淺談我國陸地石油修井機(jī)發(fā)展趨勢

毛春鵬

【摘要】目前，我國修井機(jī)即將全面進(jìn)入海洋和國際市場，它的未來發(fā)展面臨著國內(nèi)與國外的雙重競爭壓力。修井機(jī)在油田修井作業(yè)中起下油管更換井下工具中發(fā)揮著不可替代的作用，隨著社會(huì)石油工業(yè)逐步發(fā)展，國內(nèi)與國外針對特殊地形研發(fā)的新型修井機(jī)能高效率的對一些淺海、海灘、沙漠和丘陵等不同地形中隱藏的油田進(jìn)行深入開采，擁有更好的移動(dòng)性和更快的起下速度。修井機(jī)的發(fā)展水平與產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)，技術(shù)手段，工藝及質(zhì)量控制等方面密不可分。本文結(jié)合當(dāng)下修井機(jī)發(fā)展的實(shí)際水平，闡述了目前使用的陸地石油修井機(jī)的現(xiàn)狀并且根據(jù)油田實(shí)際崗位面臨的困境。從電驅(qū)、雙動(dòng)力，自動(dòng)化，智能化和儲(chǔ)能等方面說明分析了石油修井機(jī)當(dāng)前的發(fā)展?fàn)顩r及未來的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】石油修井機(jī)? 技術(shù)使用現(xiàn)狀? 發(fā)展趨勢

修井機(jī)技術(shù)起源于國外。在之后的三年，我國獨(dú)立完成了第一臺修井機(jī)并在江漢完成樣機(jī)試制，從此揭開了我國修經(jīng)濟(jì)發(fā)展的序幕。在接下來的兩年里，該公司與一家美國公司簽訂了技術(shù)和貿(mào)易形式的修井鉆機(jī)技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同。美國專家前往工廠指導(dǎo)零部件裝配過程，這促進(jìn)了中國修井機(jī)技術(shù)發(fā)展的質(zhì)的飛躍。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2004年，中國修井機(jī)年產(chǎn)量已突破300臺，位居世界前列。許多國內(nèi)國家，如美國，加拿大，中亞，南美，西歐等國家和地區(qū)的國產(chǎn)修井機(jī)售賣非常好。它已成為國際市場上的熱門產(chǎn)品。就目前來說，國外使用的石油修井機(jī)技術(shù)水平比較先進(jìn)，我國必須在現(xiàn)有的修井設(shè)備基礎(chǔ)上引進(jìn)國外先進(jìn)修井機(jī)技術(shù)并加以完善，學(xué)習(xí)創(chuàng)新技術(shù)將為中國的石油部門帶來更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

一、石油修井機(jī)的使用現(xiàn)狀

自從1980年我國揭開了石油修井機(jī)的發(fā)展序幕已來，修井機(jī)在國內(nèi)的發(fā)展已有40幾年，我國的修井機(jī)技術(shù)水平已經(jīng)從最開始的仿制國外修井機(jī)技術(shù)到如今已經(jīng)可以自行研發(fā)特色修井機(jī)。并且針對這方面的研究我國已經(jīng)出現(xiàn)了一些比較有特色的公司，目前，修井機(jī)研究生產(chǎn)的許多廠家都各有特點(diǎn)，各有所長，一些大廠家由于規(guī)模龐大，實(shí)力雄厚，所以主要在大噸位修井機(jī)方面做的較好，而且產(chǎn)品都大量出口，一些中小型的廠家則在中小噸位修井機(jī)方面做得更好，其無論在精細(xì)程度，專業(yè)化程度還是價(jià)格方面都更加優(yōu)質(zhì)。最具代表性的如中石化石油工程機(jī)械有限公司第四機(jī)械廠、中原總機(jī)、勝利孚瑞特、吉林通化等廠家，這些公司企業(yè)從創(chuàng)立以來，就一直為我國陸地石油修井機(jī)的研發(fā)，設(shè)計(jì)和制造方面做出努力與貢獻(xiàn)，使中國陸上石油的開采變得更加方便容易，同時(shí)對石油的增產(chǎn)也做出了很大的貢獻(xiàn)。

