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中国钻机是怎样“钻”到世界第一的?

上周,我们讲述了石油工业的发展,今天这篇文章将回顾中国石油钻采设备工业在经济高增长阶段的发展历程。设备工业的经济规模远比不上大批量生产工业,如石

上周,我们讲述了石油工业的发展,今天这篇文章将回顾中国石油钻采设备工业在经济高增长阶段的发展历程。

设备工业的经济规模远比不上大批量生产工业,如石油钻采设备工业的产值只是石油工业的一个零头,但前者对于后者的技术水平和生产率却至关重要。这揭示出一个重要的工业规律:没有任何一个工业的发展能够脱离其他工业的发展。

中国石油钻采设备工业在本世纪最初15年的迅猛崛起,反映了同期中国经济高增长的“人民性”。在高增长之前,没有任何人能够“设计”或预料这个工业的崛起,特别是其崛起的方式——不仅出现了竞争性的国有企业,还出现了创新的民营企业,各路“英雄”共同把这个工业推向世界第一的位置。

当下,当这个工业的增长随经济增长的放缓而趋于“平静”后,我们仍然可以看出它对中国未来技术进步和产业升级的意义——中国历经70多年发展起来的工业体系,不仅过去是,将来也仍然是中国经济增长的主要动力。

回顾这段历史,可以帮助我们想清楚未来的路怎么走。

中国石油钻采设备工业的概貌

石油钻采设备工业的主要产品是石油天然气钻探机(辅之以钻头、钻井泵、井控井口设备、特种车辆、电气控制、钢管钢绳等配套产品)和采油设备(如抽油机等)。在中国石油和石油化工设备工业协会涉及的4个工业中,石油钻采设备工业是最大的,其销售收入超过其他3个工业的收入总和,规模以上的企业大约有800多家。

如图1所示,中国石油钻采设备工业在21世纪最初的十几年里经历了非常迅猛的发展,其销售收入在2003-2014年间增长了35倍。虽然全球油价在2004-2014年的高涨为这种增长提供了诱因和条件,但中国工业能够实现高增长的能力却非一日之功,而是植根于中国70多年的工业发展历史之中。

正是因为较强的能力积累,中国在石油钻采设备的国际贸易中保持着出超。根据行业协会的官方说法,经过长期的积累和21世纪最初十几年的高增长,中国“已发展成为继美国之后的又一石油装备制造大国”,这个说法有点含糊,本文将在文末澄清中国这个工业的地位。

图1:中国石油钻采设备销售收入(亿元),2003-2014
数据来源:《中国石油石化设备工业年鉴2015》第28页
   

中国石油钻采设备工业的发展大致经历了三个阶段:

第一个阶段是从新中国成立之初到改革开放之前,中国从无到有地发展起这个工业。

在“一五”计划的156个建设项目之中,有2个是石油设备工业项目,即隶属机械工业部的兰州石油机械厂(以钻机为主)和兰州炼油化工设备厂。该工业的早期产品主要在引进苏联石油装备技术的基础上,以国内自行设计、研究和制造为主。

不过,中国石油工业发展的真正起点是1960年代初开发大庆油田,因此这个工业后来的发展走向和势头深受“石油大会战”的影响。

20世纪80年代的大庆油田高产油区一角。图|新华社
   

影响之一是,“大会战”产生的巨大需求拉动了整个工业体系为石油工业生产专用设备。

根据大庆油田会战领导者余秋里的回忆,会战所用的各种机电设备是由全国500多家企业制造的。虽然国内以前没有生产过这些设备,但“大会战”的要求促使许多厂家组织技术力量专门攻关,边设计、边试验、边生产,为油田提供设备。《余秋里回忆录》列举的例子包括野外活动锅炉、油井注水大功率节能水泵和各种仪表、专用电缆、变压器等。

在计划体制下,各工业部的主要机械设备由机械工业部的企业生产,但特定工业部门也拥有一些生产附属专用设备的机械厂。在一系列石油“会战”中,这些附属机械厂大多“随军转战”,并因直接服务于开发油田而提升了能力,逐渐发展壮大。

此外,因为需要就地取材,“大会战”还为许多地方产业集群埋下了技术和工业的种子。

第二个阶段是1980年至2000年。

这一时期,已经有了基础的中国企业以许可证贸易、合作生产等形式从西方国家引进设计和制造技术,生产主设备的中国企业普遍采用了美国石油协会的标准和认证。从个别企业的历史可以看出,石油部门的附属机械厂就是在这个阶段开始生产石油钻机(主设备)的。

但是,引进技术没有改变中国石油钻采设备工业的轨迹,它从来没有被外国产品或外资企业所主导。即使在引进之风最盛行的1990年代,中国石油企业使用的钻采设备也一直以国产为主(虽然有引进设计的情况)——在大中型钻机方面近90%,在小一点的设备方面(如抽油机)则全部是国产。

