編者按：西南石油大學(xué)從誕生至今走過(guò)了58年的風(fēng)雨歷程。58年的歷史，是一部從小到大、從弱到強(qiáng)的創(chuàng)業(yè)史，一部為祖國(guó)加油、為民族爭(zhēng)氣的奮斗史，一部對(duì)人才培養(yǎng)規(guī)律和科技發(fā)展規(guī)律的探索史，一部15萬(wàn)西南石大人共筑和諧與夢(mèng)想的“家史”。歷史的河床積淀著許許多多色彩斑斕文化痕跡，告訴后人我們從哪里來(lái)，我們向哪里去。不忘初心方能繼續(xù)前行。全面深化改革是西南石油大創(chuàng)業(yè)史、奮斗史、探索史和“家史”的延續(xù)，這是一條承載希望的道路，也是一段艱難的歷程。前輩的足跡對(duì)后人有無(wú)盡的感召。為迎接60周年校慶，檔案館啟動(dòng)了“石大記憶”項(xiàng)目，以搶救校史文化，留下石大歷史的親歷者和見(jiàn)證人的記憶。這些點(diǎn)滴記憶，是彌足珍貴的史料，具有豐富的文化價(jià)值，值得廣大師生校友一讀。從現(xiàn)在起，檔案館與黨委宣傳部在新聞網(wǎng)聯(lián)合推出“石大記憶”欄目，陸續(xù)發(fā)表對(duì)一批老教師的采訪(fǎng)實(shí)錄。

 

 

訪(fǎng)中國(guó)牙輪鉆頭研究的奠基人——馬德坤教授  

 

時(shí)間：2016年12月16日10:30-14:00

地點(diǎn)：成都市青羊區(qū)馬德坤夫婦住所

人物：馬德坤

訪(fǎng)談人：張寶玲

攝像：張魁武

文字整理：張寶玲  吳婷（研究生助理）  喻金倫（研究生助理）

文稿審核：姚明淑

 

張：馬老師，您好!我們是學(xué)校檔案館的，目前正在開(kāi)展“石大記憶”項(xiàng)目的采訪(fǎng)工作，推出這個(gè)項(xiàng)目的目的是想搶救學(xué)校的文化記憶，留下石大歷史的親歷者和見(jiàn)證人的記憶，作為我們石大歷史的一部分，將在檔案館永久保存。今天想請(qǐng)您講一講到石大來(lái)的經(jīng)歷，您所從事的教學(xué)科研和人才培養(yǎng)工作的情況。

 

從北京到南充

張：馬老師，我們知道，您師出清華，在咱們學(xué)校建校初期從北京石油學(xué)院抽調(diào)過(guò)來(lái)的，能不能給我們談一談當(dāng)時(shí)的情況？

馬：我1951-1955年，在清華大學(xué)和北京石油學(xué)院大學(xué)本科一共學(xué)了4年。研究生又學(xué)了4年，1959年7月畢業(yè)后留在了學(xué)校礦機(jī)教研室。1958年咱們學(xué)校剛開(kāi)始籌建，缺老師，1960年9月我從北京石油學(xué)院來(lái)到南充。

       

 

馬：當(dāng)時(shí)學(xué)校條件十分艱苦，苦到什么程度呢？缺衣少被，冬天睡覺(jué)為了御寒，床上墊上很厚的稻草，被子比較短，為了防止夜間睡覺(jué)腿腳伸到被子外邊著涼，就把被子的一頭用皮帶捆起來(lái)，腳就伸不出去了。糧食還不夠吃，每月定量糧食19斤，肉半斤，油3兩。夜間餓得實(shí)在難受，就吃口咸菜，喝口開(kāi)水。當(dāng)時(shí)大家沒(méi)有喊苦叫累，一心放在工作上，相信在黨的領(lǐng)導(dǎo)下總能克服困難。帶學(xué)生到川中實(shí)習(xí)，開(kāi)始幾天晚上就在老鄉(xiāng)家的屋檐下放個(gè)行軍床睡覺(jué)，遇到雨天，再在上面撐塊油布擋擋雨。后來(lái)分到各井隊(duì)，條件才好些。

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留學(xué)美國(guó)

張：馬老師，您是恢復(fù)高考后首批公派出國(guó)留學(xué)人員，您在美國(guó)學(xué)習(xí)期間取得了很多了不得的成果，請(qǐng)您給我們談?wù)勀诿绹?guó)的學(xué)習(xí)情況和研究成果。