傳統(tǒng)的陸地石油修井機(jī)的動(dòng)力一般都會(huì)采用柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，目前這種發(fā)動(dòng)機(jī)在陸地石油修井集中能夠占到80%以上，雖然它的使用數(shù)量最多，但是柴油機(jī)也在某些方面存在著弊端，例如柴油機(jī)在操作過程中會(huì)產(chǎn)生大量的尾氣和噪聲，嚴(yán)重危害了作業(yè)人員的身體健康，而且在使用柴油機(jī)的過程中需要經(jīng)常對其進(jìn)行維護(hù)，從而造成整體維護(hù)的成本比較高。隨著近些年油田實(shí)力不斷提高，油田電網(wǎng)也得到合理的規(guī)劃架設(shè)，相關(guān)企業(yè)更加注重石油修井機(jī)的研發(fā)，一些油田將開始升級和升級舊的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的修井機(jī)，而不是傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。創(chuàng)造了一種新型電動(dòng)修井機(jī)。這種改變在一定程度上是修井作業(yè)變得較為方便，彌補(bǔ)了原有的缺點(diǎn)，但是盡管如此，修井作業(yè)仍然是一份高勞動(dòng)強(qiáng)度和高作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的工作。其在許多方面還存在著缺陷，需要陸地石油修井機(jī)的工作人員和設(shè)計(jì)者們繼續(xù)進(jìn)行深一步的研究，思考如何解決在實(shí)際工作中面臨的困境。

二、發(fā)展趨勢

在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，社會(huì)文明大幅度進(jìn)步的時(shí)代，為了給人類生存發(fā)展?fàn)I造更加美好的環(huán)境，世界上許多國家都開始倡導(dǎo)節(jié)能減排，降低消耗。電是我們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚哪茉粗?，它作為清潔能源的一種在環(huán)境保護(hù)的共識下也逐漸被運(yùn)用到工業(yè)中，在石油修井機(jī)工作中柴油機(jī)動(dòng)力逐漸被電所取代。另外在電驅(qū)的基礎(chǔ)上，逐步引入自動(dòng)化的作業(yè)工具，用機(jī)器代替人力，不僅提高了工作的效率，而且還節(jié)省體力，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。在空間上會(huì)采用集成控制技術(shù)，以往的操作都會(huì)占用許多空間和時(shí)間，采用這種技術(shù)能夠?qū)⒋蟛糠值牟僮鞫技性谒俱@房內(nèi)完成，大大的節(jié)省操作空間，完成了空間智能防碰和安全交接。另外，在能量的儲(chǔ)備上利用儲(chǔ)能技術(shù)，只使用井場小電網(wǎng)中午有限的容量就能夠進(jìn)行操作，完成作業(yè)，總的來說，電驅(qū)、自動(dòng)化以及集成控制技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)這幾種技術(shù)能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)的陸地石油修井機(jī)工作中所造成的問題，使其整體操作變得更加簡單方便，降低成本的同時(shí)工作效率也大大提高，所以它們能夠?yàn)槲磥淼氖托蘧畽C(jī)工作領(lǐng)域帶來更多的可能性，也成為該行業(yè)未來的發(fā)展方向。

三、石油修井機(jī)的技術(shù)分析

（一）網(wǎng)電及雙動(dòng)力驅(qū)動(dòng)

改革開放以來，我國的經(jīng)濟(jì)一直持飛速發(fā)展的狀態(tài)，因此我國各大油田的電網(wǎng)架構(gòu)也逐漸趨于成熟完善，從前只能靠發(fā)動(dòng)機(jī)來獲取動(dòng)力，從成本上看，隨著柴油價(jià)格不斷提高，修井作業(yè)的成本也跟著大幅度提高。從環(huán)境保護(hù)方面看，柴油燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體，造成環(huán)境污染，這與國家提倡的節(jié)能減排的政策與環(huán)保共識相違背，同時(shí)操作起來非常復(fù)雜、還伴有很大的噪聲，需要依靠大量的人力來完成。而如今電網(wǎng)可以提供持續(xù)的能量獲取動(dòng)力，電驅(qū)設(shè)備的作業(yè)成本降低，噪聲較小，操作起來簡單方便而且易學(xué)，維護(hù)保養(yǎng)起來相對容易，所以逐漸的在某些領(lǐng)域電網(wǎng)成功取代了發(fā)動(dòng)機(jī)。

