工厂化作业钻机技术现状及应用

工厂化作业钻机作为工厂化钻井的关键装备,对工厂化钻井的实施效果影响显著。在分析工厂化钻井模式对作业钻机特殊技术要求的基础上,对国内外工厂化作业钻机井间快速平移、驱动类型和自动化设备配套3方面的技术现状进行了介绍。结合国内外技术差距和国内现场应用情况及存在问题,提出了国内工厂化作业钻机今后的发展建议:加快开发结构尺寸小、模块化和自动化程度均较高的成套定制工厂化作业钻机,并抓紧制定相关的技术规范,以满足今后我国非常规油气资源工厂化开发作业的需求。     

我国石油钻机控制技术现状与后续发展思考

从电力拖动技术、逻辑程序控制技术、管柱自动化技术、网电及直驱传动技术和司钻远程集中操作技术等方面阐述了目前国内石油钻机控制系统在自动化、智能化和信息化方面的技术现状。对照国外钻机新技术发展对控制系统的新功能要求,提出了国内钻机存在的融合集成化水平不高、"软扭矩"等核心技术掌握不深入、信息化程度有待提升以及管柱自动化装备原始创新不足等问题。最后,结合未来钻井作业对石油钻机高效和智能等趋势要求,提出了加快管柱自动化装备创新研究、开展钻井专家优化系统研究及建立大数据故障诊断系统等后续发展建议。     

深井超深井钻井装备技术现状与发展趋势探讨

为助力我国深层超深层油气资源高效勘探开发,文章分析了深井超深井对钻井装备提出的挑战,论述了美国Nabors、斯伦贝谢和NOV等公司的自动化钻机、管柱自动化装备、储能节能与能源管理系统、司钻集成控制系统、智能决策与支持平台等7类产品的功能、特性;并对国内管柱自动化钻机、一键式人机交互7 000 m自动化钻机、12 000 m特深井自动化钻机、管柱自动化装备、储能节能与能源管理系统、司钻集成控制系统、钻井辅助决策与支持系统等产品发展和应用现状进行了阐述。通过技术对标分析得出：我国石油钻井装备取得了长足的进步,但从工程需求和应用上看还存在许多不足,与国外先进技术相比还有不小差距。建议国内各装备制造厂家顺应国家“碳达峰、碳中和”目标和数字化转型、智能化发展趋势,从参数强化、钻机全面自动化、装备运维数智化、司钻操控值守化和钻井作业绿色化等方面开展关键技术攻关。     

国内外石油钻机现状及我国钻机发展探讨

在介绍国内外石油钻机发展现状及趋势,并分析我国钻机与国外的主要差距及原因的基础上,提出了发展我国石油钻机的建议:(1)在相关技术方面,按3个层次发展钻井技术,即成熟技术产业化、在研技术集成化和高新创新技术自主化。(2)在设备方面,遵循深井钻机自动化,中深井钻机模块化,浅井钻机车装化原则,即大型钻机在重点提高自动化、智能化的基础上兼顾其移运性,中小型钻机在考虑其移运性和降低移运成本的同时考虑智能化。(3)在其他方面,面向国际市场建立石油钻机协调机制;建立科研-生产-应用相结合的钻井装备研发体系;充分利用国内市场资源,以市场换技术促进装备水平和制造水平尽快提高;筹措资金用于创新项目及技术改造;重视基础部件及与主机相配套辅机的开发,提高钻机成套生产能力;培养高素质石油钻机专门人才。     

9000 m智能钻机关键技术

国内9 000 m钻机研制发展迅速,在钻深能力和变频驱动方面已经达到国际水平,但智能自动化关键技术的整合应用仍然落后。鉴于此,通过回顾国内超深井钻机发展历程以及国外装备自动化发展趋势,指出了国内高端钻井装备与国外存在的差距,主要介绍了9 000 m智能钻机研制关键技术。9 000 m智能钻机融合快速移运技术和人性化设计理念,首次将拖挂技术应用于9 000 m钻机,可实现不同运输条件下的多状态快速移运;将人性化理念贯穿于钻机设计环节,最大程度为作业人员提供安全、健康、环保、舒适的作业环境。9 000 m智能钻机的研制成功在一定程度上促进了高端钻井装备的国产化进程。     

