刘清友:践行科技工作者的责任与担当

2017-07-12 14:28 来源:四川科技报 马静璠 619 点击

5月27日,全国科技工作者日暨创新争先奖励大会在北京举行,西华大学校长刘清友获得“全国创新争先奖状”。该奖项是继“国家自然科学奖”“国家技术发明奖”“国家科学技术进步奖”之后,国家批准设立的又一个重要的科技奖项,是仅次于国家最高科技奖的科技人才大奖。

作为我国石油钻头及钻采装备领域的知名专家,刘清友主持国家科技重大专项、国家973、国家863、国际合作、中国工程院重大咨询项目、国家自然科学基金项目及专题等10余项。获国家科技进步特等奖1项、国家科技进步二等奖2项,省部级一等奖6项、省部级二等奖3项,授权发明专利30项(美国专利3项)、实用新型专利28项……

但这次获得“全国创新争先奖状”,对于刘清友来说意义非凡。“作为科技工作者受到这么高的荣誉和重视,我们感到很自豪。专门设立科技工作者日,充分体现了党中央国务院对科技工作者高度的重视和认可,也反映我们国家在产业升级的过程中,创新对国家的重要性,对科技工作者来说既是荣誉,更多的也是责任和担当。”刘清友说。

科技工作者要清楚自己的使命

上世纪80年代末,恰逢我国石油工业大发展时期,那时的中国石油钻探设备主要靠进口。当时毕业留校西南石油大学的刘清友为了学校新新专业的需要,报考了以工科见长的重庆大学的研究生。来到重庆大学,当时的研究生要求修20多个学分才合格,而刘清友却一口气选了40多个学分,“我想机会难得,给我们上课的老师,都是非常有水平的老教授,一定要多学习。我是学机械的,但在研究生阶段我也学了电力、计算机……这些课对我后来的影响很大,跟我的专业看似没有关系,却能让我以另外一种思维去看问题。我后来的成绩,大多得益于那时的学习,为我以后的科研打下了坚实的基础。”读研究生时有一门课,每周两节课,只有刘清友一个人上,“每次上课之前我要看至少七本书,还要写总结,然后跟教授交流讨论。”说起研究生生涯,刘清友至今记忆犹新。

上世纪80年代到90年代末,我国的钻头技术经历了从全套引进到逐渐脱离美国钻头设计的技术垄断走上自主道路,再到走入世界先进行列的历程,而这其中,刘清友的研究可以说功不可没。

研究生毕业后,刘清友回到西南石油大学攻读博士,当时我国石油钻井所用的钻头主要是进口美国休斯公司的设计制造技术,“我们的钻头生产只能用他们的图纸和他们提供的设备加工,钻头只能以美国休斯公司的商标,只能在国内销售。”刘清友说。西南石油大学至今还收藏着一支钻头及井底,那是1979年邓小平访美时,时任美国总统卡特所赠送,回国后邓小平把这个钻头送给了当时的石油部(后赠送给西南石油大学)。石油部为了形成自己的钻头技术,在西南石油大学成立我国第一个钻头研究室,刘清友的博士生导师马德坤教授任该钻头研究室首任主任,刘清友的钻头科研生涯便从钻头实验室开始。

那时,针对美国Smithtools公司提出的“深井难钻地层钻井提速增效”这一世界性难题,刘清友把这个课题作为自己的博士论文,在导师马德坤教授的指导下,他把井底岩石-钻头-钻柱振动作为一个系统,创新性地用计算机仿真技术完成了技术理论的仿真实验研究,建立了基于钻柱-岩石-钻井参数的钻头动态设计方法,实现钻头设计从单因素到多因素、从静态到动态的突破,改变了整个钻头设计的理论和方法。该项技术是我国转让的第一个钻头技术,后来经Smithtools公司继续完善,现已发展成号称世界第一的钻头仿真设计软件,名为“IDEAS”。如今这套系统仍然在全世界钻头设计领域使用。

