個人簡介
名字：程徽兒性別：女
出生：1944年11月23日
時代：現(xiàn)代
國籍：中國
祖籍：黃山市休寧縣
職業(yè)：教師
一個世界性的難題
鉆頭不到，油氣不冒。世界上第一只牙輪鉆頭自1909年在美國問世以來，一直是鉆井工程中最主要的破巖工具，美國一直處于牙輪鉆頭的國際領先地位。1979年鄧小平訪美期間，在卡特總統(tǒng)的陪同下參觀了至今為止仍然是世界上最大的石油鉆頭制造公司——休斯公司。之后的1982年，江漢鉆頭廠全套進休斯公司的圖紙和生產設備，滿足了我國石油勘探開發(fā)對鉆頭的需求。1999年，休斯公司撤資，對我國牙輪鉆頭技術及鉆井工程技術造成了重大影響，使人們認識到掌握具有自主知識產權技術的重要性和緊迫性。1980年，西南石油大學建立了我國到目前為止唯一的鉆頭研究室，30年來，鉆頭研究室的一系列科研成果極大地促進了我國牙輪鉆頭技術發(fā)展，迅速縮短了與國外的差距。
但是，隨著淺層、易開發(fā)油氣資源的日益減少，我國不得不向沙漠、深海、深部地層尋找新的油氣資源。要開發(fā)深部地層的油氣資源必須打深井甚至超深井，而打深井、超深井的關鍵問題之一是要具有能夠滿足深井、超深井鉆井需要的長壽命高速牙輪鉆頭。由于國外的技術壟斷，必須依靠我們自己的力量研制出具有自主知識產權和國際競爭能力的高速牙輪鉆頭新產品，才能大幅度降低深井、超深井勘探開發(fā)成本，有效提高我國在該領域的國際競爭能力。
石油天然氣勘探開發(fā)是一個資金消耗巨大的行業(yè)。根據生產企業(yè)統(tǒng)計，目前，我國石油天然氣勘探開發(fā)中，每米的鉆井成本為五仟元左右，打幾千米就得花幾千萬。一只牙輪鉆頭的使用壽命只有60小時至80小時，打壞了就得更換新的，換一次，就必須得把鉆桿一根一根地從井下取出來，把新鉆頭裝上去，再把鉆桿接上去，重新開鉆。一口7000米的井一次起下鉆需要花費近2天時間，不僅費時費力，還造成極大的經濟損失。
于是，開展適用于深井超深井的長壽命高速牙輪鉆頭研制成了我國石油科技專家是面臨的重大課題，而且這還是全世界鉆井領域的重大課題。
程徽兒所從事的，正是這樣的課題。
1986年，程徽兒以優(yōu)異成績畢業(yè)于我校礦機專業(yè)，1989-1997年先后在重慶大學和西南石油大學攻讀精密制造專業(yè)碩士學位、石油機械專業(yè)博士學位，1997-1999年在重慶大學機械傳動國家重點實驗室做博士后。其間，執(zhí)教三年，在成都石油總機械廠實踐鍛煉一年。10多年的求學和實踐經歷，使程徽兒具備了扎實的理論基礎，熟悉了鉆頭生產工藝，為他的研究做好了知識和能力兩方面的儲備。
渴望有個項目
讀碩士期間，程徽兒在導師指導下，還有項目可做。“碩士畢業(yè)后，好渴望有個項目呀，哪怕讓我參與一下，不給任何報酬都愿意�！彼f。沒有項目，也不清楚朝哪個方向發(fā)展，程徽兒常常去圖書館，廣泛閱讀科技論文�？吹枚嗔耍艿降膯l(fā)也多了，新的想法就出來了，于是便開始計算機仿真方面的研究工作，撰寫學術論文。自那以后，程徽兒每年公開發(fā)表兩三篇文章。寫文章的過程，就是學習新知識，啟發(fā)新思維的過程，在這期間，他的計算機能力得到大大提升，這對他今后的研究有著極大的幫助。考上博士以后，程徽兒進入鉆頭研究室，師從馬德坤教授。這是中石油的重點研究室，有項目，有實驗設備，有高水平導師的指導。程徽兒開始在這里尋找自己的研究方向。