很显然,引进的技术被用来改进自己的产品,而不是替代自己的产品。特别重要的是,在这个改革开放的阶段,许多企业——包括国有企业和民营企业——开始走上创新的道路,并因此成为推动工业技术进步的主要力量。

在进入21世纪后的第三个阶段,中国石油钻采设备工业迎来了市场需求高增长的阶段。

由于已经形成规模并保持着产品开发能力,中国石油钻采设备工业的设备不仅满足了国内石油工业的需求,而且还以其在同等技术水平下成本较低的优势,大踏步进入国际市场。

就石油钻机而言,中国在高增长阶段的产量大约占全世界的60%,并占据国外市场的一半。如图2所示,中国从2000年起就在石油天然气钻机方面保持着出超。

在这个阶段,企业的竞争格局也发生了变化:“石油系”(隶属中石油和中石化)的设备企业越来越强势,原来国家定点的企业则经历了相对衰落和力图再度崛起的过程,同时,众多成长很快的民营企业和一些地方产业集群也相继出现。这几股力量共同作用,使中国石油钻采设备工业经历了一轮空前的高增长。

图2:中国石油天然气钻机的国际贸易额,1992-2020
数据来源:联合国贸易数据库
【注:为了简便,本图使用的数据只包括石油天然气钻机。钻机是钻采设备工业单机销售额最高、技术最复杂的产品,足以代表各国在该工业的水平。】
   

为了更好地理解中国石油钻采设备工业崛起的历史脉络,下面介绍三个主要企业,它们代表了这个工业的不同发展路径。

从“死亡边缘”迈向世界第一的宝石集团

中石油集团所属的宝鸡石油机械有限责任公司(以下简称“宝石”),是中国最大的石油钻采设备制造商,从2011年至今,它的石油钻机和钻井泵产量一直居全球首位。

宝石的前身是始建于1937年的陇海铁路宝鸡机车修理工厂,新中国成立后,工厂划归到燃料工业部石油管理总局领导,并在1955年石油工业部成立后更名为“石油工业部第一机械厂”。1991年,宝石厂划归中国石油天然气总公司(后者成为今天的中石油)。

不过,从1980年代末起,宝石就陷入亏损,成为中石油系统的亏损大户。

1997年是宝石厂连续亏损的第8个年头,当年1-8月的账面亏损已达1700多万元。同年9月,厂里调整领导班子,由在厂里从事过十几年技术和管理工作的年轻副厂长张冠军出任厂长。

张冠军上任后立刻采取动员群众找症结的方法,改革干部制度和分配机制,整顿劳动纪律,实施全员质量管理;对财务、采购实施集中化管理,消灭了“分灶吃饭”留下的一百多个账号,宝石当年便扭亏为盈。

对于亏损的主因,新班子分析是缺少拳头产品,于是张冠军提出“科技兴厂”的方针,瞄准目前国际先进的电动钻机技术,加快新产品开发速度。

宝石厂涉足钻机制造是1980年代后半期的事:1991年,它参与研制的ZJ45D丛式井钻机获国家重大技术装备成果一等奖;1996年,它开发的ZJ15X斜井钻机获中国石油天然气总公司科技进步一等奖。

1998年春节刚过,宝石厂就召开中断了7年的科技大会,制定规划,奖励有贡献的技术人员。伴随这个转向的是,在资金极度紧张条件下的高强度投入,在1998-2000年的3年中,宝石厂分别投资400万元、1100万元、1000万元用于新产品开发、生产线改造和添置设备。

1998年,恰逢国内石油钻井设备进行更新改造方案的征集选型。宝石厂立刻调整方向,提出研制具有国际先进水平的直流电驱动系列钻机的一揽子方案,被有关部门定为国内钻井设备更新改造的首选方案。亢奋起来的宝石人在两个月内完成整个设计、工艺和技术准备工作,半年后制造出一台价值3000万元的5000米钻机,订单随之而来,此后年年都有新产品。

1998年,宝石厂实现净利润150万元,1999年上升到300多万元,还拿到7亿多元的订单。就这样,张冠军以进取性战略一举扭转了宝石的颓势。2002年年末,宝石厂和中油物装以前者占75%,后者占25%的股比,改制为宝鸡石油机械有限责任公司。到2005年年初张冠军离任时,宝石的年营业收入已达10亿元,年利润达到5000多万元。

在这个基础上,2005年1月接手的张永泽提出把宝石建成国际著名石油钻采装备研发制造集团的目标,开始实施两个根本转变:第一,业务重点由钻机主机制造商向钻机技术集成商和成套供应服务商转变;第二,市场重点由国内市场向全球市场转变。

