淺談油田開發的機械化

陳生慶　張殿龍

摘 要：油田開發的機械化能夠保障油田建設、能源供給的基本需要，而提高設備的機械化水平就要從鉆井、采油、油氣處理和集輸機械這幾個方面展開。從而實現油田開發設備的機械化、提高油氣資源的開發效益。

關鍵詞：油田開發；機械化；智能化

前言

隨著國家經濟的不斷發展，國家對能源的需求不斷增長，對油田的勘探與開發的需求也在同樣增長。我們在對油田進行開發的同時也要不斷提高我們的機械化水平，這是油田生產發展的必然需求，也是我國發展當前對能源供給提出的新要求。

1 油田開發機械化的概述

石油開發機械化的本質是油田生產工藝的自動化、智能化。網絡技術和信息技術是石油開發機械化的輔助部分。石油開發機械化系統的主要任務是能在油田的開發任務中結合地質條件的實況，并能高效、高精準地實現開發工作，使得生產指令得以實現。

2 油田機械化發展的重大作用

2.1 油田開發機械化對能源供給的作用

油田為社會的發展、工業的進步提供著重要的資源。處在資源供給的關鍵領域，向市場提供的重要能源產品幾乎遍布了工業的絕大部分行業，所以對石油的需求量越大，社會對油田的開發等安全性、環保節能性越是關注，越是應該向社會提供質量優良的能源。因而智能裝備的突出作用也得以顯現出來，它具有非常明顯的優勢。節能降耗上，推廣智能化機械設備，可以實現油田開發過程中的自動化目標。一系列的工作包括調節壓力水平、調節工作頻率、調節溫度環境、調節傳輸的流量、調節動能功率以及任意控制動力轉動裝置的輸出參數，實現動力平衡，節約電力等的損耗同時還能以計算機的程序工具操控機械結構、解決機器在需要暫停時無用做功的情況，提高了機械的工作效率。智能機械化不僅可以提高產品質量的可靠性，還突破了操作人員的技術水平以及體能極限的限制作用，實現了真正生產的高效。值得一提的是，油田的開發設備機械化完全以石油勘探開發生產作為關鍵環節，合理地調配資源，實現機組能不在工程現場也能遠程遙控聯合工作，發揮最佳的工作效果。譬如鉆井工作過程中的鉆頭參數、采油過程中抽油泵參數和石油運輸途中油品參數都能實現全程受機械化系統的多方面控制，實現多機智能聯動保證生產過程全面受控、生產運行平穩可靠。

2.2 油田開發機械化對環保的作用

在安全環保方面，應用智能裝備能夠及時有效地開啟安全環保防護裝置，更能體現預防為主的安全管理思想。機械智能化的開發過程中可以達到隨時防控、自主發現危險、智能應對風險，結合實際現場情況實現自動削減風險的安全環保管理目標。同時機械化的開發進程可以有效解決開采帶來的污染和能源外漏流失問題。

3 油田開發機械化的基本要素

3.1 鉆井的機械化

鉆井技術是按照井身的獨特構造和特殊地質條件下，使用機械鉆井并鉆出合理規格井眼的生產過程，其重點在于鉆頭的參數選擇和泥漿灌注量參數的合理控制。提高鉆進進度的同時，還要考慮鉆井安全防止液體發生井噴、井漏或油井整體塌陷的事故。而實現鉆井生產自動化，必須掌握足夠鉆頭參數包括地下壓力、工作轉數等，還有泥漿參數有壓力、輸出量、泥漿密度、切力、固體含量等。絞車、轉盤、泥漿泵這些機械化的重要設備的參數必須滿足隨機檢測、數據及時處理、信息準確反饋、設備調控和設備各方聯控的智能條件。電機驅動、自動計量設備、自動控制設備這些智能化機械就會實現這些目標。高效的機械化鉆井工具能避免鉆井過程中的安全事故、解決井身質量不達標問題、鉆井工作的進度也會很大改善，鉆井工人的作業壓力減小。真正實現了機械化時代的高效率作業。

