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石油装备

对我国石油装备的认识摘要:描述了我国石油装备的现状:在自力更生、自主创新并结合我国和世界油藏多样性的基础上,通过对国际先进技术的引进、消化和吸收,我国的石油装备制造水平也在不断提升,在石油勘探开发以及关键技术上已经取得了重大突破。

1.陆地钻井方面(1)在油井钻探方面,已经有了系列化的钻深为1 500—12 000 m的多种规格钻机,形成了基本满足高压喷射钻井、定向钻井和水平钻井需要的电驱动钻机、丛式井钻机、斜井钻机和顶部驱动钻井装置;同时也研制成功了顶驱、大El径高钢级钢管、快速测井平台、中大功率内燃机、大功率烟气轮机等一系列产品。

兰州石油化工机器总厂承包研制的ZJ60DS型6 000 m电驱动沙漠石油钻机的先进技术可移植到3 200、4 500 m钻机。

继美国、加拿大、挪威、法国之后,我国已成为世界上第5个能生产顶部驱动钻井装置的国家;继我国首台9 000 m超深井石油钻机之后,宝鸡石油机械有限责任公司又成功研制了具有自主知识产权的12 000m特深井陆地石油钻机,打破了国外高端装备技术对我国的长期封锁,树立了我国石油钻井装备开发史上的一座里程碑(2)在钻头制造方面,江汉石油钻头股份有限公司生产的钻头已迈入了国际先进水平的行列,从而结束了长期依赖进口的历史。

江汉石油钻头股份有限公司现已成为亚洲规模最大、技术装备最先进的钻头生产企业。

(3)我国在采油和集输设备的制造方面也有了历史性的突破,除常规采油装备外,还开发了稠油热采设备、强采设备以及三次采油注聚合物和注氮装置等。

我国生产的电动潜油泵堪与美国和俄罗斯相比。

油气集输用地面设备和焊接钢管已能立足于国内,油气输送用大I:1径螺旋焊钢管已大量出口。

制管企业加强与钢铁企业技术合作,成功开发出X70大口径、大壁厚焊接钢管,确保西气东输、陕京二线等重点工程需求;与此同时,批量试制了X80焊管,为产品升级换代奠定了基础。

(3) 内燃机方面“十五”期间, 内燃机产品技术水平大幅度提升, 内燃机性能处于国内领先水平, 新产品产值率达65%以上, 形成了不同燃烧介质的2000、3000、600等3大系列产品, 使功率覆盖范围扩大, 应用领域增多, 部分产品性能指标已接近或达到国际先进水平。

研制成功H12V190Z型高增压换代柴油机, 在动力性、经济性、可靠性和排放指标等方面均取得突破, 主要技术指标达到国内同类机型的领先水平。

3000系列柴油机作为新型钻井换代动力已批量进入油田, 部分替代了进口柴油机; 研制成功双燃料发动机, 采用先进的多执行器、自动化控制技术, 在额定转速、额定载荷下柴油替代率达80%~85% , 纯柴油和双燃料均可实现自动调节、自动转换, 处于国内领先水平; 另外, 还研制出不同燃烧介质的气体发动机, 燃气种类由天然气延伸至焦炉煤气、沼气、瓦斯气、秸杆气、炼化尾气等多种气体介质, 并成功应用于油田、煤矿、垃圾处理场、炼厂等各种有气源的场合。

(4) 钢丝绳方面“十五”期间, 石油用钢丝绳强度等级实现了从IPS级向E IPS级的升级,实物质量大幅度提升, 产品形成几大系列。

钢丝绳制造企业不断跟踪世界钢丝绳制造先进技术, 加强产品的研究和技术的储备。

在引进加拿大钢丝绳设计制造技术的基础上消化吸收和创新, 掌握了重要用途钢丝绳的设计制造技术, 提升了设计技术和工艺控制技术。

研制出高韧性高强度钢丝绳、多丝多股钢丝绳、锻打钢丝绳、吊索等新产品, 满足了石油市场需求, 在港口、矿山和工程机械3个市场上(4)南阳二机石油装备(集团)有限公司和江汉石油管理局第四石油机械厂生产的14个品种的修井机,实现了系列化,其主要技术指标已达到国外先进水平。

