淺談我國陸地石油修井機發展趨勢

毛春鵬

【摘要】目前，我國修井機即將全面進入海洋和國際市場，它的未來發展面臨著國內與國外的雙重競爭壓力。修井機在油田修井作業中起下油管更換井下工具中發揮著不可替代的作用，隨著社會石油工業逐步發展，國內與國外針對特殊地形研發的新型修井機能高效率的對一些淺海、海灘、沙漠和丘陵等不同地形中隱藏的油田進行深入開采，擁有更好的移動性和更快的起下速度。修井機的發展水平與產品的設計研發，技術手段，工藝及質量控制等方面密不可分。本文結合當下修井機發展的實際水平，闡述了目前使用的陸地石油修井機的現狀并且根據油田實際崗位面臨的困境。從電驅、雙動力，自動化，智能化和儲能等方面說明分析了石油修井機當前的發展狀況及未來的發展趨勢。

【關鍵詞】石油修井機? 技術使用現狀? 發展趨勢

修井機技術起源于國外。在之后的三年，我國獨立完成了第一臺修井機并在江漢完成樣機試制，從此揭開了我國修經濟發展的序幕。在接下來的兩年里，該公司與一家美國公司簽訂了技術和貿易形式的修井鉆機技術轉讓合同。美國專家前往工廠指導零部件裝配過程，這促進了中國修井機技術發展的質的飛躍。據不完全統計，截至2004年，中國修井機年產量已突破300臺，位居世界前列。許多國內國家，如美國，加拿大，中亞，南美，西歐等國家和地區的國產修井機售賣非常好。它已成為國際市場上的熱門產品。就目前來說，國外使用的石油修井機技術水平比較先進，我國必須在現有的修井設備基礎上引進國外先進修井機技術并加以完善，學習創新技術將為中國的石油部門帶來更大的經濟和社會效益。

一、石油修井機的使用現狀

自從1980年我國揭開了石油修井機的發展序幕已來，修井機在國內的發展已有40幾年，我國的修井機技術水平已經從最開始的仿制國外修井機技術到如今已經可以自行研發特色修井機。并且針對這方面的研究我國已經出現了一些比較有特色的公司，目前，修井機研究生產的許多廠家都各有特點，各有所長，一些大廠家由于規模龐大，實力雄厚，所以主要在大噸位修井機方面做的較好，而且產品都大量出口，一些中小型的廠家則在中小噸位修井機方面做得更好，其無論在精細程度，專業化程度還是價格方面都更加優質。最具代表性的如中石化石油工程機械有限公司第四機械廠、中原總機、勝利孚瑞特、吉林通化等廠家，這些公司企業從創立以來，就一直為我國陸地石油修井機的研發，設計和制造方面做出努力與貢獻，使中國陸上石油的開采變得更加方便容易，同時對石油的增產也做出了很大的貢獻。

傳統的陸地石油修井機的動力一般都會采用柴油機發動機，目前這種發動機在陸地石油修井集中能夠占到80%以上，雖然它的使用數量最多，但是柴油機也在某些方面存在著弊端，例如柴油機在操作過程中會產生大量的尾氣和噪聲，嚴重危害了作業人員的身體健康，而且在使用柴油機的過程中需要經常對其進行維護，從而造成整體維護的成本比較高。隨著近些年油田實力不斷提高，油田電網也得到合理的規劃架設，相關企業更加注重石油修井機的研發，一些油田將開始升級和升級舊的發動機驅動的修井機，而不是傳統的發動機。創造了一種新型電動修井機。這種改變在一定程度上是修井作業變得較為方便，彌補了原有的缺點，但是盡管如此，修井作業仍然是一份高勞動強度和高作業風險的工作。其在許多方面還存在著缺陷，需要陸地石油修井機的工作人員和設計者們繼續進行深一步的研究，思考如何解決在實際工作中面臨的困境。

二、發展趨勢

在現代經濟飛速發展，社會文明大幅度進步的時代，為了給人類生存發展營造更加美好的環境，世界上許多國家都開始倡導節能減排，降低消耗。電是我們日常生活中必不可少的能源之一，它作為清潔能源的一種在環境保護的共識下也逐漸被運用到工業中，在石油修井機工作中柴油機動力逐漸被電所取代。另外在電驅的基礎上，逐步引入自動化的作業工具，用機器代替人力，不僅提高了工作的效率，而且還節省體力，降低了工人的勞動強度。在空間上會采用集成控制技術，以往的操作都會占用許多空間和時間，采用這種技術能夠將大部分的操作都集中在司鉆房內完成，大大的節省操作空間，完成了空間智能防碰和安全交接。另外，在能量的儲備上利用儲能技術，只使用井場小電網中午有限的容量就能夠進行操作，完成作業，總的來說，電驅、自動化以及集成控制技術、儲能技術這幾種技術能夠彌補傳統的陸地石油修井機工作中所造成的問題，使其整體操作變得更加簡單方便，降低成本的同時工作效率也大大提高，所以它們能夠為未來的石油修井機工作領域帶來更多的可能性，也成為該行業未來的發展方向。