馬：1976年“文革”結(jié)束。1977年開(kāi)始恢復(fù)高考，老師和學(xué)生都珍惜十分難得的工作、學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，熱情非常高，現(xiàn)在的人是沒(méi)有辦法體會(huì)到的。國(guó)家從發(fā)展科技教育著想，拿出十分緊缺的外匯，資助優(yōu)秀科技人員出國(guó)進(jìn)修學(xué)習(xí)，經(jīng)過(guò)層層選拔，1982年我成為石油學(xué)院首批出國(guó)留學(xué)人員之一。

 

馬：1982年1月到了塔爾薩大學(xué)，繼續(xù)我在國(guó)內(nèi)的鉆頭力學(xué)研究。大概4， 5月份，我接手了斯倫貝謝等幾家大公司委托的鉆頭側(cè)切方面的研究項(xiàng)目。1985，86年，我根據(jù)研究成果寫(xiě)成的兩篇論文發(fā)表在美國(guó)《機(jī)械工程師協(xié)會(huì)學(xué)報(bào)》，學(xué)報(bào)的評(píng)審意見(jiàn)說(shuō)我的研究“填補(bǔ)了鉆頭側(cè)向力學(xué)研究的空白”，引起了美國(guó)的專(zhuān)家學(xué)者關(guān)注，現(xiàn)在這項(xiàng)研究成果還在國(guó)際上應(yīng)用。

馬德坤夫人佟曼麗說(shuō)，當(dāng)年他寄給我一幅計(jì)算機(jī)模擬的井底模式圖，說(shuō)是世界上第一個(gè)，我轉(zhuǎn)給石油學(xué)院邢汝霖副院長(zhǎng)時(shí)，邢院長(zhǎng)高興地說(shuō)“這個(gè)太有價(jià)值，太珍貴了！”

 

獨(dú)創(chuàng)牙輪鉆頭計(jì)算機(jī)仿真程序  創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)室  

張：大家都知道，您是咱學(xué)校鉆頭研究室的創(chuàng)建者和奠基人，在八十年代中期各方面條件還很困難的情況下，您是如何創(chuàng)建鉆頭研究室的？能不能給我們談?wù)劗?dāng)時(shí)的背景？

馬：原定我出國(guó)2年。但1983年5月，我就提前歸國(guó)。因?yàn)閲?guó)內(nèi)急需研究牙輪鉆頭方面的人。當(dāng)時(shí)的江漢鉆頭廠(chǎng)引進(jìn)全套美國(guó)休斯公司的設(shè)備和制造技術(shù)，但是無(wú)論出多高價(jià)對(duì)方都不肯轉(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)技術(shù)。石油工業(yè)部李天相副部長(zhǎng)很憂(yōu)慮，說(shuō)“國(guó)家花了好幾個(gè)億，買(mǎi)圖紙、設(shè)備和制造技術(shù)，但是沒(méi)有自己的設(shè)計(jì)技術(shù)，我們就得永遠(yuǎn)靠休斯公司了，這不是長(zhǎng)久之計(jì)。”合同條款規(guī)定：一旦休斯有新產(chǎn)品出來(lái)，兩年以?xún)?nèi)，休斯將圖紙給江漢鉆頭廠(chǎng)，江漢鉆頭廠(chǎng)可以仿造生產(chǎn)。但無(wú)論賠本還是賺錢(qián)，所有產(chǎn)值的8%要給予對(duì)方，這條件太苛刻了。石油工業(yè)部決定依靠自己的人，研究掌握設(shè)計(jì)鉆頭的方法。所以，我提前回國(guó)，接受石油部的這個(gè)任務(wù)。

馬：石油工業(yè)部全力支持我們，撥了15萬(wàn)美金，購(gòu)置了4臺(tái)HP公司首創(chuàng)的臺(tái)式計(jì)算機(jī)，加上計(jì)算機(jī)繪圖，數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)等軟件；抽調(diào)各方面的專(zhuān)業(yè)人才組建研究團(tuán)隊(duì)，都是各個(gè)領(lǐng)域的專(zhuān)家、高手。石油部還給了２５萬(wàn)人民幣，專(zhuān)款專(zhuān)用蓋實(shí)驗(yàn)樓。我們組織了石油部?jī)?nèi)外6家單位，80余名科技人員，分6個(gè)項(xiàng)目組聯(lián)合攻關(guān)，由我們學(xué)校鉆頭研究室牽頭。到1987年，用我們自己的方法設(shè)計(jì)的第一只鉆頭在江西第一機(jī)械廠(chǎng)試制出來(lái)，第一批6只試制品，在3個(gè)油田下井試驗(yàn)，都打出了比原來(lái)國(guó)產(chǎn)鉆頭好得多的指標(biāo)。但是掌握牙輪鉆頭設(shè)計(jì)方法的任務(wù)并沒(méi)有完成

