全球视点！“追光2022”天府人物推介（78） | 成都理工大学校长刘清友：不断突破勇闯技术前沿

川观新闻记者徐莉莎

在由四川日报全媒体主办、全省183个县级融媒体中心联动的“追光2022”天府人物推介活动中，有这样一位被推荐者，从初出茅庐的农家少年，再到几乎获得工程领域最高荣誉“大满贯”的科学家，他不断突破自我。

(资料图片仅供参考)

人物名片

刘清友，1965年生，成都理工大学校长，长江学者特聘教授，国家首批特支计划“领军人才”，教育部第八届科学技术委员会委员，四川省仪器及力学类专业指导委员会主任委员，四川省石油学会副理事长，四川省机械工程学会副理事长；刘清友是我国石油钻采装备领域的知名专家，获首届全国创新争先奖状、何梁何利基金科学与技术进步奖、第十四届光华工程科技奖、全国优秀科技工作者等荣誉；获国家科技进步特等奖（集体奖）1项、国家科技进步二等奖2项、省部级一等奖8项等；授权发明专利60件，发表期刊论文180余篇。

刘清友

人物故事

2022年5月30日，时值第六个全国科技工作者日，第十四届光华工程科技奖揭晓。成都理工大学校长刘清友教授荣获光华工程科技奖。此前，刘清友已获得国家科技进步特等奖、何梁何利科学与技术进步奖。对工程领域的科学家来说，这几乎是最高荣誉的“大满贯”。

刘清友致力于石油钻头及钻采装备的理论、技术、实验、产品及应用研究，主持国家级项目/课题10余项，围绕我国油气高效开采对钻采装备高效率、长寿命、轻量化和智能化等技术难题开展系统研究。在国内外率先开展钻柱-钻头-岩石系统动力学仿真研究，创建了我国自主的钻头多因素动态设计方法及软件开发，建立我国自主的钻头设计制造及产业化技术体系，实现了我国钻头技术从引进模仿到自主研发和原始创新，并进入国际先进行列的跨越。

刘清友创新开展深水钻井平台（升程补偿装置）-隔水管-海洋环境耦合作用的系统动力学研究，发明深水隔水管动力学行为模拟实验系统，提出深水隔水管振动控制与磨损抑制方法，为我国首座3000m超深水钻井平台“海洋石油981”隔水管安全控制提供技术支撑。针对我国页岩气高效开发缺乏超高压大功率压裂装备的难题，攻克了超高压大功率压裂泵振动控制、轻量化设计及泵头体疲劳寿命等技术瓶颈问题，支撑我国研制出世界首台3000型超高压大功率压裂泵，并在页岩气开采中大规模应用。

教书育人30多年来，他牢记为党育人、为国育才的根本任务，除了要学好真实本领以外，还要发扬科学家精神，为国家的油气能源行业培养更多人才和科技自立自强多作贡献。

农家少年初出茅庐，突破国际前沿课题

小时候，一支石油地质勘测队曾借住在刘清友家。打井时，地质工人们抬着井架和笨重的钻头，干得特别辛苦。年幼的小清友心中萌生出一颗种子——“我可以用自己感兴趣的物理知识帮助勘测队更轻松、有效地进行钻井吗？”

那时的小清友没想到，后来的人生和各种钻头“杠上了”。1982年，刘清友考上了西南石油学院。因为喜欢物理，他填报了石油矿场机械专业，正式开始接触石油装备。

在本科打下了好基础后，刘清友继续在重庆大学进行研究生课程的学习。选修的许多与专业无关的课程，极大地开阔了他的视野。当年硕士毕业只需要28个学分，他修了40多个学分课程，这也为农家少年走向国际学术前沿奠定了基础。

上世纪80年代，钻头等油气装备大部分依赖进口，我国油气开采因此受限。1994年，在攻读博士阶段，刘清友师从国内外知名的钻头专家马德坤教授在西南石油大学钻头实验室内从事钻柱仿真研究。博士论文是美国Smith钻头公司委托的项目：“牙轮钻头三维仿真研究”“考虑钻柱弹性变形和岩石互作用下钻头动力学仿真分析”。

钻头三维仿真，这是国际最前沿的课题，没有前人涉足，也没有资料可参考。读博3年，刘清友就与它“缠斗”了3年。3个春节的休息日，加起来没到5天，大年初二就开始工作。那个时候计算机速度很慢，在编写程序的过程中，一个符号的错误都会让整套程序通不过。刘清友又得花几个小时、甚至一天的时间来找出问题。

