簡介：白家祉，石油工程力學(xué)專家，教育專家，新中國第一位石油機(jī)械學(xué)教授;1917年6月11日生于河北省易縣梁各莊;1939年畢業(yè)于清華大學(xué)機(jī)械系;1946年獲美國馬薩諸塞理工學(xué)院應(yīng)用力學(xué)碩士學(xué)位;1949年獲美國哈佛大學(xué)科學(xué)博士學(xué)位;同年回國后歷任清華大學(xué)教授、機(jī)械系副主任，北京石油學(xué)院、西安石油學(xué)院教授，石油部石油勘探開發(fā)研究院教授級高級工程師;1987年8月，70高齡退休后，仍然做石油機(jī)械方面的科技咨詢工作。

白家祉，在我國石油系統(tǒng)占據(jù)了不少第一：他是新中國第一位石油機(jī)械學(xué)教授，是我國石油工程力學(xué)早期專家、教育專家;他是我國第一代石油“海歸”，為報效祖國做出不少突出貢獻(xiàn);他是被國務(wù)院學(xué)位委員會批準(zhǔn)的我國首批博士生導(dǎo)師，他培養(yǎng)了我國鉆井領(lǐng)域第一位博士后，他直接、間接地為我國石油事業(yè)發(fā)展培養(yǎng)了一大批人才;他策劃并與推薦的學(xué)生共同完成了中外第一部大部頭系統(tǒng)論定向井控制理論的專著——《井斜控制理論與實踐》一書;他第一個研究解決了油田鉆井廣泛應(yīng)用的大馬力柴油機(jī)曲軸斷裂難題;他提出的“縱橫彎曲法”是最早得到國際權(quán)威專家認(rèn)定并被尊稱為“白家祉方法”的……稱他為我國石油機(jī)械的鼻祖應(yīng)該不為過。

努力深造報效祖國

1917年6月11日，白家祉生于河北省易縣梁各莊。因家庭兄弟姐妹眾多，他兒時境遇甚為困苦。但白家祉從小就立下了報國之志，努力發(fā)奮學(xué)習(xí)。1935年，白家祉以優(yōu)異的成績考取清華大學(xué)公費生。1937年，抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)，學(xué)校南遷至昆明西南聯(lián)合大學(xué)，1939年他獲得學(xué)士學(xué)位。因?qū)W習(xí)成績突出，畢業(yè)后留校任機(jī)械系助教。1945年他考取清華大學(xué)第六屆留美公費生，入美國麻省理工學(xué)院學(xué)習(xí)，獲取碩士學(xué)位，之后又轉(zhuǎn)入美國哈佛大學(xué)工科研究院深造，師從H.M.Westergarrd教授研究結(jié)構(gòu)動力學(xué)，獲取哈佛大學(xué)博士學(xué)位。

在美國深造期間，白家祉非常關(guān)心國內(nèi)形勢發(fā)展。1948年間，為了報效祖國，他與侯祥麟共同籌建了中國科協(xié)波士頓分會，動員留美同學(xué)學(xué)成后早日回國，為祖國建設(shè)服務(wù)。1949年7月，白家祉在獲取博士學(xué)位后帶頭啟程回國，途經(jīng)香港，于8月底回到剛剛解放半年的北京。回國后，他多次寫信給美國的中國同學(xué)，宣傳黨的政策，傳遞祖國的形勢。不久，吳仲華、李敏華、黃茂光、張建侯、洪朝生等也相繼回國。

白家祉回國后，在清華大學(xué)化工系任教授，講授力學(xué)、化工機(jī)械及化工數(shù)學(xué)等諸多課程。1953年，我國第一所石油高校——北京石油學(xué)院建立。白家祉從清華大學(xué)調(diào)入該院，先后擔(dān)任教研室主任、系副主任、副教務(wù)長等職務(wù)，從事教學(xué)和管理工作。他先后擔(dān)任理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械零件、工程數(shù)學(xué)、彈性力學(xué)、流體力學(xué)等學(xué)科的教學(xué)任務(wù)。