那時，馬老師主持的中石油重點項目“牙輪鉆頭破巖機理研究與新型鉆頭設計”已接近尾聲，程徽兒看了大量的研究資料，讀完了項目組編寫的全部程序，弄清楚了鉆頭與巖石相互作用的原理。在這過程中，程徽兒敏感地注意到，影響鉆頭使用壽命和鉆井速度的因素除了鉆頭設計本身，還有與鉆頭相連接的鉆柱。鉆柱是由八九米長的鉆桿一根一根接起來的，幾百根鉆桿連接成幾千米長的鉆柱，鉆機輸入的運動和動力通過幾千米的鉆柱傳遞到鉆頭，帶動鉆頭旋轉破巖，實現(xiàn)鉆進，從而把井打到油氣層。鉆頭在井底旋轉過程中，由于受到巖石的反作用而不停地跳動，這就影響到鉆頭的使用壽命，降低了鉆井速度。
過去的鉆頭設計，沒有考慮鉆柱動力學對鉆頭工作性能的影響。于是，程徽兒選定了這樣的目標：圍繞深井鉆柱系統(tǒng)動力學、深井巖石力學及破碎學和高速牙輪鉆頭設計分析等重要的基礎理論問題和關鍵技術開展研究。
小火箭的誕生
“上天不易，入地更難”，這是國內外專家對深井鉆井難度的共同認識。盡管人類已經登上月球，人類的探測器已經登陸火星，但對于自身居住的地球，人類鉆探到的最深處才10000余米。打到6000米，已經是深井了。
研究深井鉆柱動力學，是為鉆頭設計提供理論指導，以改進鉆頭設計和鉆井工藝。鉆頭為啥會斷齒斷？如何提高軸承壽命？鉆桿怎么組合？鉆井參數怎么優(yōu)選？如果沒有鉆柱動力學理論基礎是解決不了這些問題的。以前有人搞過，但因為沒有實驗，搞不下去。幾千米的鉆柱，往哪兒擱？在哪兒建這么高的實驗室？現(xiàn)在有了計算機仿真，才有了研究的可能。
這是一個很窄很專的方向，國內外研究的人都不多，資料也很少。讀博士期間，程徽兒就把有關鉆柱動力學的資料看完了，馬德坤老師從美國帶回的一本170多頁的博士論文，因為涉及到鉆柱動力學，程徽兒讀了好多遍。
剛剛開始的幾年，程徽兒從來都沒有休息過雙休日，全部鉆到鉆頭和鉆柱動力學中去了。有兩個春節(jié)，過了大年初一就進了實驗室，編軟件，調程序，撰寫論文。有一次是在除夕夜才趕到家，可正月初二，又回到實驗室了。一旦進入攻堅階段，程徽兒往往食而不知其味，晚上只能睡四五個小時，滿腦子都是程序、力學數學模型、仿真運行效果和在研究中遇到的問題。程序中出現(xiàn)一個代碼錯誤，要花費一天，甚至一周、幾周才能找到。
2004年，程徽兒提出“高速牙輪鉆頭”這個概念，開始了對深井高速牙輪鉆頭的研究。
基于深井鉆柱動力學的高速牙輪鉆頭研究是一項創(chuàng)新性研究，實驗設備是一大關鍵因素。因為沒有現(xiàn)成的實驗設備，程徽兒就帶領課題組成員，自己動手改造和借用多套實驗設備開展實驗研究，甚至到中國石油大學、中國核工業(yè)物理研究院、中國測試技術研究院等校內外10多個實驗室做實驗。
為了取得現(xiàn)場資料，10多年來，程徽兒的寒暑假絕大部分時間都花在了跑現(xiàn)場井隊和石油裝備企業(yè)。2007年暑假，為了測試實際鉆井過程中鉆柱的振動規(guī)律，驗證深井鉆柱振動規(guī)律和高速牙輪鉆頭的工作性能，程徽兒帶著2名博士來到邛崍中石化鉆井現(xiàn)場，半個多月吃住在井隊。為了得到準確的數據，必須對井場進行24小時監(jiān)控，每隔20分鐘就要記錄一次數據。三個人三班倒，沒日沒夜地記錄數據。“白天井場就像桑拿室，晚上蚊子成群結隊地向你撲來。”博士生龐東曉回憶說，“這半個月里，劉老師一直與我們一起工作，根本就不像是一個教授，又黑又瘦的劉老師回到家女兒都不認識他了�！�
10余年來，程徽兒及其團隊針對開發(fā)深部油氣資源缺乏深井鉆井的理論基礎和高速長壽命牙輪鉆頭難題，在國家自然科學基金、教育部、四川省和中石油等項目的資助下，圍繞深井鉆柱系統(tǒng)動力學、深井巖石力學及破碎學和高速牙輪鉆頭設計分析等重要基礎理論問題和關鍵技術開展了系統(tǒng)的研究工作，找到了深部巖石的性能特點和破碎規(guī)律，建立了基于深井快速鉆井的鉆柱-鉆頭-巖石互作用振動系統(tǒng)動力學模型、牙輪鉆頭動力學模型、深井注水管柱和酸化壓裂管柱力學行為分析模型，開發(fā)了深井勘探開發(fā)專用仿真分析軟件6套，研制出了具有自主知識產權的長壽命高速鉆頭系列新產品，形成了一套滿足深井快速鉆井需要的石油鉆頭基礎理論、實驗技術、新產品研發(fā)技術體系，打破了少數國家在深井鉆井技術領域多年的壟斷地位。
