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。     

石油钻机自动化技术的问题及发现建议

钻机的自动化既可以降低人力成本和施工风险,又可以促进钻井作业效率的提高。现阶段对陆地钻机的要求是更加智能、更加安全和更加自动化,自动化钻机技术是现阶段最为重要的研究课题之一。我国在这一方面已经处于领先地位,其已经彻底取代以往的钻井设备,提高作业的质量与效率,并降低了各项作业成本,降低了海外作业的风险。成套钻机自动化控制系统是对钻机自动化的优化和升级,其可以有效促进钻机自动化的进一步发展。除此以外,海洋钻机也可以借鉴陆地钻机自动化技术能力,提高整个钻机行业的技术水准。     

中国海上固定平台模块钻机自动化技术现状及展望

通过提高海上钻井装置自动化配置水平,可有效提高钻井作业时效和作业安全性,对海上油气田开发具有重要意义。回顾了中国海上移动式钻机和固定式钻机发展历程,通过两种海上钻井装置的自动化技术应用情况对比,分析了海上固定平台模块钻机自动化技术发展现状,重点对模块钻机的集成操作控制系统、管具自动化处理系统和钻井液混配处理系统进行了研究。通过研究分析,指出了模块钻机在上述3个自动化应用领域存在较大差距,最后展望了中国海上固定平台模块钻机自动化技术的发展方向。     

8 000 m四单根立柱自动化钻机研制

目前,石油钻机多采用三单根立柱进行钻井作业,管柱处理多以手动操作为主。为了提高钻井效率、降低钻井成本、改善工人作业环境、提高钻井作业安全性,研制了8 000 m四单根立柱自动化钻机。从钻机总体方案、关键系统方案、关键技术及试验等方面对该钻机进行技术分析。通过试验证明,8 000 m四单根立柱自动化钻机适应能力强、自动化程度高、作业效率高、作业安全。该钻机为石油勘探开发提质增效提供了有力的装备保障,具有良好的推广价值。     

自动化钻井关键技术进展与发展趋势

为了促进自动化钻井技术的整体快速发展,国外各大公司及研究团体加大了相关技术的研究力度,并主动走向协同整合。SPE自动化钻井技术部、IADC的先进钻机技术委员会、世界领先的油服公司及石油公司共同发起成立了自动化钻井路线图计划,从系统架构、通信、传感器与测量系统、钻机设备、控制系统、建模与模拟、人机系统、标准及认证等8个方面阐述了最新进展及努力方向。钻井过程模拟仿真、智能优化决策与远程控制已成研究热点,准确全面的井下测量和地面与井下的双向高速可靠通信技术仍然存在技术瓶颈,各单项技术之间的接口标准化是走向集成应用的关键。国内在地面设备自动化、测量系统和远程作业支持系统方面都有研究,但与国际先进水平差距很大,尤其是在全套技术协同发展方面,急需进行顶层设计及项目群布局,同时还要加强行业交流。     

ZJ30/1800DB自动化钻机的研制

为了提高钻机自动化、智能化操作水平,提高操作安全性,改善作业环境,研制了ZJ30/1800DB自动化钻机。该钻机通过配置动力猫道、轨道式铁钻工、二层台自动井架工和液压吊卡等管柱自动化处理设备,并采用钻机集成控制系统和双司钻智能控制平台,实现钻杆、钻铤和套管等钻井管柱的输送、建立根以及管柱排放的自动化作业,形成了自动化、安全、低作业强度的钻具处理模式。试验结果表明:该钻机输送系统和建立根系统可完成最大φ340 mm的管柱处理要求,立根排放系统可完成最大φ203 mm钻铤及钻杆的排放要求。该钻机的研制成功可为国内自动化钻机的设计研发和现用钻机的自动化改造提供思路。     

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。     

在役钻机自动化改造技术方案与经济性分析评价

目前国内传统的钻井作业存在自动化水平低、工人劳动强度大、作业环境恶劣、作业安全性差等缺点。胜利石油工程公司经过多年的攻关研究和推广应用,已形成成熟的在役钻机自动化改造技术方案,研制出相应的自动化设备,并开展了现场应用与配套,应用结论证明经自动化技术改造后的钻机能充分满足现代钻井工艺需要。在该技术与装备的基础上,对经济性进行了探索性分析与评价。     