培養(yǎng)人才扎實奠基

自從1949年8月白家祉從美國留學(xué)回到祖國，能留給他美好回憶的時光實在是太少了!因為他想做更多更大的貢獻(xiàn)。白家祉是新中國第一位石油機(jī)械學(xué)教授。1953年，北京石油學(xué)院一成立，他就從清華大學(xué)調(diào)入該院。當(dāng)時院里年青教師很多，因此他不僅要給學(xué)生們講課，還經(jīng)常給教師們講。沒有現(xiàn)成的教材，他就自己動手編寫。他一生坎坷，在后來的政治運動中受到不公正的待遇：1958年，整風(fēng)反右他受到嚴(yán)重沖擊;1966年文化大革命，他又遭到重創(chuàng)，“反右”加“文革”，他非常心痛被浪費的時間太多!作為我國第一代石油“海歸”高材生的白老把1978年視為生命中的重大轉(zhuǎn)折，他用“非常美好”來形容那個他特別珍惜的時期。可惜的是，從那時到70歲退休，他搞科研和帶研究生的時間只有短短7年。但就在這有限的時光中，他努力為我國的石油事業(yè)直接、間接地培養(yǎng)了一批又一批人才。他培養(yǎng)了10名研究生，包括2名博士生，還有2名獲得美國名校博士學(xué)位的學(xué)生，中國工程院院士蘇義腦、現(xiàn)任中國石油鉆井工程研究院院長孫寧等都是他的學(xué)生。

在力學(xué)56師資班中，他承擔(dān)了彈性力學(xué)、板殼理論、機(jī)械振動理論等高等力學(xué)的授課任務(wù)，為石油院校培養(yǎng)師資做出了突出貢獻(xiàn)。1962年2月，白家祉調(diào)往西安石油學(xué)院任教研室主任，講授多門基礎(chǔ)課程，并為培養(yǎng)青年教師開設(shè)了高等力學(xué)、工程數(shù)學(xué)等進(jìn)修課程。有的學(xué)科沒有現(xiàn)成的教材，他就親自翻譯蘇聯(lián)教材，并寫成詳細(xì)講稿進(jìn)行教學(xué)。

白家祉帶出的博士生中國工程院院士蘇義腦，是我國自己培養(yǎng)的鉆井領(lǐng)域第一位博士后。1988年，蘇義腦的博士論文剛剛完成就收到石油出版社的約稿信。約他寫專著《井斜控制理論與實踐》一書，正好與他的論文內(nèi)容相聯(lián)系。他找白家祉商量倆人合寫。白家祉卻鼓勵他獨立完成。在蘇義腦的請求下，白家祉同意寫該書的總論和其中的一章。其實出這本書早在1983年就商定了，是出版社和白家祉訂的合同，雙方約定在定向井技術(shù)取得一定成果時出版。而出書的時機(jī)來了，白家祉卻寫信給出版社極力推薦自己的學(xué)生蘇義腦主筆。《井斜控制理論與實踐》是中外第一部大部頭系統(tǒng)論定向井控制理論的專著，出版后產(chǎn)生很大的影響。如今，蘇義腦已當(dāng)選中國工程院院士。白家祉就是這樣：熱心扶植后來者，舉薦人才，甘當(dāng)人梯。

科研攻關(guān)解決難題

在“七五”國家科技攻關(guān)項目“定向井、叢式鉆井技術(shù)研究”中，白家祉的“井身下部鉆具組合的受力分析研究”(即縱橫彎曲法)和“圓筒型方位控制器”兩項成果獲中國石油天然氣總公司(部級)1990年科學(xué)技術(shù)特等獎。他被評為國家“七五”科技攻關(guān)先進(jìn)個人。

論證鏈條傳動存在“臨界轉(zhuǎn)速”