2000年刘清友担任实验室主任,带领团队积极争取各级科研项目,加强钻头实验室与企业的合作交流,加大技术转让和新产品研发力度,为我国钻头技术及产品研制做出了重要贡献。随着我国油气探勘开发走向深海,深水安全钻井成为世界性难题。针对深水、超深水钻井管柱失效及井控事故两大深水钻井安全瓶颈问题,提出并建立海洋环境与钻井工况耦合作用的深水管柱力学分析方法,发明模拟实验系统和井下内外一体防喷器,制定深水隔水管及井口安全操作指南,在“海洋石油981”和Jasper等深水平台及国内外深水井成功应用;针对我国页岩气高校开发缺乏超高压大功率压裂装备支撑的难题,建立了超高压大功率压裂泵动力学模型和“百万冲次”实验测试方法,提出泵头体材料高性能调控方法和“五因素”轻量化设计技术,为我国研制出世界首台3000型压裂装备提供重要支撑,研制的3000型压裂泵最大功率质量比达世界最高水平,并实现产业化。如今,中国的钻头研发,不仅满足了自己的需求同时打入了国际市场。

做科研要能坐“冷板凳”

刘清友从事科研工作30多年,在他看来,作为科技工作者,最重要的就是理想和追求,“一定要把科研工作当成事业来做,不能功利,不能为了眼前利益。”他常对学生说,科学研究没有捷径,想要走捷径一定会失败,只有一步一个脚印,踏踏实实地走过以后才会得到成果,要想发财最好别做科研。“我以前做很多基础研究项目,项目经费少,要求高,很少有企业经费支持,我都是尽量节约开支,除完成本项目研究工作外,还要尽量从项目里挤出钱来做其它前期研究,但这些都是必要的,因为做前沿科研必须打好基础。”刘清友说。

刘清友所做的很多研究都是国内外的空白,从理论到实践全靠自己。从博士生开始他每天一定是第一个到实验室的,也是最后一个离开实验室的,“我从来没有过周末,即使春节我也是初二就回实验室了。以前没有空调,实验室阴冷潮湿,我的手和脚全部冻得通红,但我不服输,想着我一定要做出来。做科研很艰辛,很多时候没有任何支援,也没有资料可以查看,全靠自己不断的实验和尝试。有时候因为条件所限,做不出实验,不能建模,也不能证实你的理论,很多人放弃了,我很庆幸自己坚持下来了。”刘清友说。也正是这份坚持,让刘清友在科研上取得了傲人的成绩。

2012年5月9日,中国首座自主设计、建造的第六代深水半潜式钻井平台“海洋石油981”在南海海域正式开钻,从这一刻起,中国海洋石油工业面向深海迈出了历史性的一步。而其中也有刘清友的汗水。“有了平台还需要安全钻井,才能开发海底油气,必须要解决深水钻井管柱及水下井口装备的安全问题,‘981’在很多方面是世界首次,我参与就能进入这个领域,是对自己的突破也是对国家需要的考虑。”从来没有做过深海钻井研究的刘清友想。在项目确立之初,刘清友立即开始组织团队,调研国内外的研究,结合“981”的情况,提出研究思路和方案,“当时没有项目,国家也没有拨款,没有经费,我从实验室经费里节约出来做。”深海中怎么打井,隔水管的安全问题怎么解决,这些都是世界性的难题,全世界掌握深海钻井技术的美国和挪威,有深水钻井的技术和产品,但在深水安全作业方面国外也只是靠经验,用图表,没有算法和设计方法,成本很高,也不适合中国南海的复杂情况。从来没接触过深海钻井的刘清友,借助多年研究钻头和钻柱系统动力学的经验,从基础研究开始着手,从理论到实践,完全靠自己。突破许多难题,解决了一个又一个技术问题,理论和实验研究工作得到了国内外专家一致认可,纷纷评价“这是为我国深海钻井做出了突出贡献!”

做科研要有开放的眼光

刘清友的研究有许多填补国内乃至世界空白,但他认为,这些研究得益于扎实的基础和多学科的融合和进步。“我的思路和研究方向也不是我凭空想出来的,是我在学习的过程中,不断了解其他行业先进的东西,再加入自己行业的思考。我学了很多基础学科,常常思考该如何把其他领域的思维用到我所研究的领域,或者用其他新技术来改造我这个领域。比如我提出的钻头系统动力学,那是因为有计算机技术发展后才能求解非常复杂的数学模型。”刘清友说。