液压技术在钻机上的应用现状及发展建议

液压技术在石油钻机上有很多应用 ,对钻井装备的技术进步起到了重要作用。介绍了液压技术在国外钻机上和在国产钻机上的应用情况。为进一步开发、应用液压技术 ,将先进的液压技术应用于钻井装备制造行业 ,提高我国钻井装备技术水平和市场竞争力 ,对研制、开发钻机液压部件 ,加大液压技术在国产钻机上的应用 ,提升国产钻机的性能 ,提出了建议     

石油钻井平台装备电动化进程及趋势

针对国内外电驱动管柱自动化作业装备开展技术研究,分析了美国Canrig公司钻台机器人、排管机器人、电动铁钻工、输管机器人,美国NOV公司钻台机器人及其相关自动化作业系统,法国道达尔公司巡检机器人7类产品的功能、特性等;论述了国内电动扶管手、二层台机械手、指梁、巡检机器人等技术和应用现状。通过技术对标分析得出：国内外石油钻机装备均向智能、高效、绿色化发展,钻井作业由传统人力操作逐步向自动化、智能化转变;国外装备在小体积大功率驱动、防尘防水、防爆防盐雾、多轴协同等关键技术突破方面优于国内,而其在产品多样性以及应用推广方面与国内差距明显。建议国内基于电传动系统的特点,突破传统理念,研发新型高效装备;以及在装备自主决策、故障诊断等方面加大技术攻关力度。研究结果可为我国石油钻井装备技术发展提供参考。     

现代先进技术在石油钻机中的应用及展望

为了推动我国钻机技术的不断进步和钻机配套技术的快速发展,在阐述电力拖动技术、自动化控制技术、传感检测技术、机器人技术、网络信息化技术和计算机集成控制技术在国内外钻机上的应用现状后,指出未来钻机的新技术研究主要围绕智能钻井、集散控制、远程司钻和在线故障检测及诊断展开;环境恶劣、工作载荷大、危险系数高等是钻井作业的特点,随着各种新技术在钻机中的应用,钻机将朝着自动化、智能化和信息化的方向发展。石油钻井装备制造企业应加大科研投入,联合钻井作业单位加快新技术在钻机中的应用。     

深水钻井装备应大力研发

具有雄厚钻机研发实力的石油机械制造企业，应瞄准深水钻井装备研发目标求发展，摆脱陆上钻井装备竞争的束缚。国内现有的海上钻井，多集中在浅水区作业，不仅装备的技术含量不高，且近海浅水区的勘探开发潜力有限，对国内能源的支撑作用不够大，南中国海油气资源的勘探开发才是主要的。然而至今国内所钻的深水井很少，其重要原因也与深水钻井装备的研发滞后有关，必须要引起制造业的重视。南中国海天然气水合物冷冻气藏的钻探和开采，也与相应的钻采装备研发有关。国内制造业要持续大发展，必须要把目光瞄准海上和深水钻采目标，由此拓宽自主创新领域。     

深水钻井用旋转分隔器及其设计计算

为解决在海洋超深水钻井过程中遇到的一系列问题,石油工业提出了海底钻井液举升钻井(SMD)技术。SMD技术是用于深水和超深水钻井的新技术,采用该技术需要设计研发新的钻井设备。鉴于此,着重阐述了SMD系统关键设备之一的海底分隔器(SRD)的工作原理,对其结构进行了分析并建立了三维模型,给出了关键部件的强度校核公式。海底分隔器的设计计算为海底旋转分隔器的样机制造提供了理论基础。     

动力猫道技术国内外现状和发展趋势

随着机械化自动化技术在石油钻机行业的应用,我国石油钻机制造技术得到了较快的发展,但对钻机外围配套设备的自动化问题研究和投入明显不足。目前我国钻机的钻具排放和上、下钻台的操作还停留在20世纪60~70年代的水平,这与钻机整体技术的发展水平不相适应。介绍了国内外各种动力猫道技术水平和未来的发展趋势,并对我国进行相关研究提出了建议。     

海洋液压模块钻机关键技术及应用前景分析

海洋液压模块钻机在国外已经有应用,其液压技术和自动化技术的显著优势,使其成为未来海洋钻机发展的新趋势,而国内还未见有研发和应用的先例。为使海洋液压模块钻机更好地在国内推广,从国产化生产制造角度,总结了当前国内海洋液压模块钻机研发的关键技术和关键设备。从现场应用角度,分析了海洋液压模块钻机的应用优势和劣势,推广应用的意义及需克服的障碍,并分析了应用前景,给出了发展应用的建议。分析得出,海洋液压模块钻机的国产化,在国内已具备技术攻关和市场环境等推广条件,应予以积极研发。     

关于提高国产钻机国际竞争力的思考

近年来,随着油气资源勘探开发的加快、石油行业走出去战略的实施,我国石油钻井装备制造业的发展迎来了高速发展期。在技术上得到了迅速提高,有力地支持了钻井技术服务的发展。在简述了我国石油钻机发展经历的基础上,重点分析了我国石油钻机的技术现状,并从多方面指出了国产石油钻机与国外石油钻机的水平差距。为了提高国产钻机的国际竞争力,提出了一些有益于促进我国石油钻机技术进步的建议。     

自动化钻机向智能化发展的关键技术分析

总结了我国石油钻机在自动化方面的技术现状,包括自动化钻机总体技术、自动排管技术、司钻集中控制技术以及钻机远程信息化监测技术等。分析了自动化钻机技术发展过程中面临的技术瓶颈,包括系统作业效率问题、自动化工具稳定性及作业成功率问题、检测环节瓶颈问题、数据零散并缺少系统分析整理问题等。对自动化钻机向智能化方向发展所涉及的关键技术进行了阐述,并提出开展全新流程方式的钻机总体技术开发及电动化钻井机器人装备开发等发展建议。     

钻机远程在线监测及故障诊断系统研究

为了实现对野外钻机的有效监测,提前预防设备故障的发生,开发了钻机远程在线监测及故障诊断系统。介绍了系统的工作原理及总体构架,给出了各个子系统的硬件配置和功用说明,描述了系统实现的主要功能,如振动、温度等数据采集与存储、仪表和电控状态监测、数据的远程在线传输、振动信号分析和智能故障诊断。该系统以钻井现场为采集平台,将计算机技术、传感器技术、信息融合技术、远程通信技术、数据库技术与设备诊断技术相结合,实现钻机主设备的全运行周期的监测与管理。该系统监测模块灵活方便、通信模块安全可靠、诊断模块功能强大,可满足分散钻机远程在线监测及故障诊断的需求。     

具有主动加压钻进功能钻机的技术发展

主动加压钻机能够为钻具提供足够的下压力,使钻机钻进速度更快。除此之外,主动加压钻机还能够有效地增强水平井水平段的钻进能力,增强钻机钻水平井和斜井的能力。介绍了分离式、液压缸间接传动型、液压缸直接传动型及齿轮齿条传动型主动加压钻机的结构原理及性能特点。在介绍国内外主动加压钻机发展现状的基础上,指出了主动加压钻机的关键技术和发展方向,即一体式结构是主动加压钻机未来的发展方向。     

海洋可搬迁模块钻机可行性研究

:随着海洋边际油田的开发及钻修井工艺技术的不断进步和勘探开发难度的日益增大,对平台模块钻机设备的经济性、轻型化和可靠性、可搬迁性及安全性要求更加严格.研究了将数控交流变频技术应用到海洋钻机上,则会使整个钻机质量减轻、平台占用空间减小、操作简单,提高效率,降低成本,更能满足海洋边际油田的开发及钻修井工艺技术的要求.     

我国修井机技术发展的过去和未来

从技术角度回顾了修井机从引进、消化、自行研制,直到目前修井机已形成系列产品,并具有一定的生产规模,其主导产品已向国外出口的历程;回顾了发展修井作业机在基础领域内及产品设计领域中所做的工作;对存在的问题进行了分析,提出了改进意见。随着液压元件可靠性程度的提高,认为应坚持开展液压修井机的研制;抓紧时间开展AC变频修井机新产品的开发,赶超国际石油钻采设备发展水平。     

石油钻机自动化技术的问题及发展建议

分析了我国石油钻机在绞车与盘刹耦合控制、旋转系统软转矩控制、司钻房人性化设计等方面存在的问题。通过与国外先进钻机的相关性能特点进行对比,找出了我国石油钻机自动化技术与国外钻机的主要差距,对国内钻井装备在管柱自动输送及排放、集成控制等方面亟待升级的技术进行了阐述,并对研究的具体工作提出了几点建议。     

连续油管钻机现状和发展趋势

在总结连续油管钻井发展历程的基础上,对常规连续油管钻机、复合连续油管钻机和连续油管旋转钻机的结构形式和工作原理进行了介绍,并对连续油管钻机的发展趋势进行了分析。分析认为,连续油管钻井技术能实现安全、高效、低成本开发油气藏的目的,具备易于实现自动化和智能化等优点,体现了国际石油钻井技术发展的总趋势。预测连续油管钻机将成为21世纪的主要钻井装备。