油田鉆井設備常出現的故障及解決策略分析

周德超

（大慶鉆探工程公司鉆井四公司，吉林 松原 138000）

在油田開采作業過程中，鉆井設備會受到多種因素的影響，出現運行異常、設備老化以及零部件受損等故障問題，在復雜的地質條件、多變的天氣情況下，鉆井設備故障問題時有發生，不僅會影響油田正常生產，同時會導致危險事故問題出現，所以必須加強鉆井設備故障維修處理，確保鉆井設備能夠保持正常運行狀態。本文結合鉆井設備常見的幾種故障問題，對其維修策略進行全面分析，提出多項科學的鉆井設備故障維修技術。

1 油田鉆井設備基本結構分析

油田開發工作對社會發展具有重要意義，具有“工業血液”的美稱，但是，油田開采是一項復雜的工作，需要使用大量的鉆井設備，先進的鉆井設備能夠從更深的地層中開采油氣資源。按照鉆進工藝和工序的不同，鉆井設備的結構和系統構成也有所差異，常規鉆井設備的結構構成主要包括底座、井架、絞車、水龍頭、大鉤、游車、天車、泥漿凈化設備、泥漿泵、電控設備以及發電設備；運行系統包括起升系統、旋轉系統、鉆井液循環系統、傳遞系統、控制系統以及驅動系統等。起升系統主要用于鉆具控制、鉆壓控制以及套管下放，能夠處理井下復雜的起升工作；旋轉系統主要由轉盤、鉆具等構成，用于連接起升系統和鉆井液循環系統，帶動井下鉆具旋轉，從而完成巖石破碎工作；鉆井液循環系統由鉆井泵、地面管匯、立管以及凈化裝置等構成，用于對井底的沖洗和動力傳遞。由此可見，鉆井設備內部系統結構較為復雜，包括多項硬件設備和系統，各設備和系統都具有重要的作用，任何一個設備發生故障問題，都會導致鉆井設備整體無法運行，從而需要停止開采作業，對故障問題進行維修處理，不能帶著設備開展鉆進作業，否則，會引起嚴重的安全事故發生，為此必須掌握鉆井設備常見的故障類型、故障表現形式以及維修方法，是提高油田開采作業效率的有效方式。

2 油田鉆井設備常見故障分析

2.1 鉆井設備常見故障類型

根據我國油田企業生產實踐經驗來看，鉆井設備故障按照不同類型可以分為退化性故障、功能性故障、破壞性故障以及失調性故障四種不同類型，不同類型的故障原因不同，表現形式也有很大差異。退化性故障表現為鉆井設備老化、元件磨損、質量下降以及部分元件表面脫落，通常在鉆井設備使用一段時間后出現；功能性故障一般表現為絕緣性降低、防潮性能下降等，是最常見的故障類型；破壞性故障包括鉆井設備腐蝕、鉆井設備開裂、過度變形以及元件破損等，主要是在鉆井作業過程中，受到強烈碰撞等原因引起；失調性故障一般因為壓力不均衡而引起，具體表現形式多樣。鉆井設備因為需要長時間在惡劣的地下環境中保持高強度作業狀態，所以故障問題發生具有必然性，經過自然磨損、碰撞后，就會引起鉆井設備出現散熱功能下降、元件破損、壓力失衡等故障問題，此時，鉆井設備運行會受到很大阻礙，或在運行過程中出現較大噪音、異常振動等問題，導致鉆井設備作業效率下降，同時會引起一定的安全性問題。

2.2 鉆井設備故障原因分析

鉆井設備出現故障問題是不能完全避免的，但是，與人為因素具有密切關系，根據相關的調查顯示，超過80%的鉆井設備故障是由于缺乏維護管理機制、維護方法不科學、鉆井設備使用不同規范等人為因素而導致，其故障具體原因包括：

（1）部分油田企業缺乏完善健全的鉆井設備維護管理機制，導致鉆井設備作業完成后沒有得到妥善的保養和維護，沒有形成定期開展維護修理的制度，是引起鉆井設備出現故障問題的主要因素。一些油田企業對鉆井設備的維護管理工作不夠重視，在鉆井設備維護管理中的經費投入不足，整體維護管理過于粗放，沒有形成精細化管理模式，從而導致鉆井設備中存在的許多故障隱患沒有及時處理，最終引起故障問題發生，造成嚴重的經濟損失后果和安全事故。

（2）維護方法不夠科學。鉆井設備形式多樣，不同的鉆井設備常見的故障類型有所不同，所以需要針對不同的鉆井設備采用相對應的維護方法，才能夠保證鉆井設備質量，但是，一些油田企業所采用的維護方法不夠科學，缺乏針對性，導致故障問題難以徹底解決，為了節省成本，對于一些老化性、磨損性故障元件不采用更換處理方式，從而導致故障問題頻發發生。鉆井設備故障問題要想徹底解決，一般需要采用徹底更換元件的方式，結合科學的維護方法，能夠起到良好的效果，但是，許多油田企業采用的維護方法缺乏科學性，是引起鉆井設備故障的重要原因。