三、石油修井機的技術分析

（一）網電及雙動力驅動

改革開放以來，我國的經濟一直持飛速發展的狀態，因此我國各大油田的電網架構也逐漸趨于成熟完善，從前只能靠發動機來獲取動力，從成本上看，隨著柴油價格不斷提高，修井作業的成本也跟著大幅度提高。從環境保護方面看，柴油燃燒會產生大量的有害氣體，造成環境污染，這與國家提倡的節能減排的政策與環保共識相違背，同時操作起來非常復雜、還伴有很大的噪聲，需要依靠大量的人力來完成。而如今電網可以提供持續的能量獲取動力，電驅設備的作業成本降低，噪聲較小，操作起來簡單方便而且易學，維護保養起來相對容易，所以逐漸的在某些領域電網成功取代了發動機。

為了適應工人進行作業的操作習慣和技能素質，增強作業的可靠程度，一般情況下，原始發動機動力將作為備用措施保留，并將努力實現雙動力作業運行即電網動力+發動機。目前這種雙動力修井機設備在油田更加受歡迎，但其成本很明顯對比發動機動力和網電修井機來說會更高。

（二）自動化

在油田作業的領域一直有一句話廣為流傳“鉆井苦，作業累”，意思是油田作業這份工作環境艱苦，勞動強度高，許多工人在做這份工作時會感到身心疲憊。在如今這個經濟水平高，更加注重生活質量的時代，許多年輕人不愿意從事這種作業環境艱苦，作業強度太高的工種，導致該行業一直內缺少新鮮血液的融入。因此，目前更加重要的是改善作業工人的工作環境，盡量用機器自動化代替人工操作，降低勞動強度，適當減員，納入新員工，能夠更好的促進修井作業領域的發展，然而也是因此才出現了自動化修井設備的配置。

（三）智能化

為修井機配置自動化工具雖然能夠有效解決降低勞動強度和減員的問題，但是不能保證各個自動化工具之間以及與主機之間的協同作業能力以及設備的安全保護工作。自動化工具能夠使操作更加簡便，節省人力，許多操作都可以引入操作室內由少數人完成，但過度的減員就容易造成工作人員操作不認真，增加誤差的后果。在修井機司鉆房的設計布置上盡可能的趨于人性化，既要保證設備在空間上智能防撞，使集成控制系統中的各個子系統既能夠獨立作業，也可以集成作業，同時也要便于作業人員操作。除此之外，還需要注意對操作室內的動作監視、預警系統和故障診斷報警系統的維護，便于隨時發現問題并進行處理。

（四）儲能

對小修作業來說，井場的小變壓器會嚴重影響修井機的作業效率。目前，即使井場變壓器直接用作修井機的電源，也難以滿足現場操作的需要。速度快，作業工人的技能素質相對較低等特點，一般不會使用成本相對較高的高壓變低壓當作修井機的電源。根據超級電容器快速充電和快速釋放的特點和高功率密度，絞車在不工作時對超級電容器充電，在運行過程中由電場變壓器和超級電容器提供電源。雖然超級電容器儲能修井機可以滿足修井作業的需要，但也受井場變壓器的影響。如果在運行期間對電能有很大的需求，則在每次重載完成后，超級電容器需要很長時間才能充滿電，以滿足下一次重載提升的需要。

四、結束語

我國石油修井機歷經了全進口，半進口，半國產化和國產化幾個時期，引進國外先進修井機技術，結合自身實際情況進行創新改造，在經過大量的工程實踐之后積累了許多經驗，這為我國試油修井機的發展奠定了堅實的基礎。隨著世界多國家對節能減排、減少消耗和保護環境的提倡呼吁，許多企業放棄了傳統的動力發動機形式，而采用電驅動，自動化，智能化和儲能節能的方式，有效的促進了石油修井作業的發展，而這也就成為了未來該行業發展的趨勢。

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