十年前,刘清友就开始从事智能钻井设备的研究,“这也是因为我在教‘现代机械设计’课程中,接触到很多机器人技术,比如机器人在医学中的应用等,还有航空航天的技术。”刘清友当时想,每次钻头失效都要把钻头从地上提起来,才能知道是不是真的不能用了,机器人这些技术为什么不能用在钻井中?也能避免不必要的损耗。于是,刘清友开始着手智能钻井技术的理论研究。

如今智能制造技术方兴未艾,而刘清友的钻井机器人也已完成实验室测试。“要做好科学研究有很多因素,自身思维要宽阔,要有深厚的知识面,你才能提出有前瞻性的研究方向。我的很多研究都得益于我在硕士期间的积累,比如我本科是学机械,后来研究也是机械专业,但在科研中,机械的知识占了不到我后来研究的五分之一,我的项目实际上是机械、计算机、材料、控制、力学、石油和数学等学科结合起来,包括现在的信息技术。”刘清友说。

责任担当 让科研薪火相传

采访中,刘清友提得最多的便是他的团队,“荣誉从来不是我一人的,团队也是支撑我的科研能力不断进步、不断创新的基础。”在刘清友看来,一个人的能力和知识面都是有限的,而现在科学技术的发展都是多学科的交叉和融合,没有很好的团队,是不可能成功的。而团队要多学科、多层次,有不同年龄阶段、不同领域的队员。所以在刘清友的科研团队里,除了机械领域,还包括电子、计算机、材料、力学、控制、数学、石油等多个学科。

不过带好团队也不是件容易的事,这考验的是负责人的组织和管理能力。“作为团队管理者,需要调动大家积极性,让团队所有人都进步,都有成就感。除了要有很强的科研能力和水平,更要让团队成员特别是年轻人能各展所长,我们有责任帮助他们成长。我的团队从来不讲论资排辈,年轻的只要有能力也能做项目负责人,我们用制度管人而不是人管人,要让每个人能找到自己的位置和方向。这也需要负责人对每个人有了解,包括性格、爱好等,更需要经常与大家交流,了解他们的想法。我们每周定期会有交流会,每周有讲座。”刘清友总结自己带团队的经验。在刘清友的团队,都有互相带的传统,以此帮助年轻人更快成长。

所以,在刘清友教授的科研团队,年轻人都能获得很快的成长,有多名成员获得国家科技进步奖。 2016年“中国青年科技奖”获奖者四川有两人,而这两人全部来自刘清友教授的团队。

用科研精神做校长

“我以前从来没有想过会做校长。虽然做科研也需要做管理,但是毕竟管理一个大学不一样,目标任务是不一样的,高校的主要职能是人才培养,同时还有科学研究和服务社会、文化传承等功能。”刘清友坦言。在他看来,科学态度、科研精神是一样的。比如在细节上的管理,从顶层设计上要有科学依据,要结合西华大学自身的条件和特色,这个相当于一个课题,是西华大学发展的课题,目标就是西华大学持续健康的发展。那么,要做好这个课题,需要把国内外大学的情况,国家、四川省的情况,西华大学自身的历史和进程有所了解,才能提出科学的发展规划、方向和策略。而大学,学科发展是根本,这就像科研中的学术基础,所以我们针对学科建设提出了“分类指导、突出特色、全面提升”的思路。

作为校长,刘清友深知科学研究是学校得以持续发展的动力,而同样作为科技工作者的他,更知道激发科技工作者的动力是科研得以发展的基础,“去年‘科技三会’上也提出了,要把服务意识放在第一位,要相信科技工作者,尊重科技工作者。我觉得这也能用到高校的管理上。比如做科研工作,宽松的环境容易调动大家的积极性,干涉过多反而影响科研人员的积极性。”因此,去年开始国家和四川省出台了一系列政策,鼓励科技人员创新创业,加大成果转化和服务地方经济社会建设,对西华大学来讲,除了落实贯彻国家和四川相关文件精神外,在他看来如何对学校科技工作者提供更好的服务,是关系学校科技发展的大事。但对于学术道德,刘清友认为不能忽视,“诚信教育很重要,要教会学生诚信,更要去影响他们有长远的理想。对于学术造假要零容忍。”刘清友说。“有句话讲‘治大国如烹小鲜’,对于学校管理也是这样,我把当校长当做一个科研课题来做。”刘清友信心满满。


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