沈忠厚 - 簡介

沈忠厚，1928年2月13日出生在四川省大竹縣一個山寨里，山里人純樸憨厚，父母為他起了“忠厚”這個名字。他自幼生長在大山的懷抱里，對大山懷有深厚的感情。因為聰明、伶俐，很快贏得老師和同學的喜歡，直至考到大竹縣城的高中，是寨子里唯一的高中生。沈忠厚高中畢業(yè)后，于1947年考上了重慶大學。家人曾問他為什么選擇采礦系時，沈忠厚當時說：“我們中國太窮了，沒有采礦不行；找到豐富的礦藏，中國才有可能走向富裕�！�

1951年，沈忠厚大學畢業(yè)。懷著對中國共產(chǎn)黨的深情厚愛，他走上了教學崗位開始培養(yǎng)人才。當時，重大已經(jīng)開設了石油專業(yè)，沈忠厚被安排從事石油鉆井的教學工作。作為導師，他以自己的方式，把知識和做人的道理變成春雨，滋潤著每一個學生的心靈。

八十年代中期，沉忠厚在石油鉆頭中率先提出水射流結合機械破碎巖石的新概念，首次揭示了在鉆井雙向應力作用下巖石裂紋形成規(guī)律及主裂紋發(fā)展方向，并建立了聯(lián)合鉆頭設計理論，發(fā)明了聯(lián)合破巖鉆頭。 沉忠厚由此被稱為“鉆頭之父”。

沈忠厚 - 結緣石油

沈忠厚和他的同學們是中國培養(yǎng)的第一批石油人才。 一九五一年十月，沈忠厚留校后被派到玉門油田實習一年。 回校后沈忠厚擔任石油鉆井工程課的教學，一九五五年調入北京石油學院。

中國的石油事業(yè)是解放后發(fā)展起來的。從二十世紀六十年代開始，逐漸發(fā)展了大慶油田、勝利油田、大港油田、華北油田、中原油田，每次沈忠厚和他的學生都要參加石油會戰(zhàn)。 剛解放時，全國油田的設備十分落后，全國整個鉆井采油系統(tǒng)加在一起只有八百職工（現(xiàn)有一百五十萬職工），三部鉆機，一年總共才產(chǎn)十二萬噸石油，還不如現(xiàn)在一天的產(chǎn)量。 沉忠厚把全部精力和滿腔熱忱都投入到石油事業(yè)上。 他知道，鉆井速度主要取決于鉆井用的鉆頭，要想提高石油產(chǎn)量，必須在鉆井的最核心部位鉆頭上下功夫。

按照傳統(tǒng)的思維模式尋找水射流在各階段衰減變化的規(guī)律和計算方法，怎么也走不出“鬼打墻”的理論障礙。痛定思痛，沈忠厚決定“倒行逆施”––用大量實驗數(shù)據(jù)來構建理論計算模型，再用以往成熟的理論檢驗實驗成果。從1981年開始，他和助手連續(xù)花了七百多個日日夜夜，做了大量繁瑣、枯燥的室內試驗，取得了豐富的數(shù)據(jù)。又經(jīng)過理論攻堅、現(xiàn)場實驗，整整七年時間，終于使第一代加長嘴牙輪鉆頭問世。各國專家聞訊震驚了，他們承認，是中國人解決了這個世界級的難題。

新型鉆頭在十余個油田推廣，平均機械轉數(shù)提高25％–30％，平均鉆頭進尺提高35％–40％。第一代新型鉆頭的研制成功，使沈忠厚教授總結出科研方法的“三部曲”，即帶著工程問題從應用基礎理論研究入手，通過室內實驗尋求答案，再到現(xiàn)場實驗，進而轉化為生產(chǎn)力。

緊接著兩年后，他研究出的第二代鉆頭––比連續(xù)射流沖擊力高8.6–124倍的“空化射流鉆頭”誕生了。在第13屆世界石油大會上，他的學術報告成了重頭戲，與會的專家和權威被他的理論和構想迷住了，稱他為走出迷宮的最佳路徑。這一技術在中國11個油田400多口油井應用，取得了顯著的經(jīng)濟效益。

繼第三代“聯(lián)合破巖鉆頭”研制成功后，他研制的第四代鉆頭“選射流破巖鉆頭”在遼河油田鉆出了中國第一口徑向水平井，填補了中國在這一領域的空白，采油量比以往又提高了4倍。