从表面上看,转变的理由很充分:一台7000米电动钻机的主机价格大约1400万-1500万元,而围绕同一台主机的系统集成(成套)可卖3000万-4000万元。但新目标背后的实质,是张永泽以新的形式继续保持着进取性战略。

2006年,在中石化3台12000米钻机的全球招标中,宝石以技术方案评分和商务报盘第一名的资格力挫欧美群雄——包括久负盛名的美国国民油井公司,成为全部设备的惟一中标者。

此前,只有美国企业在1980年代生产过一台达到12000米的特深井钻机,但它的系统配置、技术参数和操控性能,都无法满足中石化要求的全数字化交流变频钻机。因此,中石化招标要求的,是从未生产过的先进钻机,这就给了宝石一个平等竞争的机会。

宝石研制12000米钻机并非一步登天,因为中国第一台9000米超深井钻机正是于2005年诞生在宝石。

在同样是技术出身的张永泽的带领下,宝石于2007年研制成功中国同时也是世界首台12000米特深井交流变频石油钻机,它除了柴油发电机来自一家美国企业,其他部分全部由宝石自主开发。它还一举创造了三个世界之最:同一产品获专利最多、研制时间最短、核心技术最先进。

该钻机的成功研制,入选2007年“中国十大科技进展新闻”的第二位,排名仅次于嫦娥一号发射成功。就本报告的视角看,它的真正意义是使宝石跻身世界前沿。

在颇具经营头脑的张永泽的领导下,宝石的营业收入规模攀上了60亿元的高坡。2012年6月,中石油调任张永泽,郭孟齐接任宝石总经理。

与他的两位前任一样,郭孟齐也是本企业的技术人员出身,也是从企业副手接任正职。除了越来越年轻,宝石三任CEO的背景相同、经历相同(都是77级和78级大学生,都是从宝石厂开始工作),可以感受到这个企业的技术导向和管理层稳定。

  宝石的营业收入(亿元)
数据来源:历年中国机械工业百强。带*号的来自陕西省百强企业排名。
 

1980年代,宝石就出口过产品,但出口石油钻采主设备是在进入21世纪之后。

2001年,宝石向土库曼斯坦出口1套7000米钻机,这是中国第一次出口成套钻机。

2005-2006年,宝石敲开美国高端市场的大门,先后与美国钻井公司“三巨头”Nabors、Parker、Lariat签订了共计18台钻机的出口合同。

从2007年开始,在中国石油技术开发公司的助推下,宝石向委内瑞拉出口钻机57台,其中1台5000米移运钻机以其卓越的性能和配置结构,被委内瑞拉国家石油部长兼PDVSA公司总裁当场树立为“样板钻机”。

2008年,宝石与美国杰瓦国际公司签订了1台当时全球最先进的9000米超深井钻机的出口合同,后来又有6台9000米钻机出口到国际市场。

从2009年起,宝石先后签订了6个迪拜300英尺自升式海洋钻井平台EPC总包项目出口合同,开中国企业出口成套海洋石油装备之先河。2011年9月,平台建造完工自主设计的首套300英尺自升式海洋钻井,2013年又顺利交付了一套平台,两套平台实现销售收入16亿元。

2006年和2014年,宝石向墨西哥湾共出口5个模块钻机,2011年12月和2013年3月,又向波斯湾出口2个模块钻机。

2010年,宝石与韩国大宇造船海工株式会社签订了总价值约1.6亿元的坐底式海洋钻井平台钻井系统出口合同,这是中国生产的海洋平台钻井系统首次独立打包打入国际市场。

2009-2015年,宝石与中东地区最大的钻井公司之一——阿联酋国家钻井公司(NDC)先后签订了3批钻机出口合同,累计合同额达65亿元,创中国高端重型石油装备出口之最。2009年,NDC最大的钻机采购项目进行全球招标,总标额达到20.8亿元人民币,宝石战胜了来自全球的13家知名企业,成为惟一中标者。这是当时中国高端石油钻井装备出口的最大一笔订单,也是亚洲企业首次中标NDC的钻机采购合同。中标前,NDC曾3次组织考察团及委托第三方来宝石考察,宝石取得的业绩让他们留下了深刻印象。2010年10月,首套合同钻机正式发往阿联酋后,宝石钻机在作业过程中表现出良好的性能。2013年,宝石第2次获得NDC的26.2亿元续签订单,2015年又获得18.8亿元的续签订单。

经过60多年的发展,宝石成为国际市场上成套钻井装备的主要供应商之一,产品远销中东、美洲、非洲、中亚、东南亚、欧洲、澳洲等61个国家和地区。

宝石可以设计制造1000-12000米九大级别、四种驱动形式的常规陆地钻机、极地钻机和海洋成套钻机、海上钻采平台设备和海洋平台总包,其中全数字交流变频电驱动钻机实现了全天候、全地貌、全井深陆地市场的无缝覆盖,并成功从陆地迈向海洋高端领域。

