淺談井下動力鉆具發(fā)展及推廣應(yīng)用中存在的的問題及對策

【摘要】 近十年來，我國油氣鉆井新技術(shù)的應(yīng)用獲得重要進(jìn)展， 井下動力鉆具， 如螺桿鉆具和渦輪鉆具也獲得迅速發(fā)展。在推廣應(yīng)用這些鉆井新技術(shù)新裝備時，我們發(fā)現(xiàn)其中也存在著相當(dāng)多的問題， 對新技術(shù)和新裝備在由科技成果向生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化過程中投入資金不足和缺少現(xiàn)代化管理都成為了制約井下動力鉆具發(fā)展的瓶頸。為解決這個問題， 建議企業(yè)首先要建立成果轉(zhuǎn)化風(fēng)險機(jī)制， 設(shè)立成果轉(zhuǎn)化風(fēng)險基金， 其次要設(shè)立應(yīng)用新技術(shù)或新裝備的獎勵基金。

【關(guān)鍵詞】 井下動力鉆具 發(fā)展 應(yīng)用 問題 管理 措施

建國以來， 我國石油工業(yè)的發(fā)展取得了舉世矚目的巨大成就。我國石油鉆井年動用鉆機(jī)由建國初期的8 臺上升到現(xiàn)在的700 多臺（最多時超過1000 臺） ， 年鉆井進(jìn)尺由建國初期的不足1 萬m 上升到現(xiàn)在的1700 萬m ， 年鉆井?dāng)?shù)由建國初期的幾十口上升到現(xiàn)在的一萬多口。1998 年陸上鉆井平均隊年進(jìn)尺達(dá)24335m，平均機(jī)械鉆速達(dá)10124mh。

1.井下動力鉆具的新發(fā)展

目前， 國內(nèi)外開發(fā)和利用的井下動力鉆具主要有三種， 一是容積式螺桿鉆具， 二是葉片式渦輪鉆具， 三是電動鉆具。由于結(jié)構(gòu)的改進(jìn)， 新材料和新技術(shù)的應(yīng)用， 這三種井下鉆具都有各自的優(yōu)點， 在不同時期都得到交替上升的迅速發(fā)展。

1.1螺桿鉆具

我國螺桿鉆具依靠引進(jìn)技術(shù)得到了較快的發(fā)展， 品種規(guī)格齊全， 除基本上能滿足我國的定向、側(cè)鉆鉆井工藝需要外， 還有少量出口。螺桿鉆具的優(yōu)點是： 具有低速大扭矩的硬特性； 過載能力強(qiáng)，操作方便； 結(jié)構(gòu)簡單， 鉆具較短， 維修方便。缺點是： 需定排量工作， 有橫向振動； 對油基鉆井液敏感， 不適應(yīng)在高密度鉆井液中工作； 橡膠定子耐高溫性差， 不宜于深井作業(yè)。

1.2渦輪鉆具

渦輪鉆具的優(yōu)點是： 具有高速大扭矩的軟特性， 無橫向振動， 機(jī)械鉆速高； 全金屬的渦輪鉆具耐高溫， 適宜于深井和高溫環(huán)境下作業(yè)； 對油基鉆井液不敏感， 能適應(yīng)在高密度的鉆井液中工作。缺點是： 鉆具較長， 鉆頭的適用范圍小（ 減速渦輪鉆具除外） ； 安裝調(diào)整軸向間隙較繁瑣。就渦輪鉆井工作量而言， 俄羅斯仍占主導(dǎo)地位。隨著PDC 和熱穩(wěn)定型金剛石鉆頭的發(fā)展， 西方國家近十年來渦輪井技術(shù)得到了蓬勃發(fā)展。

2.井下動力鉆具在推廣應(yīng)用中存在的問題

如前所述， 造成目前我國油氣鉆井成本偏高、建井周期長、鉆井科研后勁不足的主要原因， 一是我國油氣鉆井在新技術(shù)與裝備的應(yīng)用和投入上力度不夠； 二是缺少現(xiàn)代化的經(jīng)濟(jì)管理， 因而造成鉆井新技術(shù)在推廣應(yīng)用中存在瓶頸現(xiàn)象。當(dāng)然， 這一狀況與科技成果在向生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化過程中始終存在著瓶頸現(xiàn)象有關(guān)， 這種現(xiàn)象是由于轉(zhuǎn)化所需的大量資金投入及其巨大風(fēng)險造成的。多年來我國高校和科研院所的科研成果可以說碩果累累， 但轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力者寥寥可數(shù)， 導(dǎo)致這種瓶頸現(xiàn)象。

2.1管理模式不合理，經(jīng)營觀念模糊

石油企業(yè)雖已經(jīng)過資產(chǎn)大重組， 但仍缺少現(xiàn)代化的管理石油企業(yè)管理的模式尚未完全擺脫政企不分的局面， 企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動仍受到多重目標(biāo)與利益索取的干擾， 還存在既缺少決策自主權(quán)， 又對經(jīng)營業(yè)績不負(fù)責(zé)任的現(xiàn)象。

2.2設(shè)備的配套水平不足， 技術(shù)性能不達(dá)標(biāo)

我國目前擁有石油鉆機(jī)900 余臺， 但設(shè)備嚴(yán)重老化， 平均新度系數(shù)僅為014， 須加快更新速度。此外， 鉆井裝備的適應(yīng)性差， 電驅(qū)動鉆機(jī)的比例過小，鉆井設(shè)備的基本參數(shù)已落后于生產(chǎn)的需要， 其中最突出的是鉆井泵及管匯系統(tǒng)。我國鉆井泵泵送系統(tǒng)落后國外至少一個數(shù)量級， 這就使很多高效、快速鉆井新技術(shù)無法實施， 盡管筆者多次提出， 但未引起鉆井界的關(guān)注。例如， 我國目前1177kW 的三缸泵， 名義上在28～ 30L/s 排量下持久工作泵壓可達(dá)21MPa， 但這一指標(biāo)僅極少數(shù)井隊能達(dá)到， 大部分持久泵壓都在14～ 16MPa 下工作， 不過， 報表上都在19MPa 左右。國外最近介紹一種T160 鉆機(jī) ， 它配置了1618kW 的N14 ） P ） 220 三缸泵， 泵壓為5117MPa， 高壓管匯和水龍帶能承受50MPa 的壓力，加上一套完備的固控中心， 有利于井下動力鉆具和其它鉆井新技術(shù)和新工藝的開發(fā)與實施， 有利于提高機(jī)械鉆速， 縮短建井周期， 降低鉆井成本。

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（作者單位：長江大學(xué)機(jī)械學(xué)院）