3.2 采油機械化

采油作業要將石油從地下蘊藏層提出并安全運送到地上。可以采用液體排擠和氣體舉，油田開發的后半階段大都采取機械采油。采油技術的關鍵是依據地下施工狀況及時調整設備參數以提高石油采集率。采油機械化目標必然是依據井下工況的不斷變化自行更改油泵的數據來應對井下復雜的開采環境。電潛泵采油有輸送量大、使用壽命長、射程高和調節簡便的特點，可以良好應對油田開發過程中的管道位置偏移和磨損問題。水力噴射泵的應用也是機械化開采油田進程中的一部分，在高油氣井、摻砂井、復雜構造井、斜井以及海上油田使用更廣泛，它的特點是可適時調換井下泵管、無機械運動元件。水力噴射泵對于凝點高、富含蠟和稠油的特殊油田的開采有良好效果，源于水力噴射泵內有添加降稠劑和破乳劑的特殊結構。桿泵斜井提取技術包括連續桿、油管減磨接管和內襯油管、減磨接管和斜井泵的協同作業形式，為較陡井段的工作提供了可能。而連續采油桿能有效降低油桿脫扣的可能性，減小桿和管間摩擦，減少了工人的工作量，保證斜井工作有序高效的開展。

3.3 油氣處理和集輸機械

油氣處理與集輸工藝是融合加熱、去水、除氣、去臘、除菌、除垢及輸送等多功能的處理裝置。這些機器的機械智能化是提供優質石油產品的關鍵部分。而這其中的重要組成是自主檢查，設立反饋系統，使用組態設計系統實現嚴格的過程控制。當各個專項設備達到各自獨立功能的機械化運轉條件后，加上遠程通訊網、局域網和中央處理器的輔助，實現油田生產協調機關的指令智能機械化調控與連環控制。最大程度發揮機械化在油田開發上的促進作用。

4 實現油田開發機械化的途徑

4.1 建立油田開發與機械制造的平臺

石油開采機械化的推廣良久，但進展還比較緩慢。究其原因大概是市場機制不健全。油田單位對施工技術掌握不熟練也會有很大影響，尤其對計算機軟件的使用程序等技術的不重視，加之相關方面的人才素質不夠，導致機械化進程推進不完整的情況時常發生。加之油田作為政府壟斷性企業，項目撥款必須要從上級逐級批復，難以形成市場為核心的合理機制，阻礙了新設備的研發與推廣。所以根據這一發展瓶頸，主張建立聯結油田開發施工現場與機器制造廠的合作平臺。油田施工現場的工作負責人員、工程技術員和基層人員都是對生產流程十分清楚的人員，對石油機械化設備的改建方案有著很大話語權。而專業石油機械制造企業擁有專項設備強大的設計研發能力和高端的生產技術條件。因此實現油田開發機械智能化首先要向油田一線人員普及自動化機械應用的概念，聽取他們在這方面的建議以及對機械化實施的具體方案，其次敦促專業石油機械制造單位提升智能機械設計、配套硬件生產能力。建立油田生產現場與裝備制造公司在石油機械智能化進程中的互動關系，在實現互信互利的前提下推進油田機械化進程。

4.2 發揮市場調節功能

油田實施單位應該就機械化需求展開開放式招標，讓具備生產制造資質的專業公司共同競爭。那些中間商和不合格企業必然會被逐出市場。市場機制也讓高品質、高性能產品得以在循序漸進過程中加以改進和提升。競爭使得產品質量達到生產要求。實現石油機械智能化關系到整個行業水平的改善，影響到施工應用自動化概念的推廣，更重要的是智能機器制造廠商決定了油田現場施工技術的水平和設備機械化開發的前瞻性和主觀能動性。要想推動石油機械智能化，就要從細節展開工作，組織科學調研，實施好基礎研究和開發以及基礎檢測等各項工作，將有限的精力投放到石油工業現代、機械化事業的偉大進程中，專注做好技術更新和機械化推廣。

5 結束語

隨著經濟的進步和科技的發展，油田開發機械化技術在這個領域的作用越來越無法替代，不能忽視油田開發機械化在環保節能等方面的作用，并且積極開展機械化的實施，努力搭建平臺促進市場在機械化進程中的重要作用，使得油田開發的機械化早日進入更高的新水平。

參考文獻

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