石油井控設(shè)備發(fā)展與應(yīng)用研究

牛晨羽

摘要：我國(guó)石油勘探開發(fā)技術(shù)不斷提升，勘探開發(fā)的領(lǐng)域也逐漸擴(kuò)大，不僅有陸地油田，還有灘涂淺海油田，開采也從以往的淺層變成深層，隨之而來的鉆井難度也加大。井控是鉆井工作中重要內(nèi)容，不僅關(guān)系到鉆井的效率更影響著鉆井的安全。因此要研制出更先進(jìn)的石油井控設(shè)備，促進(jìn)我國(guó)石油業(yè)的發(fā)展，確保石油開采的安全操作，優(yōu)化我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)。

我國(guó)目前的石油開發(fā)中，基礎(chǔ)設(shè)施以及裝備還不夠完善，大多采用移植石油井裝備為主，但其成本高、體積大，不利于搬遷和鉆速的提高。因此，研究石油井控設(shè)備的現(xiàn)狀和發(fā)展，對(duì)提高石油的勘探開發(fā)有著重要的意義。

1.石油井控設(shè)備發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1.防噴器

我國(guó)目前使用的防噴器大多為參考國(guó)外產(chǎn)品技術(shù)自主研發(fā)生產(chǎn)的。但是，石油鉆井防噴器的安裝沒有具體的標(biāo)準(zhǔn)，只有中聯(lián)石油公司以油氣鉆井井控標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)進(jìn)行井控設(shè)計(jì)。我國(guó)在石油鉆井時(shí)，多數(shù)采用閘板防噴器或者環(huán)形防噴器和閘板防噴器結(jié)合的防噴器模式，壓力較大。防噴器的壓力級(jí)別高、體積重量大，給搬遷帶來了很大的困難，從而增加了鉆井的成本。輕便型的防噴器更適合我國(guó)的鉆井作業(yè)，但是我國(guó)還沒有類似的防噴器，需要科研人員加快研發(fā)的步伐。

1.2.旋轉(zhuǎn)控制頭

旋轉(zhuǎn)控制頭欠平鉆井技術(shù)的誕生，有效地提升了鉆井的質(zhì)量。早在20世紀(jì)60年代，我國(guó)開始了對(duì)旋轉(zhuǎn)控制頭的研究，目前采用的旋轉(zhuǎn)控制頭主要是在WeatherFord公司的Williams系列產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究開發(fā)的，這類旋轉(zhuǎn)控制頭能夠適應(yīng)壓力級(jí)別高的鉆井，但是密封的可靠性以及密封件的使用年限要低于國(guó)外產(chǎn)品。而適用于壓力級(jí)別低的旋轉(zhuǎn)控制頭還處于研發(fā)階段，低壓旋轉(zhuǎn)控制頭的研發(fā)存在兩個(gè)難點(diǎn)，分別是如何確保軸承總成的旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封的可靠性和如何延長(zhǎng)密封膠芯的使用壽命。根據(jù)Washingtong公司的報(bào)價(jià)，該公司的低壓旋轉(zhuǎn)控制頭出口價(jià)格大約在70萬元左右，而其研發(fā)生產(chǎn)的成本只有售價(jià)的三分之一。如果國(guó)內(nèi)能夠自主研發(fā)低壓旋轉(zhuǎn)控制頭，鉆井的成本將會(huì)大大降低。

2.我國(guó)井口裝備存在的問題

2.1_理論與技術(shù)研究不足

我國(guó)石油的勘探開發(fā)起步較晚，常用的油氣鉆井裝備存在著成本高、體積大不便于搬遷的問題。與此同時(shí)，我國(guó)目前大多鉆井設(shè)備都是從國(guó)外進(jìn)口，自主研發(fā)的設(shè)備較少。無論是理論還是技術(shù)方面，我國(guó)的鉆井設(shè)備都還存在許多的不完善，嚴(yán)重的制約了我國(guó)石油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2.2.制造能力不能滿足設(shè)計(jì)要求

我國(guó)對(duì)井控設(shè)備進(jìn)行研究，一些設(shè)計(jì)通過實(shí)驗(yàn)證明了其可行性，但是由于制造技術(shù)欠缺，不能夠投入到生產(chǎn)中。例如，旋轉(zhuǎn)控制頭軸承的總成可靠性難以控制，旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封件的動(dòng)密封和膠芯的壽命無法確保等。

2.3.設(shè)備配套缺乏統(tǒng)一規(guī)范

我國(guó)的石油勘探開發(fā)處于上升階段，但是石油勘探開發(fā)的配套硬件設(shè)備沒有完善的方案以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，影響了石油業(yè)的發(fā)展。我國(guó)應(yīng)根據(jù)石油鉆井的特點(diǎn)和要求，制定出設(shè)備的配套方案，并加以規(guī)范，確保石油鉆井的有序進(jìn)行。例如，石油鉆井井控設(shè)備的配套，由于沒有較為統(tǒng)一的方案和規(guī)范，一些鉆井沒有安裝符合井口特點(diǎn)的防噴設(shè)備，鉆井施工的安全得不到有效的保障。