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馬：當(dāng)時(shí)美國(guó)休斯公司鉆頭設(shè)計(jì)的路線(xiàn)是：手工繪制圖紙—試制產(chǎn)品——現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)—收集數(shù)據(jù)—完善改進(jìn)—最后定型。休斯公司在塔爾薩大學(xué)旁有一塊兒地，大概有三四百畝，專(zhuān)門(mén)做試驗(yàn)用。休斯的總設(shè)計(jì)師掌握好幾百只鉆頭的解剖分析資料，幾千只鉆頭的現(xiàn)場(chǎng)使用記錄，隨時(shí)可以供他參考。我們?nèi)绻舶此麄兊穆纷幼?，起碼要花十幾年來(lái)積累必要的資料。我們等不起啊，必須另辟蹊徑。我們先后考慮過(guò)人工智能，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，專(zhuān)家系統(tǒng)…各種路子。1990年我在英國(guó)利物浦大學(xué)進(jìn)修時(shí)，最后確定走計(jì)算機(jī)仿真的路子。就是按照鉆頭與巖石互相作用的力學(xué)關(guān)系，把鉆頭和巖石的有關(guān)數(shù)據(jù)建立成數(shù)學(xué)模型，在計(jì)算機(jī)里運(yùn)行數(shù)模程序，代替實(shí)物鉆頭和巖石做鉆進(jìn)實(shí)驗(yàn)。改變一套數(shù)據(jù)，就能模仿一個(gè)新鉆頭結(jié)構(gòu)或一種新巖石，可以很快改變條件反復(fù)試驗(yàn)。當(dāng)時(shí)快則一兩個(gè)月，慢則三四個(gè)月就可以設(shè)計(jì)出一個(gè)適用于某種條件的鉆頭來(lái)?，F(xiàn)在計(jì)算機(jī)速度快了，一、二個(gè)星期就夠了。我們邊建立仿真程序、邊利用來(lái)為成都、江西、上海等鉆頭廠(chǎng)設(shè)計(jì)了5種新型三牙輪鉆頭，還有國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的單牙輪鉆頭，效果一個(gè)比一個(gè)好。

馬：1995年11月，這種前所未有的牙輪鉆頭仿真程序和設(shè)計(jì)方法在北京SPE會(huì)議上發(fā)表，馬上吸引了國(guó)外同行，要求交流。1996年4月我應(yīng)邀訪(fǎng)問(wèn)了世界著名的Smith鉆頭公司，對(duì)口交流了一個(gè)星期。他們提出要我留下來(lái)工作，哪怕半年一年也好。我說(shuō)國(guó)內(nèi)工作離不開(kāi)，婉拒了。7月，Smith公司考察團(tuán)到達(dá)學(xué)校，連續(xù)2天在實(shí)驗(yàn)室觀(guān)察學(xué)習(xí)，一直琢磨我們的設(shè)計(jì)方法。最后他們的副總裁說(shuō)：做夢(mèng)也沒(méi)想到，你們?cè)谶@樣簡(jiǎn)陋的條件下做研究！做夢(mèng)也沒(méi)想到，你們能用計(jì)算機(jī)做仿真設(shè)計(jì)！從此可以不必花大錢(qián)做大量試制試驗(yàn)工作了，馬上要求合作。很快達(dá)成委托我們做科研項(xiàng)目的協(xié)議。雖然是以委托科研的方式，實(shí)際上1998年交給Smith公司的仿真程序，是我國(guó)出口的第一個(gè)石油行業(yè)技術(shù)。也是四川省高校首次向外轉(zhuǎn)讓技術(shù)。后來(lái)經(jīng)Smith公司繼續(xù)完善，現(xiàn)已發(fā)展成號(hào)稱(chēng)世界第一的鉆頭仿真設(shè)計(jì)軟件，名為“IDEAS”。

 

張：馬老師，您在研究實(shí)踐方面取得了領(lǐng)先世界的技術(shù)成果，你在理論著述方面肯定也毫不遜色，請(qǐng)您談?wù)勚龇矫娴某删汀?/span>