国外钻机及钻井平台发展的新动态

阐述了国外10种具有代表性的钻机及钻井平台的技术发展方向、特点及趋势,介绍了海底概念钻机的模块组成及推动其发展的4个关键因素。指出新型钻机的发展思路与方向是:(1)针对性强,开发目的明确;(2)自动化程度高,不仅可提高作业效率,而且可减轻工人劳动强度;(3)模块式结构,利于快速移动-复原及井间迁移;(4)敢于挑战极限作业区域;(5)强调并突出以人为本、环境保护的设计理念;(6)推出新概念钻机。     

海底钻机及其研究进展

为节省钻井成本及避免海洋环境和恶劣天气对钻井作业的干扰,提出了海底钻机的概念。阐述了海底钻机的原理,介绍了国外2种海底钻机的结构、运作程序以及钻机关键设备的功能,对比分析了海底钻机与常规浮式钻井装备预期的经济效益。最后针对海底钻机国产化提出建议:国内应加强对海底钻机材料及自动化程度的跟踪研究;在石油工程相关领域的技术研发和装备制造过程中可以借鉴海底钻机模块化设计技术、加工制造技术、水下安装技术、智能作业技术以及远程控制技术等;国内可以从用于深水海底自动取样、浅钻设备入手,开始关键设备的研发试验。     

关于我国石油钻机技术的现状及其研发思考

介绍了我国石油钻机的技术现状,在肯定我国石油钻机发展所取得成绩的同时,指出我国石油钻机整体技术与国外钻机技术的差距,提出要把石油钻机作为国家战略装备来对待,加快我国石油钻机新技术、新产品研发工作,以满足我国石油工业发展的需要。     

钻井液处理剂自动添加与混合技术

国外综合自控钻井液系统的应用实践证明了钻井液制备工艺自动化技术的应用可大幅改善HSE、提高钻井液配置及维护的效率、改善钻井液的质量。阐述了钻井液自动加料及混合技术的起源、发展、到现有成熟产品的工艺布局的变化。分析了国内外钻井液制备工艺自动化的技术现状及特点。结合我国目前油田现场的钻井液制备技术现状,提出了我国今后钻井液制备工艺自动化的发展建议,以期为我国钻井液制备工艺的自动化发展提供借鉴和帮助。     

我国钻机技术进步与“十一五”发展的思考

在总结我国石油钻机技术现状,肯定“十五”期间我国石油钻机发展所取得成绩的同时,分析了我国钻机技术与国外存在的差距。预测了我国钻机技术的发展趋势,提出了“十一五”期间的发展思考。指出我国钻机制造业发展必须依靠技术进步,在当前市场条件下,实现钻机制造业大国向强国的转变,必须寻求关键技术突破,加强钻机技术的集成,开发足够引导消费的新产品,以全面增强参与国际高端钻井装备市场的竞争能力。     

大庆130钻机改造方案的探讨

大庆型钻机长期以来是我国陆地钻机的主要机型,为我国石油勘探开发发挥了巨大的作用.随着服役年限的增长及钻机技术的不断发展,大庆型钻机日益暴露出一些问题,已无法满足现代钻井工艺对钻井设备的要求.现文对大庆130钻机改造方案进行了探讨,力求用较少的资金对大庆型钻机进行改造,以提高大庆型钻机的技术装备水平,适应现代钻井工艺的需要.     

我国石油钻机的发展与对策

比较详细地介绍了国外石油钻机技术的发展现状和趋势 ,并对我国石油钻机技术发展的现状作了分析 ,认为我国石油钻机技术与国外主要存在 8个方面的差距。其主要原因是国内市场需求不旺 ;基础件品种规格少 ,质量差 ;重主机轻配套、重硬件轻软件的倾向制约和抑制我国石油钻机的发展 ;资金短缺、独创技术少也是制约发展的重要影响因素。提出了建立相应的管理领导机构、加强基础件的研究制造、加大技术创新和技术改造资金的投入、建立研究 -生产联合体、加强总装厂建设和培养综合素质人才等 6条建议     

F320—3DH型钻机改ZJ70LC型钻机技术分析

F320型钻机在我国石油行业中发挥了积极的作用,随着钻井技术的不断提高和钻井生产需求,这些钻机已经远远不能满足需要,通过对F302型钻机的技术改造,说明了改造钻机的必要性和改造后钻机的优良性能,为今后F320型钻机的技术改进提供了经验。     

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。     

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。