宝石还是一个钻机和采油设备并重的企业,它可以提供500-3000马力的各系列钻井泵——其F系列钻井泵的大功率、轻型化技术达到了国际领先水平,以及井控井口设备、特种车辆、钢管钢绳、大直径牙轮钻头等钻采装备配套产品和电气控制、非常规油气设备和减排设备等。宝石是国家油气钻井装备工程技术研究中心承建单位,是承担国家钻机标准化工作部和国家海洋钻采设备标准化工作部秘书处工作的企业。

从2014年年中开始,国际油价大幅下降,此后全球石油设备市场走向衰退。

这一年,宝石营业收入跌入60亿以内,到了2017年,仅实现营收34.37亿元。不过,宝石从未中断过技术和产品的开发,整个“十三五”期间,宝石为中国石油主营业务发展提供管柱自动化钻机70套、压裂装备312台、气井带压作业机18台,在新疆玛湖、川渝地区的油气区勘探开发过程中,发挥了不可替代的作用。这期间宝石还累计完成新产品或单元部件试制152项,其中116项新产品完成了成果转化。

随着国际油价渐趋稳定,宝石在2019年强势归来,营业收入达到67.3亿元。特别值得一提的是,2018年宝石开始自主研发“一键式”人机交互7000米自动化钻机(国家关键核心技术攻关任务),以装备智能化升级的方式极大地提高了钻机的安全性和起升速度,每口井可减少辅助作业时间2-3天,具有里程碑意义。

目前,首套“一键式”人机交互7000米自动化钻机已于2021年9月在四川长宁-威远国家级页岩气示范区(属于中石油)正式投入工业性试验,首口井顺利钻至5320米。

2021年9月1日,“一键式”人机交互7000米自动化钻机开钻仪式。图源:宝石公众号
 
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受到中石油率先使用新技术的刺激,中石化石油工程技术服务有限公司于2021年7月与宝石签订战略合作协议,其焦点正是“一键式”人机交互的7000米自动化钻机。

宝石的强势归来,再次证明它是中国石油装备跻身世界前沿的标志。

“石油系”还有两个主要的设备制造商。

一个是中石化石油机械股份有限公司。

该公司在2012年整合了几个工厂和研究单位后,成为中石化集团惟一的石油装备企业。它下辖的企业,都是1960年代末到1970年代的江汉石油大会战时期,由原石油部从其他地方迁到江汉地区以及后来在那里新建的,最初以仿制和根据现场需要研制针对性产品为主。

改革开放以后,这些企业通过持续的技术引进和自主创新,研制生产了抽油机、固井设备、修井机、石油特车、油用钻头、大直径钢管等成套产品。进入21世纪后,它们抓住市场机遇,增强研发实力,扩展产品门类,实现了高增长。

这些企业中有两个业内名厂——第四机械厂(原属石油工业部)和江汉钻头厂。

“四机”于1969年从甘肃南迁荆州参加油田会战,原来从事柴油车制造,1980年转产石油机械,2000年后先后经历4次大规模技术改造,逐渐成为一家主要的制造企业,在快移快装钻机、低温石油装备、自动混浆水泥车、大功率压裂机组研制领域达到国际领先水平。

“江钻”始建于1973年,1998年改制为江汉石油钻头股份有限公司后上市。它是亚洲最大、世界先进的石油钻头制造商,主导产品牙轮钻头在国内市场的占有率多年来保持在60%以上,国际市场的占有率达到10%。

第二个“石油系”的主要设备制造商,是南阳二机石油装备集团股份有限公司。

其前身是1969年11月在河南省镇平县遮山成立的石油工业部第二石油机械厂。此后,经过多次体制变动(1992年后直属河南石油勘探局领导),2016年1月改制并变更为现名(股份化后与石油部门的关系待考)。该企业一直以“南阳二机”的简称闻名于业内,其产品包括车装钻机、橇装模块钻机、拖挂钻机、修井机、测井装备等12大系列产品。

创新起家的宏华集团

四川宏华石油设备有限公司(宏华)是一家在最近20年里迅速成长起来的民营企业。

1994年,宏华的创始人张弭在泸州川南矿区机修厂做技术员时,被调到四川石油管理局广汉钻采设备制造厂,先后任该厂副总工程师、副厂长,后来又担任川油广汉宏华实业开发公司总经理。

当时,宏华实业开发公司经营的是和钻井设备相关的产品,如喷射泵、泥浆泵等,张弭却萌生了制造钻机的念头。他父亲是石油工人,他自己也毕业于四川石油管理局职工大学——“读大学的时候去了几次井队,那个时候钻井设备都是仿造的,我就觉得当我毕业的时候,有这个可能去设计中国的钻机。大家都在仿造,我可以自己搞点儿东西出来。现在看着是落后,反之则是个机会。”

