沈忠厚，1928年出生，四川省大竹县人。1951年毕业于重庆大学矿冶系。中国工程院院士，中国杰出的油气井工程技术专家、水射流专家、教育家，油气井工程学科的奠基人。

沈忠厚长期从事高压水射流理论与技术的研究工作，将射流技术与石油钻井工程相结合，开辟了我国石油钻井技术的新领域。

生在“富人家” 选择“苦专业”

1928年2月13日，沈忠厚出生于四川省大竹县一个偏远的寨子里，祖父起先务农，后兼营商，家境比较富裕。寨子四面峭壁，只有东西两个寨门出入，易守难攻，但是里面图书馆、戏院、酒楼、旅店、邮局却一应俱全，在当时是富人们避匪的聚集区，出过一些文人和革命烈士。沈忠厚6岁时开始在黄城小学念书，校长江仲西是地下党员，聘请了许多进步教师，每天早上带领学生边跑操边唱革命歌曲，这件事给沈忠厚留下了深刻印象。13岁小学毕业以后，沈忠厚考入大竹县立中学，完成了初中和高中的学业。沈忠厚十分崇拜一位叫徐仁甫的先生，徐先生在四川大学教语言，当时在他们那个小县城里，考上大学已是不易，而能够在大学教书的就更是让人敬佩。沈忠厚对这位徐先生佩服不已，受此影响，他下决心一定要考上大学。

1947年，沈忠厚高中毕业。父亲去世以后家中逐渐没落，母亲无法负担他继续读大学的费用，沈忠厚便向堂叔借钱，与几个高中同学一起，搭货车前往重庆参加大学招生考试，由于扎实的基础，他以第一名的成绩顺利考取了重庆大学矿冶系。

以沈忠厚的成绩，完全可以选择一个更轻松热门的专业。而选择矿冶系，除了考虑到找工作的原因，沈忠厚说就是想为国家做点事情。沈忠厚读大学的时候恰逢解放前夕，局势动荡，大学生毕业即失业，矿冶系虽然艰苦，但却是相对比较好找工作的专业。更重要的是，当时的青年们都立志报国，有的选择搞运动，有的选择科技救国，沈忠厚就是后者。“当时没有考虑太多，做什么都一样，都是为国家做事情。”在他看来，没有什么好不好的专业，上学就是为了努力学习以便将来为国家做事情，不论学什么专业、做什么工作，性质都是一样的，而且国家太贫穷了，迫切需要丰富的矿藏资源。他的这个选择，从此开启了他从事钻井研究的大门。

会战攒经验 现场得灵感

1951年，沈忠厚大学毕业后留校任教。刚工作没两个月，他就带领学生到玉门油田进行了为期一年的实习。回校工作不久，他被派往刚成立的北京石油学院进修，便又留在北京石油学院任教，此后参加过大庆油田等石油会战，积累了丰富的现场经验。沈忠厚十分重视现场研究，他很怀念参加会战的艰苦却充实的时光。“现场是最好的锻炼，会战是最好的马克思主义理论课。”在现场他学到了许多业务知识和做事做人的道理，而他的研究方向和研究方法也来自于现场。

20世纪60年代初，沈忠厚主要从事的是固井方面的研究，直到参加石油会战，在油田现场看到国家花费数百万至数千万来打一口油井，但石油开采的效率却十分低下，他便有了转攻钻井研究，通过提高钻井速度来提高钻井效率、降低钻井成本的想法。当时国内的钻井机械是单靠机械作用进行破岩，钻井效率比较低。直到有一次，沈忠厚到四川参观水射流协会组织的水射流破岩，一个想法在他脑海中诞生：可以利用水射流与钻头相结合，加入水力破岩和清岩，提高钻井效率。于是，沈忠厚开始了对水射流的相关研究。

20世纪60年代以来，在我国大多数石油专家对喷射钻井还十分陌生的时候，美国早已开始了喷射钻井的研究，并在此基础之上研制出喷嘴钻头，但并没有得到大力推广，因为由喷射所带来的许多悬而未决的难题，始终困扰着这些洋专家。

一个重要的难题就是对射流的大小无法很好地控制，从而直接影响到对射流在井底破岩的控制，这是因为他们在从事喷射钻井的研究中，没有从根本上解决淹没非自由射流的衰减规律，更无法定量地解决射流在井底的衰减规律。

这是在理论上悬而未决的难题。

美国专家也无法很好地解决喷嘴的寿命问题，这是导致喷嘴钻头不能推广的重要客观原因，其时的喷嘴寿命一般只有20～30小时。

1981年3月，沈忠厚以访问学者的身份前往美国西南路易斯安那大学访问学习。一天，美国喷射钻井权威戈恩斯教授在休斯敦做喷射钻井技术讲座，演讲过后，沈忠厚向教授提问：“只有到达井底的水射流才对破岩有效，但您为什么只计算钻井喷嘴出口位置的水力参数，不计算水射流到达井底的参数？”戈恩斯教授无奈地回答，水射流从喷嘴到井底，这中间的情况就像一盆浆糊，情况太复杂，无法计算。

虽然国外权威给出了这样的答案，但沈忠厚并没有就此止步，因为他坚信科研工作不能总跟在别人屁股后面做，这样充其量只能当第二、第三名。要解决这个难题还需要靠自己！回到国内以后，他召集科研团队从提高射流在井底的效率开始研究。然而，由于没有现成的理论。沈忠厚决定先利用大量的实验数据建立理论计算模型，再利用现有的成熟理论对实验结果进行检验。从1981年开始，沈忠厚和他的团队用了7年时间，反复进行理论攻坚和大量实验，终于在淹没非自由射流动力学规律以及压力和水功率衰减规律研究方面有重要突破，建立了理论计算模型，并在此基础上首次提出了钻井工程以井底岩面获最大水功率为目标函数，优选水力参数的新方法和模型，建立了新的水力设计理论，彻底解决了困扰世界的井底水功率难题！

