钻井装备的现状与发展前景
摘要:我国石油钻井装备已初步踏入为了适应这种形势,,要建立名副其实的质量管理体系,切实改善产品的制造质量;要以提高钻机运移性、增强设备对当地环境和后勤保障条件适应能力为主要目标,改进产品设计;要借鉴国外新近出现的创新
技术,
测仪等自动化检测仪表、轻便顶驱装置、
,都是值得下力气研究开发的项目。
关键词;发展
随着我国对国际石油资源开发的参与,
应这种新的形势,
1
(1)钻机形成系列,基本满足国内市场需要
根据GB1806—86《钻机型式与基本参数》形成的钻机系列包括了钻深从1500m至6000m
的钻机,
题。
国外钻机的钻深是按照φ73~127mm(~5英寸)钻杆尺寸给出的,国标则是统一按φ127mm 钻杆标称钻深。
现在各厂家已经仿照国外规定标明钻深,国标也将作出相应修改。
(2)主要部件基本适应国际市场需要
国产钻机部件,特别是按照引进技术生产的钻机部件,已能基本适应国际市场的要求。
外
商认为我国的“石油钻机部件可用,15~20年差距”。
这里所谓的差距,主要是指产品的质量水平和技术性能与国外新产品的差距。
(3)配套部件或零件与国际标准差距较大
①机械传动钻机国际上钻深3000m以浅的钻机主要是机械传动钻机。
为了简化传动,采用柴油机加阿里森传动箱结构。
国产高速柴油机和阿里森传动箱等技术较复杂的产品的综合技术性能较差,尚未达到先进水平。
②电驱动钻机国产电驱动钻机已经开始由AC-SCR-DC驱动向AC变频驱动过渡。
但目前国产电气设备不论产品规格或者产品质量,都与国际先进水平还有一定距离。
③传动件国产盘式离合器和气胎式离合器大都是由主机厂根据配套需要生产,并无专业
化厂家,以致产品规格品种不全,
条、传动胶带、橡胶件,气动件、液压件以及轴承等产品质量,也还不能适应钻机恶劣工作条件的要求,工作寿命短。
,我国都有产品。
但是质量差,技术水平也比较落后。
(4)产品可靠性差
产品可靠性差主要表现在基础件制造质量差和有的厂家不重视产品质量。
(5)钻机国产化水平有待提高
钻机国产化水平不高的原因,一是配套件的生产缺乏应有的组织,已如前述;二是缺乏一种实用和完整的产品目录。
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(1)提高产品制造质量
从使用中暴露的问题可以发现,提高产品的可靠性一般不存在复杂的技术问题。
关键在于必须提高对产品质量重要性的认识。
毫无疑问,在提高产品质量的同时,必须有计划地发展产品的规格品种,否则国产钻机的配套和国产化水平就难以提高。
(2)改进产品设计
国产设备在参与国际市场竞争中,暴露的问题很多,以致往往不能中标,或者运营亏损,其主要原因与钻机的总体设计关系甚大。
①提高钻机的运移性一般情况下,国外钻深3000m以浅钻机的搬迁只要12~14车次即可完成,而我国缺乏合适的运载车辆,钻机搬迁车次不可能减少,而且国内传统的钻机配套方式与国际上不同。
国外钻机一般只保持基本配置,特殊情况再租用设备或者增加配置。
,例如对低温环境和高温环境的适应能力,应是钻机总体设计追求的目标,而这正是目前我国装备的薄弱环节,也是影响装备可靠性的重要方面。
③设备应该适应当地的后勤保障条件国家和地区不同,采用的标准也多有差异。
为了适应国际市场的需要,也为了便于在国外取得配件供应,应该作出努力使产品能够适应不同的国际标准。
3
,要根据提高装备性能的需要有计划地发展新产品。
,
美市场很受欢迎的Dardner-Denver公司的三缸泵,性能良好,重量轻,特别适合与要求运移性高的钻机配套为了改进绞车的控制性能而开发的盘式刹车,国外采用的是可以直接安装在滚筒轴端使用的气控制盘式刹车,其控制系统与钻机气控制系统同源,可以省去昂贵的液压控制系统,摩擦片的动、静摩擦系数相等,可以作为自动送钻系统的执行机构。
4、新技术新装备的研究
(1)
20年历史,井底水功率已达到1.16kW/cm2(10马力/平方英寸)以上,有的甚至超过1.62kW/cm2(14马力/平方英寸),远远超过0.64kw/cm2(5.5马力/平方英寸)
,管汇耐压强度不够,使用中常出现故障;,在
2000m,从而带来钻机总体设计不合理的弊端。
(2)关于设备的机械化和自动化
一般认为国外装备发展方向之一是机械化和自动化。
笔者认为实现机械化和自动化,必须以提高装备的工艺性能为主要目标;必须以取得最大的经济效益为宗旨,必须以高度的可靠性为基础。
我国目前的工业基础还比较薄弱,产品的质量比较差,零部件越多的设备,其整体可靠性越差。
如果片面追求机械化和自动化,可能会陷入困境。
目前应该根据上述原则,主要发展一
些与工艺进步有关的自动化检测仪表,(PVT)和早期井涌探测仪等。
(3)关于顶部驱动装置
目前国产顶部驱动装置主要是满足国内需要。
我国的主要油田是在陆上,因此降低重量,减小尺寸,发展轻便顶部驱动产品系列,应该是下一步发展的目标。
与此同时,要学习国外对顶驱装置采用租赁这样一种节约投资的好方式。
(4)关于水平井技术
,仅就其转盘控向系统而言,,可以避免使用马达控向系统时可能出现的事故,20%~30%;井眼清洗好,可减少卡钻事故;
(5)
,,二是要配备完善的井控装置。
在控制环空压力的同时,可以继续钻进;在井液流动和关井的情况下都能够接卸钻柱。
在压力下允许起下钻,以更换钻头或者井底钻具组合;在导流器发生故障时能够提供后备的环空井控能力;具有能够改变环空压力的设备,以使地面设备的额定工作压力不被超过。
不依靠导流器系统能够实现放喷和压井;能够快速和安全地关井。
因此,,以追求最大的经济效益为宗旨。