1996年8月,张弭试着造出了第一台2000米的轻型钻机,算是一个实验品。1997年12月31日,川油广汉宏华有限公司挂牌成立。虽然只有11个员工和80万元的资金,但在维修钻机、成功改造泥浆泵、自主研制小型钻机的基础上,宏华开始进军钻井设备行业。

1998年,宏华正式推出第一个产品——7000米深井机械钻机。

真正影响宏华命运的事件,是张弭从1998年开始研究数控变频钻机,样机从1000米深度试验到4000米,并且做了小规模工业性试验。在中石油组织的全国专家会上,这个数控变频方案得到赞扬,但专家们私底下都认为实现它还早。

2001年9月,宏华研制成功国内第一台数控变频电动钻机ZJ40DBS,实现了主要功能的全数字控制及自动送钻和能耗制动,并通过了首钻井验收。由于该机总体性能达到国际先进水平,当年就被列入国家重大装备创新研制项目计划并得到80万元研发资助——这对宏华来说是很大一笔钱。

宏华以这个产品为利器,从一开始就主攻国际市场。

此前,宏华已经先后通过中铁、中国石油技术开发公司、长城钻井公司等企业,完成出口交货26台套钻机到土库曼斯坦、乌兹别克斯坦、哈萨克斯坦和印度等国。

2002年1月,宏华通过从事国际贸易的中国石油技术开发公司,与国外签订了出口10台数控变频电动钻机的供货合同。2004年下半年,宏华在世界石油装备中心休斯敦正式注册宏华美国HHA公司,计划建设一个钻机成套、总装调试、展示和服务的基地,其中包括完善的服务和销售支持系统。针对美国市场的特点和钻井作业的要求,宏华制造了符合美国石油协会规范要求、性价比非常高的40DBST钻机,同时采取新销售方式——“先租后卖”。

2005年,宏华与美国一家小公司GTS签订了ZJ40DBST钻机租赁合同,并于当年9月在美国科罗拉多州海拔3000米的落基山脉顺利完成了第一口井的作业任务。

宏华钻机在美国一炮打响,让世界最大的陆地钻井承包商NABORS刮目相看,很快便到宏华工厂实地考察,并在2006年与宏华签订了一揽子总计30余台钻机,约1.5亿美元的合同。

成功进军美国市场之后,宏华又顺利打开了俄罗斯市场、中东市场、东南亚市场、南美洲市场,为斯伦贝谢、壳牌、BP等一流石油公司服务。此后,宏华在全球12个国家设有分公司或办事处,在美国和埃及建有自己的工厂,全球售后服务网络日益完善。

在开拓俄罗斯市场时,针对西伯利亚的酷寒气候,宏华自主研发了模块式DBS电动变频数控3000米移动高寒钻机,能够在零下58摄氏度的气候条件下工作;针对中东客户所处的沙漠地区特点,宏华研发了沙漠快移钻机,帮助客户最大限度地缩短钻机搬迁和安装时间;南美洲有客户有处于热带雨林地区,交通不便的顾虑,宏华专门研发了单个模块最大重量仅为2.7吨、适合用直升机吊运的钻机。

宏华得以迅速成长的原因首先是它的创新,不过,它进入的时机和方式也使其创新能够迅速获得市场成功。

第一,宏华入局时恰逢全球油价攀升,高油价促进钻探活动的增加,继而刺激了对钻机的需求。

2002年,全球陆上钻机产量只有184台,2006年开始大幅上升到536台,2007年更是飙升到了约751台,比2002年增长308%。与此对应,钻机销售收入也快速增加:包括海洋钻机和钻机配件在内,1999年全球钻机设备销售收入仅为27.87亿美元,2006年上升到79.08亿美元,比上一年增长66.27%,2007年则达到约110亿美元,再大幅增长39.1%。

第二,宏华钻机与国际同类产品相比具有一个明显的优势:技术同步,品质相当,价格却更低。

张弭毫不避讳地说,宏华之所以能在国际上立足,关键就是价格低——“我们能迅速组织生产规模,人力成本低,这在一般国家是实现不了的。另外,我们的原材料价格也比较低。”

第三,宏华采取了开放供应链的生产方式。

宏华初创时资金有限,而且不得不把资金集中于技术创新和市场开发,在生产上更多地就地取材——采用当地同样也在快速发展的配套零部件企业的产品。这种生产方式不仅克服了宏华早期的产能瓶颈,而且可以灵活适应市场的波动,减少市场低谷时的成本压力。到2008年,有超过500家的企业在为宏华生产零部件,仅广汉就有200多家。