沈忠厚 - 研究經(jīng)歷

水滴石穿：二十世紀六十年代，日本一架噴氣飛機在空中行駛時遇到一場小雨，降落后發(fā)現(xiàn)機身上都是小孔。一些科學家由此得出水射流理論，水在速度極快的情況下能產(chǎn)生巨大的力量。七十年代初國外出現(xiàn)水射流技術，美國、前蘇聯(lián)、德國等開始研究把水射流技術用在工業(yè)上。 沉忠厚在成都飛機公司參觀時親自體驗了這種技術的“魔力”，看起來溫柔的流水切割起堅硬的合金材料就像切豆腐一樣容易，且斷面非常規(guī)則。 沉忠厚一下子就想到了困擾他多年的鉆頭，當時國內切割鋼材等堅硬的東西一般用乙炔或鋼鋸，這樣加工面不是很規(guī)則，且有時溫度很高，容易使附近的金屬材料發(fā)生變化。 用水則避免了這些問題，而且更快更方便。 要是把水射流和鉆頭結合在一起，那有多好！

沉忠厚從此對水情有獨鐘，一研究就是二十年。 二十年中，沉忠厚系統(tǒng)揭示了淹沒非自由射流流動及動力學規(guī)律以及壓力和水功率衰減規(guī)律，建立了理論計算模型；在此基礎上首次提出了鉆井工程以井底巖面獲最大水功率為目標函數(shù)，優(yōu)選水力參數(shù)的新方法和模型，建立了新的水力設計理論，解決了鉆井工程長期沒有解決的重要理論問題；發(fā)明了新型加長噴嘴牙輪鉆頭，該新型鉆頭在相同條件下與普通牙輪鉆頭相比，平均機械鉆速提高百分之二十五至百分之三十，獲直接經(jīng)濟效益約一點六五億元；發(fā)展了自振空化射流理論，建立了兩種諧振腔的基本關系式和結構數(shù)學模型，發(fā)明了自振空化射流鉆頭。

此外，石油大學（華東）以沉忠厚為組長的課題組，完成了旋轉射流調制機理及鉆頭研制、井下轉向器系統(tǒng)的研究及研制和鉆進參數(shù)優(yōu)選方法程序，于一九九七年八月在有關單位合作下，首次在遼河油田井下工業(yè)試驗成功，鉆出了中國第一口徑向水平井。該井產(chǎn)油量與鉆水平井前相比增加七倍，該課題獲國家實用新型專。沉忠厚為石油鉆井工程應用新技術提高鉆井速度和經(jīng)濟效益開辟了一條新的途徑，做出了創(chuàng)造性貢獻。

理論聯(lián)系實際：每當有人問沉忠厚成功的經(jīng)驗是什么，他都說是理論聯(lián)系實際。他認為：“參加石油會戰(zhàn)給了我們搞科研奠定了基礎。如果當初不參加生產(chǎn)實踐，可能后面沒有這么多科研成果。我一直有這么一種想法，理科認識世界，工科改造世界，搞工科不能解決實際問題是不行的，不能只是紙上談兵。而搞工程技術既要認識世界，也要改造世界，讓科研成果轉化為生產(chǎn)力。所以一定要參加生產(chǎn)實踐，理論與實際相結合�！�

沈忠厚 - 主要成果

沈忠厚院士近20年來一直從事高壓水射流理論與技術的研究工作，他將射流技術與石油工程相結合，對鉆井工程做出創(chuàng)造性成果和貢獻,對石油工程做出了卓著的貢獻，其主要成果有:（1）結合研制高效鉆頭，對淹沒非自由射流動力學規(guī)律、自振空化射流理論和機械及水力聯(lián)合破巖理論有重要突破和發(fā)展。在此基礎上又發(fā)明了新型加長噴嘴牙輪鉆頭、自振空化射流鉆頭和機械及水力聯(lián)合破巖鉆頭等三種嶄新高效鉆頭。三種鉆頭在油田應用大幅度提高機械鉆速，在10余個油田和地區(qū)應用3500只，獲直接經(jīng)濟效益過億元。（2）在國內外鉆井工程領域，首次創(chuàng)立了以井底巖面獲最大水功率為目標函數(shù)的水力設計新方法，解決了長期以來亟待解決的重要理論問題。（3）徑向水平鉆井技術研究，填補了國內研究的空白。（4）與研究中心有關同志一道首創(chuàng)自振空化旋轉射流處理油井近井地層及解堵新技術，在11個油田和地區(qū)400余口井上應用，創(chuàng)經(jīng)濟效益過億元。

沈忠厚院士發(fā)明的新型鉆頭獲得美國發(fā)明專利1項和國家實用新型專利2項，同時該課題獲得國家科技進步二等獎，并經(jīng)國家科委批準，列入國家高新技術推廣“火炬計劃”。該新型鉆頭1997年獲國家發(fā)明三等獎。