南阳二机石油装备(集团)有限公司生产的海洋、陆地、沙漠钻修机远销欧亚美等地区,并向数字化超深井方向发展。

江汉石油管理局第四石油机械厂研制成功与生产的沙漠油田用SNQ80--20固井压裂机组,结束了我国严冬、酷暑和沙漠地区固井压裂设备依赖进口的局面。

采用微电脑控制全自动混浆系统技术的SNC40--17Z型自动混浆固井车,能够自动采集计算水泥浆密度,分析并自动调整至最佳状态,使固井质量和效率登上了一个新台阶。

4.存在的不足经过几十年的发展,我国石油装备企业已取得了一定进步,形成了较完整的石油装备制造体系,培养出了一批骨干制造厂家。

不少产品已经达到或接近世界水平,还有相当数量产品出口。

尤其是国际市场原油价格自2003年以来持续上涨,屡屡创出新高,巨额收益刺激石油开采行业投资增加,这同时也推动了我国石油装备产品出口猛增。

尽管如此,国内石油装备制造企业发展仍面临一些亟待解决的问题,主要表现在以下几个方面。

(1)大多数石油装备制造技术仍落后国际先进水平。

目前我国石油钻机尽管产量较大,但品种相对单一,特种钻机的设计和生产能力落后,顶驱、发动机组、液压、电气控制装置等配套的关键件仍需依赖进口;此外物探、测井设备总体技术水平与国外产品差距很大。

(2)石油装备制造业的产业集中度和专业化水平不高。

我国石油装备制造企业数量多、规模小、区域布局分散,产业集中度较低,企业间缺乏有效的分工与合作,重复建设现象突出,缺乏强有力的竞争水平。

(3)市场不规范。

从有效的知识产权保护到市场运作,存在着行政干预较多,操作不规范,恶意竞争,不按市场规律办事等诸多现象,这些都严重阻碍着石油装备制造企业的快速发展。

2.海洋石油钻井方面近年来, 随着世界范围内油气资源消耗的递增和陆地原油开采速度的加快, 海洋领域内的油气勘探开发已成为新的焦点。

未来的15~20年, 将是我国海洋钻井市场实现快速发展的关键时期。

由于我国对油气资源的巨大需求, 国内主要石油公司均制定出各自的深水钻井装备计划。

在未来5年里,中国海洋石油总公司将投资1 200亿元用于海上油气勘探和开发, 海洋工程装备投资是其中的主要部分, 需新建各种固定和移动式生产钻井平台70多座, 其中新建多座自升式和半潜式钻井平台。

另外, 我国中石油、中海油、中石化三大石油集团公司均已开始了海洋深水油气勘探开发装备的研究工作.1.1 固定式钻井平台我国在用的固定式平台共有25座,其中中海油拥有24座,2006年后新建的12座名义钻井深度在4 000~7 000 m,配套设备大部分为国产钻井装备,最深工作水深为65 m。

1.2 坐底式钻井平台目前国内共有坐底式平台8座,其中中石油5座(3座采油平台、2座钻井平台),中石化有3座。

2006年后新建的CPOE3及COPE33坐底式钻井平台适合10 m 以内水深的海上作业环境,配套钻机为7 000 m交流变频钻机,主要钻井设备均为国产设备。

宝鸡石油机械有限责任公司(以下简称宝石机械)为韩国大宇造船海工株式会社提供的坐底式7 000 m交流海洋钻井系统是我国第1次将海洋平台钻井系统打入国际市场。

1.3 自升式钻井平台我国现有自升式钻井平台46座,作业水深>90m 的18座。

中海油有3O座(包括从挪威AwO公司收购的5座BMC375及3座KFELS MOD BCLASS 400FT,钻井深度为9 150 m(30 000 ft),主要钻井装备均为NOV 提供)。