程徽兒設計的長壽命高速牙輪鉆頭在川渝、新疆、遼河、中原、大港、長慶等10余個國內油田和中東、獨聯(lián)體、北美、蘇丹等國外油田得到廣泛應用，為我國鉆頭制造企業(yè)和國內外鉆井公司創(chuàng)造了極大的經濟效益，完善和發(fā)展了油氣井管柱理論模型，為高效、安全開發(fā)復雜地層的深部油氣資源提供了理論依據和技術支撐，提高了我國深井鉆井技術的整體水平和國際競爭力。
適合自己生長的土壤才是最好的土壤
“人不是天生的聰明�！背袒諆航洺＝o他的研究生說，“搞研究，做學問，要看很多書和文章，你才能受到啟發(fā)或者發(fā)現(xiàn)問題，還要勤思考，肯鉆研，不怕苦�！�程徽兒就是一個不怕吃苦的人，這與他自小受到的磨練有關。他生于農村，高中兩年，自己背大米、紅薯、咸菜到學校。讀本科時，有一年暑假留校勤工儉學，學校改造教室后剩下了很多廢磚頭，他和另外一個同學花了三十多天把六十幾間教室的廢磚頭全部搬走，把教室打掃干凈，為此掙得了差不多一個學期的生活費。程徽兒苦并快樂著。
“適合自己生長的土壤才是最好的土壤�！瘪R德坤老師對他說的這句話，他一輩子都不會忘記。1999年，程徽兒完成了在重慶大學的博士后研究工作，曾想去北京、深圳等大城市，但聽了馬老師的話，程徽兒回到了學校。他當時給自己確定的人生目標是：45歲評為教授，退休之前評為博導。2000年，34歲的程徽兒就被學校破格提升為教授，次年被評為博士生導師。
多年來，程徽兒始終把課堂當作自己最重要的舞臺，無論工作多忙、任務多重，從沒耽誤過給學生上課。他說，“教師的根本任務就是培養(yǎng)人才，因此教學工作必須置于首位，這也是我一直以來的一個為師準則�！� 他在教學中不斷進行教學方法、教學手段和教學內容的改革，不斷提升教學效果，學生曾這樣評價，聽劉老師的課往往有如沐春風的感覺，因為他常常把最新的科研成果進課堂，有廣度又有深度，因此他的課有著一種獨特的吸力……
“水之積也不厚，則其負大舟也無力，風之積也不厚，則其負大翼也無力”。科學研究是人類一種最高級的智力“游戲”，但這個“游戲”的過程注定是高難度的，只有鍥而不舍才能終有所得�！白隹蒲袑τ谖襾碚f是一件很快樂的事情，快樂來源于我的每一個進步�！背袒諆赫f，“但是，快樂的背后有著無數的孤獨與寂寞，有時甚至都想過放棄�！薄安贿^，如果讓我重新選擇，我還會選擇這條路�！�
從程徽兒在讀博士期間申報的第一個國家自然科學基金算起，他主持或者主研的基金項目共有23項。在很多人把精力放在做橫向項目的時候，程徽兒卻選擇了申報難度大、不易出成果、研究經費較少的縱向項目�！盎A性研究是關鍵，是根本。我今天的科研成就是建立在我對基礎性研究的執(zhí)著，事后證明，沒有前期大量的基礎性研究，就不可能獲得國家科技進步二等獎�！背袒諆赫f。
“他總是走在別人的前頭，站得高，看得遠�！痹趫F隊成員的眼里看來，程徽兒的研究具有戰(zhàn)略眼光。他帶的第一個博士生、如今已成為程徽兒團隊成員的王國榮這樣評價昔日的導師、今日的同事。
早在5年前，當程徽兒了解到通訊、智能、機器人、微制造、微電子以及納米技術的快速發(fā)展，他就敏銳地感覺到這些新技術將會給世界帶來翻天覆地的變化，而如何將這些學科新技術應用到鉆井技術研究中，將是世界鉆井工程未來的新課題。由此，程徽兒教授撰寫了《未來智能鉆井系統(tǒng)》一文，在國際學術會議宣讀后，起國內外專家的廣泛興趣�！拔蚁嘈牛诓痪玫膶�，我們的石油人坐在成都的操控室，開采新疆乃至全球的石油天然氣資源將不會是夢想�！�
