中東沙漠快移鉆機地區(qū)差異性分析

楊 斌,李 敏,曹曉東

(1.四川宏華石油設(shè)備有限公司 產(chǎn)品研究所，四川 廣漢 618300；2.成都紡織高等專科學(xué)校 機械工程學(xué)院，四川 成都 611731)

0 引言

中東是世界上石油儲量最為豐富、石油產(chǎn)量和輸出量最多的地區(qū)，中東石油的探明儲量約占世界石油總探明儲量的一半以上，石油產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的1/4，中東各國所產(chǎn)石油的90%供出口，出口量占世界石油出口量的3/5。中東的石油資源主要分布在波斯灣及其沿岸地區(qū)，沙特阿拉伯、科威特和伊拉克是世界重要的產(chǎn)油國。

對于在中東地區(qū)作業(yè)的鉆機而言也有其特殊性，包括鉆井環(huán)境的特殊性、配置要求的特殊性、設(shè)計的特殊性以及管理維護的特殊性[1，2]。對于石油鉆機研發(fā)和制造商而言，必須首先熟悉客戶的需求，再最大化滿足客戶的需求，做到有的放矢。本文首先對中東地區(qū)石油鉆機的發(fā)展方向進行了簡要介紹，然后針對中東各地區(qū)客戶對石油鉆機的運輸條件和個性化要求進行分析，總結(jié)出各地區(qū)石油鉆機設(shè)計和配置要點，期望石油鉆機生產(chǎn)企業(yè)以客戶需求為導(dǎo)向，從而提高產(chǎn)品的市場競爭力。

1 中東沙漠快移鉆機發(fā)展的主要特點

中東的高原地區(qū)和平原地區(qū)界限分明，其中平原地區(qū)大部分都是空曠沙漠戈壁環(huán)境。特殊的環(huán)境造就了特殊的鉆機需求，該地區(qū)作業(yè)的沙漠快速移運鉆機主要特點如下：

(1) 惡劣環(huán)境下的高適應(yīng)性。中東地區(qū)為沙漠戈壁環(huán)境，鉆機要求抗風沙、抗高溫，適應(yīng)性要強。

(2) 高移運性。對于距離為10 km的新井場，常規(guī)鉆機搬家模塊需要55車次左右，搬家時間約15 d，而快速移運鉆機要求搬家模塊少，并且3 d內(nèi)能完成井場搬家。

(3) 配套自動化程度高。中東石油公司原普遍采用歐美鉆機，對鉆機配套要求高，需求為交流變頻電動鉆機，并需逐步配備自動化設(shè)備，例如頂驅(qū)、鐵鉆工以及其他自動化機具，并需要結(jié)合和配套先進的一體化控制技術(shù)。

(4) 鉆機HSE及安全要求高。作業(yè)區(qū)塊石油公司對HSE要求嚴格，對鉆機配套設(shè)備的安全性也要求高，例如鉆機要能節(jié)能環(huán)保、降噪以及具備防墜等措施。

2 中東地區(qū)沙漠快移鉆機地區(qū)差異性分析

2.1 科威特地區(qū)

科威特地區(qū)需求主要以550HP和750HP修井機以及1500HP和2000HP快速移運鉆機為主，也有少量1000HP鉆機和3000HP鉆機的需求。

運輸條件如下：①鉆機除固控罐和油水罐外，其他部件需滿足全整拖要求，包括主機整體拖掛、井架整體拖掛、泥漿泵整體拖掛、動力系統(tǒng)整體拖掛；②主機整體拖掛時，從地面到井架最上端總體高度控制在158 ft(48.15 m)以內(nèi)，以滿足過高壓線的要求(如圖1所示)，所以對于深井鉆機井架需設(shè)計為頂部可折疊式；③由于科威特地區(qū)鉆井作業(yè)主要在戈壁地區(qū)，拖掛輪胎通常采用斜交輪胎；④整體拖掛寬度無強制限制，但鞍座載荷不得大于50 t。

圖1 科威特地區(qū)主機整體拖運

個性化需求如下：①井架通常要求為主絞車起升，底座為液壓小絞車起升，底座除了滿足整拖的要求外，還需滿足叢式井作業(yè)的要求；②除配套頂驅(qū)和鐵鉆工外，無其他自動化機具配置要求，其中頂驅(qū)導(dǎo)軌能隨井架起升下放；③固控凈化設(shè)備為進口件，砂泵采用國產(chǎn)，罐體罐面采用模塑格柵，罐體為單層方形結(jié)構(gòu)；④電控系統(tǒng)采用國產(chǎn)化集成系統(tǒng)，司鉆控制室要求為局部或整體正壓防爆，單司鉆結(jié)構(gòu)；⑤HSE滿足常規(guī)國際化通用技術(shù)要求，目前新鉆機也提出了滿足二次防墜的特殊要求[3]；⑥配套冷卻水罐，用于絞車油箱和液壓站油箱內(nèi)液壓油冷卻。

2.2 阿聯(lián)酋地區(qū)