海洋石油921~924平台作业水深为61 m(200 ft),配套宝石机械提供的7 000 m直流钻机。

海洋石油931平台作业水深为91.5 m(300 ft),配套钻机为9 000 m,在2008年改造时宝石机械提供了井架、泥浆泵及游动系统等钻井设备。

COSI 941~942的平台设计为F&G公司,船型为JU2000E,在大连船厂建造,工作水深122 m(400 ft),钻机能力为9 000 m,主要钻井设备均为国民油井公司提供。

COSL936~937平台的设计为F&G公司,船型为CJ46,在深圳招商重工造船厂建造,工作水深为91.5 m(300 ft),配套钻机为9 000 m,主要钻井设备均为国民油井公司提供。

中石油海洋公司拥有8座,CPOE5~8号在青岛北海船厂建造,工作水深为40 m,CPOE9~10号在大连船厂建造,最大工作水深为91.4 m,上述平台均配套宝石机械提供的7 000 m钻井设备。

1.4 半潜式钻井平台我国拥有的半潜式钻井平台共有7座,其中中石化有2座,即勘探3号及勘探4号。

勘探3号1983年在上海船厂建造,作业水深为45~180 m,配套钻机为7 000 m,宝石机械提供了7 000 m动态井架,其余主要钻井设备均为国外生产。

勘探4号1994年购人,作业水深为46~610 m,配套钻机为7 000 m,在新加坡远东船厂建造,主要钻井设备为进口。

中海油拥有半潜式钻井平台共5座,即南2、南5、南6、海洋石油981及COSLP10NEER。

南海2号作业水深为305 m,南海5号及6号作业水深为457 m,这3个平台设计及建造均为国外公司,配套钻机为7 000 m,主要钻井设备由NOV及MH公司生产。

海洋石油98l号平台的基本设计为F&G公司,上海第708研究所承担详细设计,由上海外高桥造船有限公司建造,属于当今最先进的第6代深水半潜式钻井平台。

海洋石油981平台已于2011-05—23在上海建成交付。

平台主要设计参数为:工作水第4O卷第9期苗玉坤,等:我国海洋石油装备现状及市场前景深 3 050 m (10 000 ft),钻井深度10 000 m (32 830ft)。

COSLPIONEER是在中集烟台莱佛士船厂建造的第5代深水半潜式钻井平台,作业水深750 1TI、钻井深度7 500 m。

COSI PIONEER 是第1艘进驻挪威海域的由中国制造的钻井平台,对中国海洋装备产业具有非常重要的意义1我国海洋石油装备与国外技术的主要差距近40年来, 尤其进入21世纪后, 我国无论在陆地还是海洋石油钻采装备发展方面均取得了长足的进步。

但就海洋石油钻采装备技术发展而言, 我国与世界发达国家之间还存在多个方面的差距, 主要体现在以下方面。

2.1 海洋石油装备专业化程度偏低2.2 海洋石油装备数量少、类型单一2.3 海洋石油装备适应水深、钻深能力较差2.4 海洋石油装备配套基础差、配套能力不足2.5 海洋石油装备研究机构少, 投入不够海洋石油水下装备现状海洋石油水下装备主要包括钻井隔水管系统、井口井控设备、采油树、水下管汇系统、水下基盘、控制系统、增压系统及水下处理系统等。

海洋油气资源开发能力由海洋油气开发装备的先进性所决定,研制拥有自主知识产权的海洋油气勘探开发装备,是推动技术发展,保障我国能源安全的有效途径。

我国石油钻采装备制造企业在几十年的陆地装备研制过程中积累了丰富的经验,为海洋石油水上装备设计制造奠定了雄厚的基础,已实现了大部分设备的国产化;而作为海洋石油装备的重要组成部分一海洋石油水下装备由于具有高技术、高投入、高风险等特点,长期以来一直被国外发达国家所垄断,严重制约了我国海洋油气的自主勘探开发。

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