6月9日，省委、省政府舉行全省科學(xué)技術(shù)獎勵大會，徐工基礎(chǔ)工程機(jī)械有限公司牽頭完成的《面向大口徑長輸管道穿越施工的成套裝備關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用》項目，榮獲2021年度省科學(xué)技術(shù)三等獎。

這一項目在國家自然科學(xué)基金項目支撐下，攻克了大口徑長輸管網(wǎng)穿越施工裝備、反循環(huán)鉆進(jìn)及正擴(kuò)孔施工工藝、施工狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、孔洞剖面測量及三維重構(gòu)、聯(lián)機(jī)控制等關(guān)鍵技術(shù)，解決了管網(wǎng)建設(shè)“卡脖子”難題，突破了4項核心技術(shù)，形成10項技術(shù)創(chuàng)新點。

最大口徑+最大噸位

助力中俄“世紀(jì)工程”

2020年12月3日，中俄東線天然氣管道中段正式投產(chǎn)運營，它被稱為“中俄合作的世紀(jì)工程”，是世界上距離最長的“輸氣管道”。從俄羅斯西伯利亞到中國長三角，長逾8000公里。

這條管線地下穿越以及拖管工作，創(chuàng)國內(nèi)大口徑管道定向鉆穿越長度新紀(jì)錄。承擔(dān)地下穿越任務(wù)，不挖開地面就能鋪設(shè)地下管道的就是徐州徐工基礎(chǔ)工程機(jī)械有限公司非開挖項目團(tuán)隊。

徐工基礎(chǔ)非開挖機(jī)械研究所副所長李明對記者說，2018年初國家管網(wǎng)集團(tuán)天津項目部接到任務(wù)，非開挖施工急需1422毫米超大口徑水平定向鉆，設(shè)備交付使用工期只有3個月。這就需要研發(fā)制造出1360噸級大口徑水平定向鉆，而當(dāng)時徐工基礎(chǔ)公司只能生產(chǎn)制造660噸級此類產(chǎn)品。

怎么辦？這個產(chǎn)品接還是不接？關(guān)鍵時刻，公司總經(jīng)理孔慶華親自拍板，“必須拿下來！先簽訂合同，倒排工期”。

技術(shù)開發(fā)市場化，市場開發(fā)技術(shù)化。作為技術(shù)帶頭人，李明和團(tuán)隊成員一起跑工地、見客戶，一邊研發(fā)，一邊聯(lián)系量身定制的關(guān)鍵零部件。設(shè)備噸位的提升，不是簡單的同比例放大。設(shè)備加大扭矩，可以提升推動力，但扭矩過大，鉆桿不能承受，容易損壞，而且反向拆裝起來也很困難。這時候，只能采取“柔性加持”，與其他系統(tǒng)均衡匹配才行。

水平定向鉆中咬住鉆桿的“虎牙”，是易消耗品。“虎牙”的形狀、硬度、發(fā)力的力度、物理接觸面等等，都有很多的講究。像這種邊研究、邊改進(jìn)的地方有很多，必須顛覆之前的技術(shù)、之前的固化思想，一次次自我否定。

經(jīng)過3個月的試錯、整改，終于成功研制了全球最大噸位水平定向鉆機(jī)XZ13600，成功突破大型定向鉆機(jī)復(fù)雜地層載荷控制等關(guān)鍵核心技術(shù)，采用模塊化智能控制系統(tǒng)，解決穿越復(fù)雜地層、大口徑、超長距離等施工難題，用在了中俄東線天然氣管道天津段的項目工地。

李明自豪地對記者說，這項技術(shù)應(yīng)用前，國內(nèi)外長輸管網(wǎng)的最大直徑1219毫米，最長穿越長度不超1500米，這個項目成果保障了項目中最大直徑1422毫米管網(wǎng)的落地及建成，最長穿越長度最高達(dá)到了 3000米。中俄東線天然氣管道項目，徐工設(shè)備幾乎參與了所有項目的穿越工程。

經(jīng)中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會組織的專家鑒定，該產(chǎn)品整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中水平定向鉆機(jī)工作裝置位姿動態(tài)識別、浮動柔性夾持、復(fù)雜地層施工推拉微動操控、反循環(huán)鉆進(jìn),4項核心技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。項目授權(quán)專利62件，其中發(fā)明專利18件；主持及參與制定行業(yè)、地方標(biāo)準(zhǔn)3部。

長距離穿越

保障國家重點工程

近年來，徐工基礎(chǔ)公司非開挖團(tuán)隊先后實施穿越泥沙層線路、巖石層線路、凍土線路，以及多種土層混合一起各種復(fù)雜工況的地下穿越工程施工。李明帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊全程參與項目建設(shè)，經(jīng)受了一次又一次歷練。

中俄天然氣管道東線黃河定向鉆控制性工程包括黃河主河道穿越、河灘地穿越、穿越黃河大堤補(bǔ)救施工等。項目部堅持創(chuàng)建綠色管道，針對工程穿越黃河生態(tài)保護(hù)區(qū)、防風(fēng)固沙保護(hù)區(qū)，制定專項黃河區(qū)域施工環(huán)境保護(hù)措施，有序組織完成鉆擴(kuò)孔、回拖、管道主體焊接、防腐、試壓等工作，圓滿完成了全部5條定向鉆從鉆孔到回拖的施工任務(wù)。

山東管網(wǎng)南干線項目東段沂河管道定向穿越工程，全程為巖層穿越，實際穿越總長度為1334.8米。主要穿越地質(zhì)為中風(fēng)化安山巖，平均巖層硬度為56MPa，穿越難度5.0。徐工XZ13600水平定向鉆機(jī)采用電液比例控制、負(fù)荷敏感控制等多項先進(jìn)的控制技術(shù)與徐工專有技術(shù)，在巖石硬地層下仍能完美地適應(yīng)各種復(fù)雜工況，一次回拖成功，創(chuàng)造了中國石化1219毫米管徑巖石定向鉆最長穿越紀(jì)錄。

格爾木—拉薩輸油管線，是目前世界上海拔最高的成品油輸送管線，560多公里線路鋪設(shè)在常年凍土地帶。因為格拉管線項目屬于長距離施工作業(yè)，需要穿越巖石地層，對設(shè)備動力輸出準(zhǔn)確性要求高。徐工水平定向鉆機(jī)憑借精密的控制系統(tǒng)，自動進(jìn)行參數(shù)控制及匹配，對工作裝置位姿實時監(jiān)測，防止鉆桿過載、斷裂、塌孔等施工事故，確保惡劣工況下管道鋪設(shè)高質(zhì)量完成。

水平定向鉆進(jìn)技術(shù)是對地下管網(wǎng)施工的一次技術(shù)革命，被聯(lián)合國列為“21世紀(jì)環(huán)境友好技術(shù)”。截至2021年12 月，《面向大口徑長輸管網(wǎng)的定向鉆進(jìn)及鋪設(shè)裝備關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用》科技成果，已經(jīng)帶動徐工基礎(chǔ)公司實現(xiàn)水平定向鉆機(jī)銷售3550臺套，新增銷售額42.5億元。項目成果在國家四大能源通道、南水北調(diào)、“十一大類重大工程包”項目中得到廣泛應(yīng)用，創(chuàng)造施工產(chǎn)值超200億元，中國油氣管網(wǎng)工程的“卡脖子”難題從此不復(fù)存在。

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