  数据来源:历年中国机械工业百强(2016年数据来自媒体)。
 

2007年,随着陆上钻机市场趋于饱和,宏华进入海洋装备制造。此前宏华已经承接过多个海洋钻井包订单:2009年,宏华海洋油气装备基地在江苏启东落户,一期投资约20亿元,主要来源是上市募集资金。这个基地在布局上完全根据海工装备制造的要求来设计。2012年10月,宏华集团启东基地正式投产。

此后,国际油价从2014年开始一路走低,市场需求远非原来的预期。2015年,宏华净亏损2.52亿元,2016年亏损6.09亿元。

由于遇到财务困难,2017年4月,宏华集团向央企中国航天科工集团(下称“航天科工”)正式配发新股,使后者持有宏华集团29.99%的股份,宏华也由此成为一家“混合所有制”的企业。同年8月,宏华集团宣布接获乌克兰天然气开采公司(UGV)通知,成功中标十台70DBS陆地钻机。根据中标书,有关陆地钻机的总值约1.2亿美元(约合8亿元人民币),这笔金额相当于宏华集团2016年总营收的34%。

在几年前的兴盛阶段,宏华经常自称是全球第二、中国第一的石油钻采设备制造商,这种说法就其在遭遇市场剧烈收缩冲击下的表现看,显然有夸大之嫌。相比于宝石,宏华的业绩稳定性要差很多,反映出它在管理和组织方面的能力积累不足。

不过,目前宏华依然保持着创新的势头。它从2014年开始研发可在零下50摄氏度环境作业、在零下60摄氏度的环境中储存并扛住12级以上强风的极地钻机,并于2019年交付给全球最大的极地液化天然气项目——中俄亚马尔液化天然气项目。此外,宏华和吉林大学联合研制的中国首台万米大陆科学钻探专用钻机“地壳一号”于2018年完成钻探7018米,正在研发15000米高寒钻机。

除了宏华,在过去20年里还有众多民营企业进入石油钻采设备工业,比较有名的包括山东科瑞集团、烟台杰瑞石油服务集团、胜利油气管道控股有限公司、安东石油技术(集团)有限公司、海隆石油工业集团有限公司、华油能源集团有限公司(北京)、山东墨龙石油机械股份公司等,以及含有外资的斯伦贝谢(中国)公司和贝克休斯(中国)公司。

这些民营企业有的以设备为主,有的以提供技术服务为主。尤其重要的是,这些民营企业的创始人都出身于国有石油行业的生产一线,在有利的市场条件下离职创业,而且大多从贸易开始,再承包工程,进而专攻某项技术。

这些民营企业的涌现,恰恰反映出中国工业体系在70多年时间里积累起来能力和资源,也让今天进入这个工业的门槛被大大降低。为帮助理解中国石油钻采设备工业能力积累的历史沧桑,下面再介绍一个“老国企”。

历尽曲折的兰石集团

兰州兰石集团的前身是“一五”期间156项中的两项——兰州石油机械厂(以下简称兰石厂)和兰州炼油化工设备厂(兰化厂)。

1958年12月,生产钻机的第一工场基建完工,兰石厂立即按照苏联提供的“乌-5Д”钻机图纸进行试生产,并于1959年12月试制出中国第一台钻深3200米的钻机(中国制造的第一台石油钻机是太原矿山机器厂于1957年仿制苏联的БY-40型1200米轻型钻机)。

随后,兰石厂参考苏联资料并按照苏联钻机的系列模式,开始设计“БY—75Бp”4000米钻机,其后还参考了罗马尼亚2DH75钻机的结构,到1970年后再改以齿轮万向轴传动为方向。历经18年之久,到1976年兰石厂共8次修改设计,然均未能满足用户的需要,未形成批量生产,这足以反映一个新手要掌握钻机制造技术并非那么容易。

1970年末,燃化部与兰州军区召开长庆油田“会战”会议,要求兰石厂1971年生产120台“反修-130”钻机。兰石厂立即组织“百台钻机大会战”,于l971年完成了101台钻机生产任务。但由于文革中的生产管理混乱,产品粗制滥造,这101台钻机在使用中出现不少质量问题,用户反映强烈,工厂不得不在后来的三年中将这批钻机全部返修,此事甚至受到周恩来总理的批评。

1974年,一机部和燃化部召开会议,总结经验教训后向国务院提出报告,决定从1975年开始,兰石厂生产由燃化部江汉钻采设备研究所设计的三角胶带并车钻深3200米“大庆-Ⅰ”型钻机。为满足油田的急需,兰石厂于1977年组织第二次“百台钻机(大庆-Ⅰ型)大会战”,到年底提前完成,而且做到台台合格,受到国务院的表扬。