通过理论和实验研究，揭示了钻柱振动、地层性质和钻井参数等对钻头破岩的影响规律，创建了我国自主的牙轮钻头多因素动态设计方法及软件开发，钻头实验装备和仿真软件转让到美国Smith Tools公司，成为我国石油钻头领域第一项出口技术。同时，支撑江汉石油钻头股份有限公司和成都石油总机械厂等国内牙轮钻头企业技术发展。

“我之所以这些年来能够一直沿着这个方向走下去，就是因为有这个博士阶段取得的基础奠基，让我找到了科学的方法技术和这个领域未来发展的走向。”刘清友激动地说道。

后来的日子里，他带领团队重点围绕石油钻头的理论、实验和技术研发，使我国钻头生产实现了从设计到制造应用一体的国产化。国内最复杂难钻的钻头，90%都采用了刘清友团队研发的技术生产。这套技术打破了美国的垄断，出口到美国、加拿大、俄罗斯等30多个国家。

刘清友

从智能钻井到井下机器人，永远站在技术前沿

三十多年以来，刘清友最初研究的牙轮钻头逐渐更新换代。由于中国的油气资源储存越来越深，针对不同地层的需要，对钻头的寿命和转速也有更高的要求。刘清友紧盯技术前沿，早在十几年前，他就为团队列出了几个石油装备的技术方向，个性化钻头、智能钻井系统、井下机器人都是其中之一。

“人一步步地进步以后他会懈怠，但目标和理想的变化能让他重生。”这是刘清友在团队取得一定成果时常给团队成员分享的一句话。

2010年以后，刘清友团队开始了个性化钻头的研发。“地层中的砾石层是金刚石钻头的禁区”，西南石油大学杨迎新教授是团队主要成员。他说，一个金刚石钻头价值几十万，但是一遇到鹅卵石和岩石组成的砾石层就报废。我国多数油田存在砾石层无PDC钻头可用的情况。刘清友团队在全世界首创串型齿砾石层PDC钻头，打破了PDC钻头砾石层的禁区。

面对什么样的地层，就研究定制出相应的钻头，提升复杂难钻地层的钻井效率。除了对个性化钻头进行完善外，刘清友认为未来这个领域发展的重要方向还有智能钻井系统。

刘清友于2009年发表的一篇名为《未来智能钻井系统》的文章就提出了这样一个预想——在钻头上有一个像人眼一样的智能机器，它能实时监测钻头运行轨迹、识别地下岩层类型、自动化调整钻机参数。目前，针对钻头在地下工作时的轨迹是否按照预设的来进行，钻头在井下的工作状态和运动轨迹在地面是无法得知的。

由于缺乏研究经费和技术理论指导，智能钻井系统的研发在刚开始的几年很艰难。刘清友自费“请进来，送出去”，派学生出国学习，又请其他领域的专家来指导。这些年来，他一直带领团队进行相关研究，取得了重大突破。今年暑假，首台井下连续管钻井机器人样机在广汉成功完成了功能试验，再一次，他们引领了国际前沿。

刘清友团队的另一项前沿技术研发是井下机器人，利用井下机器人在井下打很多微小井眼再利用爆破技术形成井下网格化分布，让页岩气从井眼中渗透出来，极大地缓和了地处丘陵山区的四川因缺水而导致采集页岩气的难点痛点。

刘清友的研究课题也受到了国家科研基金的资助，他期待在智能钻井系统领域能够有更大的突破。

工作中的刘清友（右三）

科学家也是教育家，培养学生到国家需要的地方去

十年来，刘清友先后辗转西南石油大学、西华大学、成都理工大学，担任校领导。从一个科技工作者要转变成一个教育家、高校的管理工作者，刘清友直言“刚开始是个挑战”。

在校期间，刘清友常常会去学生寝室和学生交流。现在同学们的思想观念、学习方法都和他那时不尽相同。“现在的同学获得信息的渠道多，特别是进入大学后不再像我们当时提倡的‘唯学习论’，在去听课时我发现很多同学上课的专注度都不够，这个时代对他们来说有太多诱惑了。”

成都理工大学每年都会召开座谈会，通过听取学生对学校的管理服务、环境卫生食堂问题的一些意见和建议，做到“取之于民，服务于民”。

多年以来，刘清友一直坚持每天早上六点起来跑步半个小时，回家以后冲个澡，以饱满的精神状态迎接新一天的工作。“未来我希望能让管理工作和科研工作相辅相成。另外每天保持好心情，不断地学习新的知识。同时还要兼顾好自己的家庭生活。”

在大家的印象中地质工作是非常辛苦的。深山老林的艰苦环境一度劝退很多年轻人，他们都更倾向于留在城市里。刘清友则表示希望现在的年轻人能够将自己的发展和国家、民族的发展结合起来，实现自身价值的进一步提升。同时他也期待有更多的人进入石油领域，去做国家需要大家做的事情。