關(guān)于石油鉆井工具的檢測(cè)及應(yīng)用的若干思考

李健軍 馮偉 仲美玲

摘要：在石油生產(chǎn)過程中，鉆井工程極具重要位置，其生產(chǎn)質(zhì)量的高低對(duì)油井的開采起到了決定性作用。當(dāng)前，隨著先進(jìn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，大量的鉆井設(shè)備與鉆井工藝應(yīng)運(yùn)而生。筆者根據(jù)自身工作經(jīng)驗(yàn)，以對(duì)石油鉆井工具的檢測(cè)為切入點(diǎn)，對(duì)石油鉆井自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行了一番分析。

關(guān)鍵詞：石油鉆井；工具；檢測(cè)；應(yīng)用

當(dāng)前，石油鉆井工程已經(jīng)朝著自動(dòng)化生產(chǎn)方向發(fā)展，多樣化的先進(jìn)鉆井設(shè)備及其工藝得到了普遍應(yīng)用。對(duì)于石油開采企業(yè)而言，除了要構(gòu)建一套嚴(yán)格的生產(chǎn)管理制度外，還必須加強(qiáng)檢測(cè)實(shí)際所用設(shè)備。

1.石油鉆井工具的檢測(cè)

石油鉆井工具主要涵蓋了井口工具和井下鉆具兩種類型，其中，井口工具屬于起下和上卸鉆具的工具，比如卡瓦、吊鉗等，卡瓦用于卡住鉆柱并懸掛在轉(zhuǎn)盤上，吊鉗用于上、卸各類下井鉆具絲扣。井下鉆具 包括鉆頭、井下動(dòng)力鉆具以及穩(wěn)定器、減震器等工具。破碎巖石工具是鉆頭鉆井時(shí)的主要方式，主要有牙輪鉆頭、金剛石鉆頭和刮刀鉆頭三種類型，其中，牙輪鉆頭由鉆頭體、牙爪、牙輪、軸承、水眼等組成。金剛石鉆頭一開始只在硬地層中使用，其品種與使用范圍正日益擴(kuò)大。刮刀鉆頭，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，鉆軟地層速度較快，但鉆進(jìn)時(shí)扭矩較大，易損壞鉆具和設(shè)備，近年來，正在發(fā)展一種新型切削型鉆頭。井下動(dòng)力鉆具是接在鉆桿下端，隨鉆桿一起下入井底的動(dòng)力機(jī)，涵蓋渦輪鉆具、螺桿鉆具等類型。穩(wěn)定器也就是我們所說的扶正器，主要功能是防止井斜或鉆定向井，對(duì)鉆頭作業(yè)的穩(wěn)定性具有保障作用。減震器的目的在于提高鉆頭及其他鉆具的使用壽命，對(duì)卡鉆事故能夠有效處理，保證鉆進(jìn)的安全運(yùn)行。

要想保證鉆井工具在油井生產(chǎn)過程中有效運(yùn)用，防止由于工具操作失誤而帶來的隱患事故，石油企業(yè)就必須對(duì)所有生產(chǎn)崗位人員進(jìn)行合理的協(xié)調(diào)，并且編制詳細(xì)的用于鉆井工具的檢測(cè)制度，以判斷所用工具的性能。在石油鉆井工具檢測(cè)中，應(yīng)重視以下幾項(xiàng)內(nèi)容。

1.1性能方面

井口工具與井下工具是鉆井工具的主要型式，對(duì)這些工具檢測(cè)過程中，應(yīng)嚴(yán)格查看其性能水平，從而在后期的油井開采中發(fā)揮作用。檢測(cè)井口工具時(shí)，應(yīng)注重它的操作性能，比如，對(duì)吊車及其輔助結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查時(shí)，應(yīng)查看各類機(jī)械構(gòu)件搭配的合理性，將其優(yōu)勢(shì)作用全面發(fā)揮。

1.2故障方面

油井鉆進(jìn)時(shí)，所用的鉆井工具常出現(xiàn)故障問題，造成工具卡死在油井中，給維修工作者帶來的巨大的難度。所以，對(duì)這類工具檢測(cè)時(shí)，必須準(zhǔn)確的勘測(cè)潛在的故障，相關(guān)技術(shù)工作者應(yīng)采用專業(yè)的檢測(cè)儀器實(shí)施故障的有效檢查，以防止生產(chǎn)過程中工具設(shè)備出現(xiàn)誤動(dòng)作。

1.3電氣方面

隨著油井開采中使用機(jī)械一體化生產(chǎn)模式后，使得電氣控制系統(tǒng)的作用越來越顯著。從電氣控制系統(tǒng)的控制中心可對(duì)鉆井工具自動(dòng)化調(diào)控角度上看，我們最常使用的就是計(jì)算機(jī)操作平臺(tái)這一電氣控制形式。結(jié)合油井底下結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀明確具體的位置，使得鉆井工具的性能更加的安全可靠。