1979年,由一机部和燃化部联合起草的《石油钻机型式与基本参数》经国家标准总局批准颁发,该标准确定以链条并车钻机为基本型,同时发展其他变型钻机,为中国石油钻机的发展规定了方向。根据此标准,兰石厂在1980年代陆续开发了45级、60级和32级的系列钻机,其性能已逐渐接进国际水平。

这段历史也反映了计划体制的缺陷——工厂从属于政府部门,而提供装备的工厂(如兰石厂)又与实际生产产品的企业(如油田)分属不同的部门(如机械部和石油部)。这种体制容易导致生产者与用户需要之间的脱节,不得不依靠行政部门之间的复杂过程来协调。兰石厂在采用了用户的设计(即燃化部江汉钻采设备研究所的设计)之后才生产出符合需要的产品,充分说明了生产者与用户之间的直接互动有多重要。

事实上,兰石厂直到1980年代初还是中国惟一能够批量生产石油钻机的企业,并且在1990年代的困难阶段保持着技术进步:它开发的钻深6000米的ZJ60DS电驱动沙漠钻机于1997年12月获得国家科技进步一等奖;1999年7月,兰石为华北油田生产出中国第一台7000米石油钻机——ZJ70DS钻机;2000年,兰石为辽河油田开发、制造了中国第一台深井交流变频调速电动钻机——ZJ40DB变频钻机。

图为1997年12月兰石获得国家科技进步一等奖的ZJ60DS电驱动沙漠钻机。
   

也正因为如此,这个“共和国长子”后来在石油钻采设备市场上的地位下降,是一个不那么容易理解的事件。

1985年,兰石和兰化像其他原属机械工业部的企业一样,下放所在地甘肃省,成为地方企业——这个隶属关系的变化对兰石产生不利的冲击。

在1990年代后半期,兰石也经历了困难的阶段:1998年企业资产不足10亿元,负债率高达107%;2000年年底,累计亏损3.8亿元,生产经营基本停顿。2002年,经甘肃省政府批准,兰石集团组建成立。

但是,“兰石”牌钻机消失的直接原因,是兰石集团的石油钻机制造部分于2001年2月与当时世界上最大的石油机械制造商——美国国民油井•瓦克公司合资,组建成立了兰州兰石-国民油井石油工程有限公司。

这场合资持续了12年,到2013年4月双方中止合作,美国国民油井持有的全部股份由兰石集团回购,并重新注册为兰州兰石石油装备工程有限公司(LSPE)。从有限的信息看,兰石的合资公司主要生产由国民油井公司设计的产品,而且主要销往国外。

也就是在这12年间,全球石油钻采设备市场需求高涨,中石油和中石化所属的设备企业成长起来,而且还出现了民营企业,其中采取了进取性战略的企业不仅在国内市场上越来越强势,还利用自己的优势大举进入国际市场。

把时间背景与市场格局的变化结合起来看,不能不怀疑,合资道路是兰石集团在石油钻采设备市场丧失优势的根本原因。合资发生在兰石最无奈的阶段,而且主要推手更可能是地方政府。

无论如何,改革开放后,30多年的历史证明,凡是以引进先进技术为理由与外商合资的企业,都会受到技术提供方的控制,不能自主决定战略,所以兰石没有抓住市场变化带来的机会。

目前兰石集团仍在生产钻机,但已非市场主流,其业务重心明显转向石油化工设备,而从事这方面业务的主力是其上市公司兰石重装(以兰化为基础)。

中国石油钻采设备工业的国际地位

上述介绍没有包含中国石油钻采设备工业的所有企业,但介绍的这几家无疑是其中最重要的。它们的经历足以反映出中国石油钻采设备工业在世界的地位,也足以勾勒出该工业几十年来的变化脉络。

面对企业命运的起伏,可以一声叹息,也可以几分唏嘘,但无论什么情绪都不会掩盖一个事实——这是一个中国跻身世界前沿的工业。国际贸易数据让这个事实无可争议。

图3:中、美、德、意、日五国的石油天然气钻机出口额,1992-2020
数据来源:联合国贸易数据库。
   

图3是中国、美国、意大利、德国和日本在最近29年间的石油天然气钻机出口额,统计口径与图2完全一致。为了简洁,图中没有列出这5个国家的进口额,但它们都是这个工业领域的贸易出超国,说明它们是世界钻机市场的主要供应国。

国际贸易数据表明,从2000年到2019年,无论世界钻机市场如何随着油价的波动而起伏,中国在自己是钻机消费大国的同时,还一直保持为最大出口国,并且是最大出超国。因此,所谓中国“已发展成为继美国之后的又一石油装备制造大国”的实质内容是这样一个事实:中国石油钻采设备工业已经是世界老大。只不过我们许多人总是有一种心理障碍,不太敢直接承认自己的工业就是世界老大。