為了適應(yīng)工人進(jìn)行作業(yè)的操作習(xí)慣和技能素質(zhì)，增強(qiáng)作業(yè)的可靠程度，一般情況下，原始發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力將作為備用措施保留，并將努力實(shí)現(xiàn)雙動(dòng)力作業(yè)運(yùn)行即電網(wǎng)動(dòng)力+發(fā)動(dòng)機(jī)。目前這種雙動(dòng)力修井機(jī)設(shè)備在油田更加受歡迎，但其成本很明顯對比發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力和網(wǎng)電修井機(jī)來說會(huì)更高。

（二）自動(dòng)化

在油田作業(yè)的領(lǐng)域一直有一句話廣為流傳“鉆井苦，作業(yè)累”，意思是油田作業(yè)這份工作環(huán)境艱苦，勞動(dòng)強(qiáng)度高，許多工人在做這份工作時(shí)會(huì)感到身心疲憊。在如今這個(gè)經(jīng)濟(jì)水平高，更加注重生活質(zhì)量的時(shí)代，許多年輕人不愿意從事這種作業(yè)環(huán)境艱苦，作業(yè)強(qiáng)度太高的工種，導(dǎo)致該行業(yè)一直內(nèi)缺少新鮮血液的融入。因此，目前更加重要的是改善作業(yè)工人的工作環(huán)境，盡量用機(jī)器自動(dòng)化代替人工操作，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，適當(dāng)減員，納入新員工，能夠更好的促進(jìn)修井作業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展，然而也是因此才出現(xiàn)了自動(dòng)化修井設(shè)備的配置。

（三）智能化

為修井機(jī)配置自動(dòng)化工具雖然能夠有效解決降低勞動(dòng)強(qiáng)度和減員的問題，但是不能保證各個(gè)自動(dòng)化工具之間以及與主機(jī)之間的協(xié)同作業(yè)能力以及設(shè)備的安全保護(hù)工作。自動(dòng)化工具能夠使操作更加簡便，節(jié)省人力，許多操作都可以引入操作室內(nèi)由少數(shù)人完成，但過度的減員就容易造成工作人員操作不認(rèn)真，增加誤差的后果。在修井機(jī)司鉆房的設(shè)計(jì)布置上盡可能的趨于人性化，既要保證設(shè)備在空間上智能防撞，使集成控制系統(tǒng)中的各個(gè)子系統(tǒng)既能夠獨(dú)立作業(yè)，也可以集成作業(yè)，同時(shí)也要便于作業(yè)人員操作。除此之外，還需要注意對操作室內(nèi)的動(dòng)作監(jiān)視、預(yù)警系統(tǒng)和故障診斷報(bào)警系統(tǒng)的維護(hù)，便于隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行處理。

（四）儲(chǔ)能

對小修作業(yè)來說，井場的小變壓器會(huì)嚴(yán)重影響修井機(jī)的作業(yè)效率。目前，即使井場變壓器直接用作修井機(jī)的電源，也難以滿足現(xiàn)場操作的需要。速度快，作業(yè)工人的技能素質(zhì)相對較低等特點(diǎn)，一般不會(huì)使用成本相對較高的高壓變低壓當(dāng)作修井機(jī)的電源。根據(jù)超級電容器快速充電和快速釋放的特點(diǎn)和高功率密度，絞車在不工作時(shí)對超級電容器充電，在運(yùn)行過程中由電場變壓器和超級電容器提供電源。雖然超級電容器儲(chǔ)能修井機(jī)可以滿足修井作業(yè)的需要，但也受井場變壓器的影響。如果在運(yùn)行期間對電能有很大的需求，則在每次重載完成后，超級電容器需要很長時(shí)間才能充滿電，以滿足下一次重載提升的需要。

四、結(jié)束語

我國石油修井機(jī)歷經(jīng)了全進(jìn)口，半進(jìn)口，半國產(chǎn)化和國產(chǎn)化幾個(gè)時(shí)期，引進(jìn)國外先進(jìn)修井機(jī)技術(shù)，結(jié)合自身實(shí)際情況進(jìn)行創(chuàng)新改造，在經(jīng)過大量的工程實(shí)踐之后積累了許多經(jīng)驗(yàn)，這為我國試油修井機(jī)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著世界多國家對節(jié)能減排、減少消耗和保護(hù)環(huán)境的提倡呼吁，許多企業(yè)放棄了傳統(tǒng)的動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)形式，而采用電驅(qū)動(dòng)，自動(dòng)化，智能化和儲(chǔ)能節(jié)能的方式，有效的促進(jìn)了石油修井作業(yè)的發(fā)展，而這也就成為了未來該行業(yè)發(fā)展的趨勢。

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