沈忠厚經(jīng)過8年研究，發(fā)展了自振空化射流理論，首次建立了兩種諧振腔的基本關系式和結構數(shù)學模型，發(fā)明了自振空化射流鉆頭。該鉆頭在勝利和中原油田試驗成功，平均機械鉆速提高35%，取得了顯著的經(jīng)濟效益。該課題獲國家實用新型專利4項。他帶領研究室有關同志，將自振空化射流用于油井解堵，首創(chuàng)自振空化旋轉射流處理油井近井地層及解堵新技術。該新技術在勝利、遼河、華北、中原、大港、長慶、吐哈和江蘇等10個油田和地區(qū)的400多口油井和注水井上推廣應用，取得明顯效益，油井單井增油20％至30％，注水井單井增注30％至130％。1999年獲省級科技進步二等獎，并被科技部列入“九五”重點推廣計劃指南項目。

沈忠厚院士的研究成果先后獲國家科技進步二等獎1次、國家發(fā)明三等獎1次、省部級科技進步一等獎2次和二等獎3次，獲中外專利13項，在中外刊物發(fā)表論文70余篇，出版英文專著1部、中文專著2部，他還培養(yǎng)了博、碩士研究生30余名，并榮獲“全國能源工業(yè)特等勞動模范”等6種省部級以上榮譽稱號和獎勵。2001年當選為中國工程院院士。

他培養(yǎng)出的學生，有教授、博導、學術帶頭人、高級工程師，還有的走上了領導崗位。他的博士生王瑞和，已經(jīng)是獲國務院政府特殊津貼的專家，另一位得意弟子李根生，也已經(jīng)入圍國家人才培養(yǎng)的“百千萬工程”計劃，并獲得國家“杰出青年獎學金”的資助。

沈忠厚 - 教育觀

對于教師這個職業(yè)，沉忠厚認為既要有科學家的本事，也要有工程技術專家的能力，同時還要有好的師德。 他說最大的安慰就是培養(yǎng)的學生出去后在工作崗位上干的很好，他覺得很有成就感，哪怕自己只起了一點添磚添瓦的作用。 教師是一個清貧職業(yè)，但他一直認為這是最好的工作，師生間的情感是最純潔無私的。

沈忠厚在學校主要講授“鉆井工程”這門課，這是石油鉆井專業(yè)的一門主課，他從不把書本內容照搬到黑板上。不管講過多少遍的課，每次上課前，他都重新備課，及時補充國內外最新信息。寫完講稿之后，他還另外編寫一個提綱，理出重點、難點。

聽過沈忠厚講課的人，都有一個共同的體會：沈教授講課特別注意深入淺出，一個很抽象、深奧的原理，經(jīng)沈教授一過濾，就變得很形象、很淺顯，仿佛一切都在你的面前，舉手可觸。筆者在采訪時，就鉆井中的水力和機械聯(lián)合破巖的機理請教沈教授，沈忠厚便很形象地說：“你見過打釬嗎？光用死力氣往石頭上打，往往見不到效果；如果一邊噴高壓水一邊打，不一會就大功告成。這個機理和這個道理幾乎是一樣的�！币粋�既抽象、極深奧的道理，經(jīng)沈忠厚輕輕一點撥，即點石成金，形象呼之欲出。

沈忠厚說，課堂就是戰(zhàn)場。上戰(zhàn)場前必須做好充分的準備，不管這門課講了多少遍，每一次講課前必須重新備課，并及時補充最新的國內外信息。在講稿完成之后，他還得另外再編一個提綱，理出重點、難點，上課時，僅拿這個提綱即可。有的學生第一次上沈忠厚的課時，很是吃驚：“沈教授怎么一個提綱就講半天？”其中的緣由原來在這里！

沈忠厚極力倡導嚴謹治學，敬業(yè)樂道，特別強調，作為一名教師，不能有一分熱，發(fā)一分光，應該有十分熱。他說，培養(yǎng)一名教師，比培養(yǎng)一名研究員、一名工程師要艱難得多。研究員的主要目的是認識世界，而教師既要有認識實際的本領，又要擁有改造世界的本事�，F(xiàn)在研究生、博士生，認識世界的本領是有了，但缺乏改造世界的本事。因此，沈忠厚主張，青年教師要多到現(xiàn)場去，不要讓自己的思想僅僅停留在理性層面上，要讓自己的知識轉化為生產(chǎn)力。

他是這樣說的，也是這樣做的。數(shù)十年來，他的足跡遍布中國所有的油氣田鉆井現(xiàn)場，在產(chǎn)學研方面做了大量工作，取得了顯著成績。