“胆怯”的部分原因,来自说不清楚中国工业是怎么成为世界第一的。这些年在国内市面上流行的理论,或是以“比较优势论”否定前30年的工业化,断言中国的发展是靠劳动密集型产业;或是说中国发展的关键是“产权保护、契约精神、所有制多元化、公平竞争、价格引导等市场制度”;或是把中国工业的进步归因于技术引进、“国际产业转移”,等等。

很难相信中国工业仅凭这些“理由”就能成为世界第一。这几年中国工业的增长放缓后,部分学者又提出中国经济的主要问题是“产能过剩”和“僵尸企业”,而解决发展的问题,要靠私有化下的自由市场来重新配置资源。而当这种思维影响了经济政策后,所有现存的中国工业都被看成是没有前途的“旧动能”,于是鲜有人再关注这些中国工业在世界上的地位。

本文对中国石油钻采设备工业发展轨迹的简单回顾证明,中国在21世纪“出人意料”的高增长,根植于中华人民共和国70多年的工业化历史。

无论存在多少缺陷,“前30年”的计划经济体制取得了一个不容抹杀的历史功绩——建立起一个完整的工业体系。这个工业体系在1980年代和1990年代经历了从半计划体制到市场体制的转变,也经历了对外开放的过程,它没有被破坏,而是继续得到扩充和完善。改革开放使人民可以广泛参与工业化,在这个过程中成长起来的民营企业也成为这个工业体系的新成员,但不是替代者,因为工业体系的实质,是必须通过长期积累才能形成的知识、技能和经验的专业化分工体系。

本文对企业发展轨迹的分析证明,民营企业家创业所需的机会和能力是内生于中国工业体系的,尽管前者的发展会贡献于后者的发展。

正是这个在极度贫困条件下、以国家力量奠定基础的工业体系,经过改革开放年代的企业创新,在进入21世纪之后迸发出巨大的能量:不仅推动了中国经济的高增长,也使自己在高增长中成为总量意义上的世界第一。甚至连中国工业“大而不强”的说法也成为陈词滥调,因为在总量最大的背后,是一个又一个的中国工业跻身世界前沿。

一些经济学家以没有实现全面私有化为理由,认为中国的改革不彻底。但在我们查看俄罗斯的石油钻机贸易数据时,发现这个石油天然气生产大国的钻机已经多年主要依靠进口。苏联是最先教会中国制造钻机的国家,却因为经历了一场全面私有化的激进市场改革(休克疗法)而重创了自己的工业体系。

中国是应该走自己的路还是听从那些教科书经济学家的教条?答案自明。

全球油价下跌导致了石油设备市场的衰退,中国石油钻采设备工业也经历了困难阶段。但是,中国石油钻采设备工业仍然是世界老大,其中的主要企业仍然在以创新寻求发展,用“产能过剩”或“旧动能”的语言根本无法估量它对于中国未来发展的价值。即使石油的地位衰落,这样的工业仍然是中国未来发展的基础。

2017年5月10日,中国在南海实现全球首次天然气水合物试采工程试气点火,标志着中国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。

对于三分之一以上的天然气依靠进口的中国来说,能够开采可燃冰的战略意义不是一般地大。那么,中国为什么能够超过美国、日本,率先实现可燃冰开采?一个重要原因还是在于中国工业提供的技术手段——中国除了拥有世界最大的石油天然气公司外,海洋工程专用设备工业世界第一,石油钻采设备工业世界第一,无缝钢管(油井管)工业世界第一。

如果把这些工业都当作“旧动能”,我们就会遇到一个矛盾:成功开采可燃冰是中国在利用自然资源方面的一项重大创新,而这个“新动能”就是靠着“旧动能”才产生的。弄清楚新旧之间的这种联系,我们就很容易理解,如果把“旧动能”都消灭掉,中国就什么动能都没有了,遑论“高质量发展”。

因此,中国历经70多年发展起来的工业体系,不仅过去是,将来也仍然是中国经济增长的主要动力。

(感谢北京大学政府管理学院博士王晨对本文的编辑整理。)

参考资料:

1.《中国石油石化设备工业年鉴2015》|北京:机械工业出版社2016年

2.《余秋里回忆录》|余秋里.北京:解放军出版社1996年

3.宝鸡石油机械厂扭亏后是如何持续发展的?|吴纯忠.《石油企业管理》2001年第5期

4.张永泽:“宝石突围”之转型|贾清芳,张艳.《石油石化物资采购》2008年第6期

5.演绎装备制造业神话——记宝鸡石油机械有限责任公司总经理张永泽|赵文昌等.《中国石油企业》2008年Z1期

6.《中国机械工业技术发展史》|李健,黄开亮.北京:机械工业出版社2001年

(图片来源:veer图库)

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作者: 佚名

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