2010年世界石油钻机技术发展水平预测

近年来，世界石油钻机有了很大发展，新出现了许多种石油钻机。笔者根据多年来对世界石油钻机技术发展的跟踪调查与分析研究，提出了２０１０年世界１２种新型石油钻机技术发展水平预测，阐述了１２种新型石油钻机的现状，也展望了２０１０年世界石油钻机技术发展远景。其１２种石油钻机是：自动化石油钻机、沙漠石油钻机、丛式井石油钻机、斜井石油钻机、海洋石油钻机、浅海和海滩石油钻井平台、微型石油钻机、特深井石油钻机、柔杆石油钻机、极地石油钻机、封闭式石油钻机、折叠式石油钻机等。     

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。     

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。     

智能石油钻机技术现状及发展方向

智能石油钻机可脱离人的干预,自动完成整个钻井过程,并能与钻井、地质和测井等专业进行大数据融合,从而有效提高钻井效率及作业安全性。通过对比分析国内外先进智能石油钻机的发展现状及主要技术参数,发现不管是国内还是国外的智能石油钻机,都只是在钻井领域的某个或多个环节上实现了自动化,完整的智能钻井闭环链尚未形成。总结了智能石油钻机应具备的技术特点,提出了适合国内现状的智能石油钻机发展方向:应首先研究出具有中国技术特色的"半自动智能钻机",使钻机各单体设备达到行业先进水平,然后进行钻机应用软件开发,提高钻机的"智商"水平,让自动化智能钻机具备逻辑分析能力,在面对各种复杂工况时具有适应性和自动调整能力,以实现石油钻机的真正智能化。     

浅论我国石油钻机技术现状和发展策略

在分析我国在用石油钻机技术状况、国内外钻机技术发展现状基础上 ,找出我国石油钻机技术存在的不足及差距。 2 0 0 2年宝鸡石油机械厂与新疆石油管理局联合研制开发的国内最先进的 70 0 0mZJ70DB变频电驱动钻机及其主要技术特点 ,代表了我国石油钻机发展的最高水平。结合我国石油钻井市场需求 ,提出我国石油钻机发展方向和发展策略。     

陆地石油钻井装备技术现状及发展方向探讨

为了促进我国陆地石油钻井装备的持续发展和技术进步,对国内外钻井装备的典型产品和先进技术进行了分析与论述,包括国外的全液压自动化钻机、连续运动钻机、高效自动化钻机、未来智能钻机,以及我国近年来研制的深井超深井四单根立柱钻机、系列管柱自动化石油钻机、超长单根和双单根立柱自动化钻机、稳压力大排量钻井泵、大吨位直立移运钻机、丛...     

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。     

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。     

石油钻机技术发展趋势

概述了国内外石油钻机朝着机械化，自动化，智能化，快速，高效，节能，高性能，高寿命，高安全性，大型化，大功率，高压，大排量，适应深海，浅海，海滩和沙漠等地区需要的方向发展的趋势。介绍了我国研制，改造丛式井钻机，沙漠钻机，斜井钻机和海洋钻井装置所取得的进步。还从提高石油钻机易损件寿命，机械化自动化水平和制造质量，采用现代设计方法以及完善钻机标准等8个方面，提出了发展我国石油钻机的建议。     

石油钻机自动化、智能化技术研究和发展建议

为了提高钻井速度,缩短钻井周期,开展了石油钻机自动化和智能化技术研究,形成了一整套管柱自动处理系统技术,实现了管柱输送、建立根、立根排放和井口作业的自动化和智能化。同时进行了钻机集成控制系统的研究,采用现代先进技术,将石油钻机变频系统、仪表系统、顶驱系统、视频监控系统和管柱处理系统等组成集成控制系统。应用"一键多能,多键协作"的理念实现钻机所有关键设备的集中控制与监视,完成了双司钻集成控制平台开发。克服了常规钻机配套的各子系统相互独立、配置重复的缺点,搭建了石油钻机自动化和智能化控制平台。最后对石油钻机未来的发展方向提出了几点建议。     

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。     

低温钻机保温加热系统设计

高纬度地区蕴藏着丰富的油气资源,但该地区气温极低,普通钻机难以适应,需开发-45℃甚至更低环境温度下作业的钻机。依托国外某低温钻机项目,提出钻机在低温地区作业的综合解决方案,并研制出4 000m低温钻机。现场应用表明,该钻机很好地满足了当地低温环境下的使用要求。     

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。     

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。     

定向井钻柱提升载荷系数的探讨

文章对定向斜井井深曲线不同井段内钻柱的提升力，计算方法进行了分析，从钻机设计和选用角度综合考虑，对钻柱自重为基数的提升载荷系数及其对钻柱提升力的影响进行了探讨，得出了简化计算公式,其结论对钻机设计和选用具有一定的实用价值。     

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。     

三人轻便钻机的改进及应用

三人轻便钻机因其重量轻、灵活方便，适合在软泥层、沙土层打井，且效率较高；尤其是在沟垅、田头等特殊地形打井时，独具优势。对三人钻机的压水泵、转盘、钻杆部件进行改进后，三人钻机在围网养殖区以及其它陆上钻井时，都取得了良好的效果。     

连续管钻井技术与装备

国外技术发展和应用实践表明,连续管钻井技术将成为利用钻井工程技术提高油气采收率的重要手段。研究总结了连续管钻井技术的系统构成和技术特点,认为此项技术的最佳应用点是应用欠平衡工艺实施老井加深和过油管侧钻。分析归纳了连续管钻机的典型结构型式,认为连续管钻机的种类繁多,个性化特征鲜明,完全采用连续管钻井技术钻新井,钻深会受到很大限制。研究分析了连续管钻井工艺过程,提出了实施连续管钻井工程项目的基本程序,认为采用连续管钻井技术和欠平衡工艺进行老井重入加深、老井重入钻水平井和过油管侧钻将在油田增产、难动用储量开采、利用现有井筒低成本开采深部储层、提高最终采收率等方面发挥积极作用。