很快，根据此理论成果设计的第一代钻头——加长喷嘴牙轮钻头于1989年诞生了！与普通钻头相比，加长喷嘴牙轮钻头在相同的条件下，井底水功率提高30%—40%，井底压力提高1倍，井底压力梯度提高1.5倍以上。

根据在全国13个油田使用，返回的400多只钻头资料统计表明，平均机械钻速提高30%，平均单只钻头进尺提高40%。在全国13个油田推广使用的3300只加长喷嘴钻头，获直接经济效益1.7亿元之巨。该成果就获得了国家科技进步二等奖，省部级科技进步一等奖，并获两项国家专利和一项美国专利，还获得国家发明奖。沈忠厚也因此先后被评为“能源部特等劳动模范”、“石油工业有突出贡献专家”……美国、英国权威机构的名人辞典上，也赫然收入了“沈忠厚”的条目……

值得一提的是，沈忠厚的几代钻头研究并不是依次进行的，而是采取叠加的方式同时进行研究。在他研究第一代钻头的过程中，第二代、第三代钻头的概念以及后期的研究规划就已经在他脑海中成型。随着大量实验和理论攻坚的不断进行，几代钻头在研究的过程中有了相互借鉴和不断突破，就这样，1991年，利用空化效应破岩的第二代钻头——自振空化射流钻头诞生，首创自振空化旋转射流处理近井地层及解堵新技术等，获直接经济效益约1.65亿元；第二年，第三代钻头——水力及机械联合破岩钻头诞生，发展了水力及机械联合破岩理论；1997年，利用旋转射流技术提高采收率的第四代钻头——旋转射流破岩钻头诞生！同年8月22日，沈忠厚带领学生王瑞和、杨永印等人，利用这一旋转射流技术，首次在辽河油田井深1013.2米的油层，进行径向水平钻进100分钟，钻出水平井段15.86米，成功钻出我国第一口超短半径径向水平井，填补了我国在该领域的空白。该井产油量与钻水平井前相比增加7 倍。

如果说沈忠厚大半辈子都在研究高压水射流，那么超临界二氧化碳的出现无疑是他研究生涯的又一个转折点。2003年12月，四川开县发生井喷事故，国家安全生产总局指派专家组到现场处理事故，沈忠厚任组长。在现场，专家们发现井内存在硫化氢气体，且用常规的理论无法解释事故发生的原因。为了尽快查明真相，沈忠厚让学生们连夜查找关于硫化氢气体在不同压力和温度下的状态，终于发现了事故的重要线索——超临界相态的存在。这种超临界状态的硫化氢，可产生巨大的压力与冲力，而正是这巨大的压力与冲力，导致了井喷的发生。也正是由于这个发现，使得沈忠厚灵光乍现，在处理完开县井喷事故后不久，沈忠厚有了利用二氧化碳的超临界相态这一全新的射流进行破岩的想法。自那以后，沈忠厚带领科研团队着力研究超临界二氧化碳的特性及其在钻井破岩、清岩方面的应用，经过近十年的研究，目前在理论建模、台架试验方面已取得了众多可喜的成果。

如果用一句话来总结沈忠厚目前的生活状态，那就是：一屋子书、一柜子药、一门心思搞科研。长年艰苦劳累、不知疲倦的工作，使他患上了糖尿病和支气管炎，即使做了肺部部分切除手术，仍然需要每天吃十几种药物和不定时吸氧，可他对自己的身体状况却显得毫不在意，仍然保持着多年的生活习惯：身体状况好一些的时候就跑实验室；经常开会研讨问题忘记吃饭；坚持每天看专业书籍和动脑思考，看书看累了，就坐在沙发上睡一夜。正是这份对专业前沿的敏锐，他才能够在古稀之年提出利用超临界二氧化碳来进行破岩的先进理论，这是让许多年轻人都汗颜的超前思维。

沈忠厚对待科研专注严谨，因此对自己和学生的要求自然也很严格。他的几代钻头同时进行研究，时间上会缩短，但工作量却会成倍增长。但他说，搞科研的人不会计算工作量，只要有兴趣可以不吃饭不睡觉。只要有条件，他一定会亲自到现场监督实验进程，即使在70多岁时，他也为了研究径向水平井每天骑自行车到实验室跟团队讨论研究计划。他对研究方向的把握很准确，几代钻头经过多年研究最终都从概念变为了现实，并且达到了预计的效果；他对研究计划的细节考虑得很周全，研究的每一步都必须先经过反复讨论和推敲，考虑到可能遇到的各种问题和配套措施，才能够开始进行实际研究；他从不急于求成，即使一个对最终结果没有太大影响的小问题没有研究透彻，他都会停下脚步，通过数十次至上百次实验反复论证，找到解决的方法。

谈到自己的研究成果，沈忠厚总是把功劳归结为团队的共同努力。他对团队协作非常重视，在团队管理方面也有自己独特的方法。沈忠厚说自己作为一名教师、一名科研工作者，不能只顾追求个人利益，而是应该好好地做学问、做科研，为国家创造财富和培养人才，这才是他的本职工作和快乐所在。

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