2.石油鉆井自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用

石油鉆井工程自動(dòng)化技術(shù)中涵蓋了各類新技術(shù)，比如，實(shí)現(xiàn)了鉆機(jī)與裝備的智能化、自動(dòng)化、隨鉆測(cè)量及地質(zhì)導(dǎo)向鉆井。當(dāng)前，已經(jīng)涌現(xiàn)了大量的自動(dòng)化鉆井技術(shù)，在鉆井工程中得到了廣泛的應(yīng)用，效果顯著。

2.1鉆機(jī)與裝備的自動(dòng)化

自動(dòng)化石油鉆機(jī)均屬于“機(jī)電儀計(jì)”一體的智能化、信息化、自動(dòng)化鉆機(jī)有著較高的性能，最顯著的優(yōu)勢(shì)特征是先進(jìn)可靠，在惡劣的環(huán)境與地質(zhì)條件下適應(yīng)能力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)合理。這方面的產(chǎn)品共涵蓋了：德國(guó)prostar-2000型自動(dòng)化鉆機(jī)，鉆井深度可達(dá)到7000m；美國(guó)NSCO和Apache、pool等公司研發(fā)的A10-32型等自動(dòng)化鉆機(jī)，鉆井深度達(dá)到6100m，等。

2.2隨鉆測(cè)量與地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)

1979年第一次將MWD投入到實(shí)際中使用。MWD主要是把鉆后有線測(cè)量和傳輸井下參數(shù)的方法變成隨鉆無線測(cè)量和傳輸?shù)姆椒āｋS鉆測(cè)量屬于重大舉措；無線傳輸共涵蓋了泥漿脈沖法、電磁波法兩種方法。從二十世紀(jì)九十年代中期開始，涌現(xiàn)了LWD、NRWD、PWD等，產(chǎn)生了隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向鉆井和隨鉆工程服務(wù)技術(shù)，對(duì)于一些地質(zhì)復(fù)雜和環(huán)境惡劣下的鉆復(fù)雜結(jié)構(gòu)井、特殊工藝井非常的適用。

2.3旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井與隨鉆測(cè)控制傳貯技術(shù)

世界上首次使用的自動(dòng)垂直旋轉(zhuǎn)鉆井系統(tǒng)是德國(guó)在1990至1995這幾年間研發(fā)出來的。九十年代中期，斯倫貝謝等諸多大規(guī)模公司相繼研發(fā)了PD等系列RST、RSS。目前，又涌現(xiàn)了PV等鉆垂直井工具。

2.4電子智能鉆井技術(shù)

由美國(guó)Grant公司生產(chǎn)出的智能鉆軒用銅導(dǎo)線輸送電能，能夠結(jié)合井下硬件用電量大小的要求準(zhǔn)確的判斷具體的輸電功率。采用智能鉆柱時(shí)，可實(shí)現(xiàn)104bDs、105bps、106bps的數(shù)據(jù)傳輸速度。智能油管以光纖為核心；智能鉆井系統(tǒng)井下作業(yè)時(shí)，主要通過分布式傳感器短節(jié)，在傳感器內(nèi)部分別設(shè)置相應(yīng)的微處理器，再利用耦合元件把實(shí)際產(chǎn)生的微處理器信號(hào)耦合到電力線上，最后傳輸至地面?zhèn)鞲衅鳌?/p>

3.結(jié)論

綜上所述可知，有效的石油鉆井工具不僅保障了現(xiàn)場(chǎng)操作人員方便快捷的作業(yè)，而且進(jìn)一步推進(jìn)了石油企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新步伐。石油企業(yè)在生產(chǎn)計(jì)劃的制定過程中，必須對(duì)所用鉆井工具的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性進(jìn)行系統(tǒng)考慮，嚴(yán)格檢測(cè)鉆井工具潛在的故障問題、實(shí)際操作性能等方面，將鉆井工具的優(yōu)勢(shì)作用全面的發(fā)揮，從而推動(dòng)石油企業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。

4.參考文獻(xiàn)

[1]唐永斌．新時(shí)期石油資源開采利用的必要性研究[J].化工設(shè)計(jì)，2010，2 7(19)：12一14.

[2]黎青．研究原始石油能源的現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].地質(zhì)與勘探，2010，45(26)：88—90.

[3]楊紹平．石油開采現(xiàn)場(chǎng)鉆井機(jī)械的故障檢修技術(shù)[J].科技吝詢，2010，21(13)：45—47．

[4]胡見義．我國(guó)地下石油資源儲(chǔ)存量調(diào)查報(bào)告[J].科學(xué)與技術(shù)，2009，40（22）：66-67.

[5]趙婧余.石油鉆井工程項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)管理研究[D].西南石油大學(xué),2010年.

作者簡(jiǎn)介：李健軍（1983 -），男，黑龍江省牡丹江人，助理工程師，本科，現(xiàn)從事鉆具產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)工作。