大大提高鏈條制造的精確度

1953年，白家祉在北京石油學(xué)院講授“機(jī)械零件”課程，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容開展科研工作。當(dāng)時所采用白家祉的蘇聯(lián)教材對鏈條傳動的計算方法屬經(jīng)驗設(shè)計不夠完善，且影響到國產(chǎn)鏈條的質(zhì)量。他認(rèn)為影響鏈條的因素很多，僅各取一個安全系數(shù)，然后相乘作為總的安全系數(shù)的這種做法太不準(zhǔn)確，應(yīng)從力學(xué)角度深入進(jìn)行理論分析，便首先對“回轉(zhuǎn)不均勻性”進(jìn)行了研究。經(jīng)過數(shù)理分析，他論證這項結(jié)論原是錯誤的，而實際情況卻是存在著一種“臨界轉(zhuǎn)速”，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過這個臨界值時，回轉(zhuǎn)就會變?yōu)榫鶆颉?957年，他將研究結(jié)果寫成《套筒滾子鏈支負(fù)荷分析》論文，在《機(jī)械學(xué)報》上發(fā)表，引起了科技界同行的高度重視。此外，他對齒輪傳動的計算方法也進(jìn)行了研究;論證了套筒滾子鏈條所受到的撞擊載荷與套筒鏈板之間配合的關(guān)系以及與潤滑方法之間的關(guān)系等。這些研究成果對改善鏈條傳動設(shè)計，提高制造的精確度起到重要作用。

一改國外近似求解為精確解法

對“縱橫彎曲法”有新建樹

在定向井軌道控制理論方面，白家祉對“縱橫彎曲法”有新發(fā)展、新貢獻(xiàn)。“縱橫彎曲法”是在鉆井過程中，對井下鉆具組合的分析方法。它主要研究組合鉆具的受力與變形，以控制鉆頭鉆進(jìn)方向。

這項研究國外開始于20世紀(jì)50年代。國外對這樣復(fù)雜的問題只提出了一些近似的求解方法。白家祉于70年代后期開始研究這一課題，提出“縱橫彎曲法”的精確解法，經(jīng)油田現(xiàn)場試驗，證實了求解方法的正確性。1982年，白家祉的《應(yīng)用縱橫彎曲梁理論求解鉆具組合的受力與變形》在國際石油工程會議上發(fā)表。“縱橫彎曲法”經(jīng)不斷完善，現(xiàn)已成為用于鉆井工程的代表方法之一。它不僅使計算更為精確，而且大大減少了計算工作量，在大型計算機(jī)上幾分鐘才能得出的計算結(jié)果，簡化到在PC微型機(jī)上幾秒鐘即可完成。

“縱橫彎曲法”還被收入石油工程學(xué)會編輯的《實用鉆井工程》教科書中，并稱之為“白家祉方法”。在國內(nèi)，用這種方法編制的微機(jī)軟件，已在全國各油田推廣應(yīng)用。

發(fā)明的“圓筒型方位控制器”

性能超過國外同類產(chǎn)品

“七五”攻關(guān)中，白家祉主持的另一項研究是“圓筒型方位控制器”。套筒變向器是一種控制井眼方位和井斜角的井下工具，是定向井軌道控制的重要工具。這種工具60年代在美國開始生產(chǎn)。由于結(jié)構(gòu)上存在一些嚴(yán)重缺陷，在現(xiàn)場應(yīng)用中往往得不到預(yù)想的結(jié)果。白家祉在研究定向井軌道控制的同時，著手研制套筒變向器。白家祉帶領(lǐng)學(xué)生對變向器進(jìn)行理論分析的同時，在遼河、大慶、勝利等油田開展現(xiàn)場試驗。三種規(guī)格的變向器試驗了50井次，對變向器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了三次較大的改進(jìn)，使之成為一種實用的定向井專用工具。據(jù)統(tǒng)計，遼河油田使用套筒變向器與使用井下動力鉆具加彎接頭相比，節(jié)省了扭方位時間，避免了使用昂貴的井下動力鉆具，平均每口井可節(jié)省費用1萬元左右，在大慶油田每口井可節(jié)省費用2萬元左右，其他油田的統(tǒng)計均在1萬元至2萬元之間。

目前套筒變向器已成為定向井鉆進(jìn)的有效工具，其性能已超過國外同類產(chǎn)品，這項技術(shù)已獲得了國家專利。

此外，白家祉在鉆井力學(xué)領(lǐng)域中，還從事了地層造斜力的定量分析，利用地層自然造斜力設(shè)計叢式鉆井網(wǎng)絡(luò)以及適用于破碎堅硬地層的自激振動型的鉆頭等項目探索的研究。

1987年8月，年滿70歲的白家祉雖然退休了，但他仍然關(guān)心石油鉆井事業(yè)的發(fā)展，繼續(xù)做一些科技咨詢工作。