阿聯(lián)酋地區(qū)需求主要以1500HP和2000HP快速移運鉆機以及撬裝式3000HP鉆機為主。

運輸條件如下：①部件需滿足全整拖要求，包括主機整體拖掛、井架整體拖掛、泥漿泵整體拖掛、動力系統(tǒng)整體拖掛；②鉆井作業(yè)主要在沙漠地區(qū)，拖掛輪胎需采用浮力式結(jié)構(gòu)，并配剎車系統(tǒng)；③道路無特殊限制要求。

個性化需求如下：①井架和底座通常要求采用主絞車起升；②除配套頂驅(qū)、鐵鉆工、Offline離線接單根設(shè)備和動力貓道外，無其他自動化機具配置要求；③固控凈化設(shè)備及砂泵為進口件，罐體罐面采用模塑格柵，罐體為單層方形結(jié)構(gòu)；④電控系統(tǒng)采用國產(chǎn)化集成系統(tǒng)，司鉆控制室要求為局部正壓防爆；⑤HSE滿足常規(guī)國際化通用技術(shù)要求；⑥配套冷卻水罐，用于絞車油箱和液壓站油箱內(nèi)液壓油冷卻。

2.3 阿曼地區(qū)

阿曼地區(qū)需求主要以1000HP和2000HP快速移運自動化鉆機為主，逐步也有少量3000HP鉆機的需求。

運輸條件如下：①部件需滿足全整拖要求，包括主機整體拖掛、井架整體拖掛、泥漿泵整體拖掛、動力系統(tǒng)整體拖掛、固控罐拖掛以及油水罐拖掛；②道路有特殊限制要求，即主機整體拖掛滿足拖掛輪胎外緣間距≤7.5 m(最大可以放寬到7.9 m)，整拖模塊4 m以下高度位置運輸寬度≤10 m，其他拖掛要求模塊高度≤11 m；③各拖掛輪胎首選浮力式結(jié)構(gòu)，并配剎車系統(tǒng)；④整拖拖車鞍座載荷在20 t～45 t之間。

個性化需求如下：①井架和底座首選油缸起升式結(jié)構(gòu)；②配套全套自動化機具，包括頂驅(qū)、鐵鉆工、二層臺排管機、鉆臺機械手、單根或雙根動力貓道、地面接單根裝置和液壓吊卡等，對于1000HP雙立根鉆機要求起下鉆速度為600 m/h，對于2000HP三立根鉆機要求起下鉆速度為900 m/h；③固控凈化設(shè)備和砂泵為進口件，罐體罐面采用模塑格柵，罐體為單層結(jié)構(gòu)，形狀趨向于圓弧底；④電控系統(tǒng)采用國產(chǎn)化集成系統(tǒng)，司鉆控制室要求為整體正壓防爆；⑤HSE滿足常規(guī)國際化通用技術(shù)以及DROPS要求；⑥配套冷卻水罐，用于絞車油箱和液壓站油箱內(nèi)液壓油冷卻；⑦發(fā)電房要求為靜音房設(shè)計，噪聲等級為1 m測距之外不得大于85 dB。

2.4 沙特地區(qū)

沙特地區(qū)需求主要以2000HP快速移運鉆機為主，最近也有1000HP修井機的需求。

運輸條件如下：①除配套主機整體拖掛和井架整體拖掛外，鉆機其他部件采用常規(guī)撬裝式結(jié)構(gòu)；②模塊整拖時需選擇搬家路線，要求井架整體拖掛高度≤11 m；③滿足空曠沙漠戈壁地區(qū)運輸，拖掛采用斜交輪胎，也無強制限重要求。

個性化需求如下：①井架和底座首選油缸起升式；②除配套頂驅(qū)和鐵鉆工外，無其他自動化機具配置要求，其中頂驅(qū)導(dǎo)軌能滿足隨井架起升下放的要求；③固控凈化設(shè)備和砂泵為進口件，罐體罐面采用模塑格柵，罐體首先為雙層方形結(jié)構(gòu)；④電控系統(tǒng)采用國產(chǎn)化集成系統(tǒng)，司鉆控制室要求為整體正壓防爆；⑤HSE滿足常規(guī)國際化通用技術(shù)以及DROPS要求；⑥絞車油箱和液壓站油箱內(nèi)液壓油采用強制風冷的冷卻方式。

2.5 其他地區(qū)

其他地區(qū)包括伊拉克、也門等地區(qū)，鉆機以750HP/1000HP車載鉆機和2000HP撬裝鉆機為主，沒有苛刻的運輸條件限制，通常配套全套國產(chǎn)化設(shè)備，以滿足用戶對鉆機經(jīng)濟性的要求。

3 結(jié)論

本文分析了中東地區(qū)沙漠快移鉆機發(fā)展的主要特點，總結(jié)了科威特、阿聯(lián)酋、阿曼、沙特以及其他中東地區(qū)作業(yè)鉆機的運輸條件和個性化需求，旨在使鉆機生產(chǎn)企業(yè)可以針對不同地區(qū)采取相應(yīng)的鉆機開發(fā)策略；另外，再結(jié)合自身的優(yōu)勢，在不斷對已有鉆機產(chǎn)品進行標準化和系列化的同時，最大程度地滿足客戶的需求，為企業(yè)帶來更多的利潤增長點。