2.4.石油法規(guī)制度不健全

我國(guó)目前沒有針對(duì)石油業(yè)制定出健全的政策法規(guī)，導(dǎo)致石油開采過程中存在多重問題。不僅是鉆井設(shè)備的使用效率和設(shè)備的研發(fā)技術(shù)存在很多的問題，同時(shí)石油氣權(quán)的歸屬也存在一定的問題，由于氣權(quán)和礦權(quán)的歸屬不同，導(dǎo)致管理麻煩，嚴(yán)重的影響了我國(guó)石油業(yè)的發(fā)展。

2.5.鉆井裝備落后，效率低，成本高

目前，我國(guó)鉆井設(shè)備主要以小型煤田鉆機(jī)、石油鉆機(jī)以及進(jìn)口全液壓鉆機(jī)為主，國(guó)產(chǎn)的鉆機(jī)工作效率較低，鉆井的周期較長(zhǎng)，但是成本較低，與之相對(duì)應(yīng)的進(jìn)口鉆機(jī)，工作效率高，周期較短，但是成本太高。在欠平衡鉆井設(shè)備方面，我國(guó)大多是依靠進(jìn)口的設(shè)備，成本較高，給石油的開采增加了經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

2.6.石油鉆井專業(yè)隊(duì)伍建設(shè)滯后

我國(guó)的鉆井隊(duì)伍建設(shè)緩慢，沒有行程專業(yè)化的高質(zhì)量鉆井隊(duì)伍，在石油的開采過程中缺乏專業(yè)性和系統(tǒng)性。

3.對(duì)發(fā)展我國(guó)井控裝置的建議

3.1.建立統(tǒng)一的設(shè)備準(zhǔn)入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

加強(qiáng)對(duì)鉆機(jī)、井控系統(tǒng)等設(shè)備的研究，研發(fā)出適用于我國(guó)石油鉆井特點(diǎn)的專用設(shè)備，降低成本并方便搬遷運(yùn)輸，并對(duì)鉆井設(shè)備建立健全的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，能促進(jìn)石油業(yè)發(fā)展。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的健全，能夠有效的規(guī)范我國(guó)石油鉆井的施工，促進(jìn)鉆井的安全，提高石油鉆井的效率。石油鉆井專用設(shè)備準(zhǔn)入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建立尤為重要，對(duì)我國(guó)石油業(yè)的發(fā)展有著重要的影響。

3.2.加快新產(chǎn)品開發(fā)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)開發(fā)

我國(guó)目前使用的進(jìn)口設(shè)備雖然效率高，但是成本過高，不利于經(jīng)濟(jì)開采。應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)新產(chǎn)品的研發(fā)，降低成本，提高工作效率，并且做到自動(dòng)智能化和人性化，降低鉆井人員的作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度，提高鉆井的質(zhì)量和效率，減少井下故障。目前我國(guó)鉆井設(shè)備的自動(dòng)化較低，如果能夠有效的解決自動(dòng)化問題，能夠促進(jìn)我國(guó)石油業(yè)的高度發(fā)展。

3.3.加強(qiáng)國(guó)際合作，加快我國(guó)油氣的開發(fā)

我國(guó)的石油業(yè)發(fā)展起步相對(duì)較晚，目前仍處于發(fā)展階段，而西方發(fā)達(dá)國(guó)家起步較早，設(shè)備、技術(shù)等都相對(duì)成熟。我國(guó)的石油勘探開發(fā)可以加強(qiáng)與其他國(guó)家的合作，借鑒歐美等國(guó)家的成功經(jīng)驗(yàn)，從而促進(jìn)我國(guó)石油業(yè)的發(fā)展。美國(guó)是目前世界上開采石油最為成功的國(guó)家，不僅擁有先進(jìn)的開采技術(shù)，同時(shí)各項(xiàng)專用設(shè)備也領(lǐng)先世界。我國(guó)應(yīng)根據(jù)地理等實(shí)際情況，結(jié)合我國(guó)石油資源的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備技術(shù)，研發(fā)高效的石油鉆井設(shè)備。

3.4.優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，使用新產(chǎn)品及技術(shù)

我國(guó)應(yīng)充分了解含油地區(qū)的特點(diǎn)，根據(jù)不同地區(qū)的地理環(huán)境、油的儲(chǔ)量以及深度等實(shí)際情況，選擇合適的鉆井設(shè)備進(jìn)行石油開采。優(yōu)化開發(fā)的模式，提高鉆井的效率，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)開采。

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