馬：我做研究，也寫(xiě)了些文章，1985-1995年，先后在SPE和ASME學(xué)報(bào)和會(huì)議上發(fā)表6篇論文，一直被各國(guó)論文作者廣泛引用。1994、96年出版了《牙輪鉆頭工作力學(xué)》中、英文版，2009年出中文第二版。國(guó)內(nèi)外鉆頭公司很多員工都在應(yīng)用。  我寫(xiě)論文的主要目的是為了交流。我能到嚴(yán)格保密的斯倫貝謝劍橋研究所參觀(guān)一整天，同他們6位研究人員個(gè)別交談；能進(jìn)入閑人免進(jìn)的休斯公司總設(shè)計(jì)師Newman的辦公室同他交談2個(gè)多小時(shí)；能訪(fǎng)問(wèn)Smith公司一周，同他們30多位工程師分組座談4整天；能同哈里伯頓的工程師、律師一起逐字逐句分析推敲有關(guān)的專(zhuān)利整5天之久；至于參觀(guān)Amoco，Dowell，Hughes等實(shí)驗(yàn)室更毫無(wú)問(wèn)題；就是因?yàn)樗麄兛催^(guò)我的文章，雖未曾見(jiàn)面卻早已了解，愿意同我交流，這對(duì)我的工作有很大幫助。

 

校史館“鎮(zhèn)館之寶”的由來(lái)

 

張：我們校史館“鎮(zhèn)館之寶”——三牙輪鉆頭和您有關(guān)系，請(qǐng)您講講它的來(lái)歷。

馬：大概是1986年，我在北京向石油部李天相副部長(zhǎng)匯報(bào)，說(shuō)到我們分析井底痕跡來(lái)推斷鉆頭結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。李部長(zhǎng)說(shuō)，我這里有個(gè)寶貝，是1979年鄧小平副總理訪(fǎng)問(wèn)美國(guó)休斯公司時(shí)收到的禮品，是個(gè)三牙輪鉆頭和巖石井底。后來(lái)，中央辦公廳轉(zhuǎn)給了我們石油部。現(xiàn)在送給你們拿回去，看有什么參考價(jià)值。我看了，如獲至寶。不僅是因?yàn)橛袇⒖純r(jià)值，更是感受到中央和各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)給我們的關(guān)懷和溫暖。不久，就由夏宇文同志把這珍貴禮物從北京運(yùn)回學(xué)校。

張：馬老，您帶回來(lái)的這枚鉆頭一直珍藏在我們校史館，所以我們要特別謝謝您，因?yàn)橛心谌垒嗐@頭方面的卓越成就，才讓學(xué)校獲得了這份殊榮，讓我們獲得了今天的“鎮(zhèn)館之寶”，也謝謝您接受我們的采訪(fǎng)！

 

人物簡(jiǎn)介：

馬德坤，男，漢族，教授，博士生導(dǎo)師。1935年5月生，浙江寧波人，享受?chē)?guó)務(wù)院政府特殊津貼專(zhuān)家，四川省學(xué)術(shù)與技術(shù)帶頭人，中國(guó)石油天然氣總公司勞動(dòng)模范。1959年北京石油學(xué)院機(jī)械系4年制研究生畢業(yè)，1982-1983年美國(guó)Tulsa大學(xué)石油工程系博士后。1990年英國(guó)利物浦大學(xué)訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者。在SPE, ASME等國(guó)際權(quán)威刊物和會(huì)議上發(fā)表論文6篇，出版專(zhuān)著《牙輪鉆頭工作力學(xué)》一本（中、英文版），建立了牙輪鉆頭的幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和巖石破碎力學(xué)的基礎(chǔ)理論和基本方程式，并建立牙輪鉆頭鉆進(jìn)過(guò)程的計(jì)算機(jī)仿真程序。這些獨(dú)創(chuàng)性的成果被學(xué)術(shù)界廣泛引用，并已被國(guó)內(nèi)外鉆頭公司實(shí)際應(yīng)用。創(chuàng)建并長(zhǎng)期主持的西南石油學(xué)院鉆頭研究室，近30年來(lái)取得國(guó)家和省部級(jí)科技獎(jiǎng)項(xiàng)20 余項(xiàng)。培養(yǎng)了碩士生20余名，博士生15名。世界領(lǐng)先的鉆頭公司，如Smith, Halliburton 等曾多次前來(lái)購(gòu)買(mǎi)成果，委托科研或?qū)で笞稍?xún)。現(xiàn)任《石油機(jī)械》雜志編委，石油工程學(xué)會(huì)裝備工作部委員。