重大科學儀器設備開發專項“超高溫高壓鉆井液流變儀的研發和產業化”(項目編號:2012YQ050242)。

“這是超高溫高壓流變儀,目前我們正在投入市場。”指著眼前的一臺儀器,趙建剛滔滔不絕,激動之情溢于言表。

提起超高溫高壓流變儀,可謂是在業界響當當。據他介紹,超高溫高壓流變儀是一款同軸圓筒式流變儀,用于測試鉆井液、完井液、壓裂液等樣品在高溫高壓及低溫高壓條件下的流變性,可滿足深地科學鉆探、深部地熱資源鉆探、高溫干熱巖鉆探的高溫高壓鉆井液測試需求,也能應用于深水或陸域天然氣水合物等新型清潔能源鉆探用低溫鉆井液的流變性測試評價。

趙建剛進一步介紹到,該儀器采用國際先進的外環隔離磁耦合驅動技術及非接觸式扭矩傳遞測量技術,從根本上解決了傳統高溫高壓流變儀測試腔體動態密封而導致的壽命短的問題,真正實現了高溫高壓流變儀長壽命工作的目的,實現了高溫320℃、低溫-10℃和高壓220MPa條件下的高精度粘度測量。儀器配備了完全自主研發的功能及完善的控制軟件,參數設定、數據分析、儀器校準等操作全部可在軟件界面上完成,用戶可定義測試流程,實現安全簡便的智能控制。同時,儀器也采用了英語、漢語、西班牙語、阿拉伯語等多種語言操作界面,不同界面可自由切換,方便不同國家的用戶使用。目前,該儀器的整體性能指標達到了國際先進水平。

趙建剛一邊介紹這款儀器,一邊演示怎么使用,對于一個技術門外漢的我都能按照界面提示完成操作,我想這大概也是這個項目研發成功的原因之一吧。

該儀器怎樣實現市場化,我覺得對于一個能將一個人的部門發展成為20多人的高效科研團隊的趙建剛來說,應該不是什么難事吧。我們期待著這個超高溫高壓流變儀盡快在國內市場開花結果,取代國外進口產品,并打入國際市場,參與國際競爭。

不忘初心砥礪前行

廉潔自律,以身作則,恪盡職守,勵精圖治,趙建剛就是這樣一位用實際行動在自己崗位上努力奉獻,努力做一個優秀地質工作者的人。在努力工作的同時,他先后獲得了地球物理與信息技術專業碩士和博士學位,并獲得了國家行政學院和北京大學聯合培養的MPA公共管理碩士學位。

到目前為止,趙建剛帶領的科研開發團隊,已具備了研發、生產和提供鉆井液、壓裂液和固井水泥性能測試全套儀器的能力,產品已實現系列化,從常溫常壓到超高溫高壓應有盡有。

2006年,趙建剛獲得國土資源科學技術獎二等獎;2012年被評為2010~2012年度“中國地質調查局創先爭優優秀共產黨員”;2016年獲得中國地質調查局“優秀地質人才”稱號……

這些榮譽的取得不僅是對他工作的認可,更是展現了他身上的優秀品質。

談到作為一名地質工作者給年輕人一些什么建議時,趙建剛表示:

一是加強學習。作為中國地質調查局的一員,我們要時刻保持“活動老,學到老”的學習狀態,在努力工作的同時,加強專業知識和管理知識的學習,不斷充實自己,并要將個人的發展目標與地調局的發展規劃有機結合起來,始終緊跟地調局的發展步伐,服從和服務于局的發展要求。

二是要注重人才的培養和團隊的建設。作為研究所一個部門的負責人,不僅要以身作則帶頭實干,更要作好伯樂,將重點放在發現、培養青年人才方面,給他們壓擔子,鼓勵他們敢于出彩和露頭,敢于成為部門業務和管理中的骨干。在實際工作中,趙建剛主任也曾分批多次帶領年青輕人赴美國哈里伯頓(Halliburton)公司參加專業培訓和技術交流,不但開闊了年輕人的眼界,而且還快速提升了相關業務技能,為保質保量按時完成科技部重大儀器專項“超高溫高壓流變儀的研發及產業化”起到了重要的推動作用。

三是拓寬思路。采訪中,我還了解到,曾經有一次,趙建剛在酒店登記入住時,酒店的打印機壞了,無法辦理,酒店人員心急如焚,不知道該怎么辦,嚴重影響了客人入住。趙建剛見此情況,抱著試一試的態度,幫助酒店查看一下打印機。拿到打印機,趙建剛首先分析了一下其工作原理,發現打印頭在工作過程中,需要滑桿來回左右移動,經過長時間工作,滑桿干澀導致打印頭移動不暢。于是他找工作人員取來酒精、抹布,將滑桿擦拭干凈,打印機恢復了正常工作。這雖然是件小事,但也表現出要不斷拓展思路,學以致用,把技術的工作原理,延伸到生活的其他方面。此外,拓寬思路還包括學習其他行業的相關技術知識,擴大視野,開闊眼界。

四是提高英語水平。隨著我國經濟的快速發展,世界各國之間相互的聯系越來越緊密,地質工作者走出去的機會越來越多,能否與外方進行面對面交流的能力顯得尤為重要,迫切需要地質工作者提高包括英語在內的外語水平。采訪時,趙建剛還表示,如果外語水平比較高,就能夠比較輕松地參加一些國際會議,與國外的科研人員進行交流。此外,英語水平的高低對查閱相關文獻、資料也有大的幫助。尤其是在工作中經常會接觸一些英語說明書等外文資料,如果自己能夠看明白、會翻譯將會極大地提高效率,節省很多寶貴的時間。□

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