（3）維修人員自身能力有待提升。鉆井設備故障維護處理是一項專業性工作，對于維修人員的專業技術水平要求較高，維修人員需要能夠準確判斷故障類型、故障原因，根據故障分析結果采用相應的維修技術，但是，一些維修人員的技術水平較差，缺乏專業的維修技術和能力，知識體系不夠完善，導致故障維修不夠徹底，從而嚴重限制鉆井設備的功能發揮，對于油田開采作業十分不利，甚至一些維修人員會采用違規操作，引起安全事故，無法保障人員的生命安全。

2.3 油田鉆井設備故障后果分析

鉆井設備如果發生故障問題，會對油田開采作業造成很大影響，主要體現在對油田開采生產和作業人員兩個方面。首先，當鉆井設備發生故障時，會導致鉆井設備無法正常運行，從而嚴重影響井下開采作業效率，使得經濟效益受到損害，是鉆井設備故障問題最直接的后果。其次，鉆井設備故障問題會對作業人員產生很大威脅，帶有故障的鉆井設備運行時，整體運行狀態不夠穩定，當井下環境發生變化時，可能會引起嚴重的安全后果，從而威脅作業人員的生命安全，無法為作業人員提供安全可靠的生產環境。最后，故障問題會降低鉆井設備使用壽命，一些頻繁發生的故障會導致鉆井設備內部系統受到嚴重損害，且如果故障問題沒有及時得到處理，會導致故障后果不斷惡化，最終引起鉆井設備整體無法運行的問題出現。

3 油田鉆井設備常出現故障的解決措施分析

針對上述油田鉆井設備常見的故障問題，必須在準確掌握鉆井設備故障原因發生的基礎上，制定科學的解決策略，確保鉆井設備故障問題能夠得到快速解決，這是提高油田生產效率的重要方式。結合實踐生產經驗，本文總結了以下多項有效的油田設備故障解決措施。

3.1 加強油田設備統一管理

科學的管理是保障油田設備質量的重要措施，當前部分油田企業尚未建立統一的鉆井設備管理模式，整體管理過于分散化，所以需要建立統一的鉆井設備管理模式，通過科學的管理能夠有效避免多項故障問題發生。需要建立統一、標準的管理制度，結合各個地區油田開采工作的特點，從實際情況出發，構建一套統一化的標準化管理制度，使得鉆井設備能夠以統一的管理模式作為指導，從而開展科學的管理工作，避免因設備過于分散而出現獨立管理的現象，同時，能夠幫助油田企業準確掌握鉆井設備的使用情況，是提高油田企業管理工作質量的重要方式。為此，油田企業需要摒棄傳統的分散化管理模式，創新統一、標準的管理制度，并組建具有專業管理能力的團隊和部分，對鉆井設備進行統一調配和檢修，管理人員需要定時向上級部門匯報鉆井設備的使用情況、保養情況以及維修情況，鉆井設備的維修同樣需要經過上級部門審批核驗，上級部門需要委派技術人員對設備運行情況進行核驗，如果能夠通過維修等措施解決設備故障問題，則不能批準其購買新設備，進而能夠構建完善的管理模式，同時，能夠降低鉆井設備維修管理成本，促進油田企業經濟效益提升。科學、統一的維護管理模式，能夠使得維護管理工作更加規范化，從根本上解決鉆井設備故障頻發的問題。

3.2 加強預防性維護管理模式建設

鉆井設備一旦出現故障，會使得鉆井作業停產，同時，會引起安全問題，所以最有效的解決措施是加強日常維護管理，采用預防性管理模式，在故障問題發生前進行解決，而不是采用補救性的維修技術手段，所以油田企業需要結合鉆井設備的實際情況。油田企業需要根據鉆進設備的實際情況，制定完善的使用標準規范，確保鉆井設備管理體系能夠對維護人員的操作、行為等產生約束作用，使其能夠在規定范圍內正確維護鉆井設備，從而能夠避免鉆井設備出現故障的問題。維護標準規范在制定時，必須結合鉆井設備的基本情況，明確鉆井設備的使用注意事項，加強對鉆井設備正確使用方法的培訓和教育，使維護人員能夠在專業能力方面得到提升，并不斷強化維護人員的責任意識，使其在鉆井設備維護管理過程中能夠保持高度認真負責的職業態度，嚴格遵守鉆井設備維護規定，不能為了自身的便利性而錯誤或違規使用鉆井設備維護方法，進而能夠保障鉆井設備質量，降低各種鉆井設備故障發生率。

3.3 加強鉆井設備使用規范培訓

鉆進設備故障問題中，有很大一部分是因為作為使用而引起，所以為了解決故障問題，油田企業必須加強對鉆井設備操作人員培訓，使其掌握正確的使用方法，防止因違規操作導致故障問題發生。油田企業需要加強對生產人員的操作培訓工作，使其掌握各項鉆井設備的正確使用方法，能夠快速、準確地判斷出鉆井設備是否存在故障問題，以及生產期間如果鉆井設備發生故障問題，如果在保障生產作業安全的情況下進行處理，才能夠全面提高鉆井設備使用規范性。通過科學的操作培訓，能夠使生產人員、維護人員快速熟悉各鉆井設備的具體操作方式，可以聘請行業專家對新引進的鉆井設備操作進行培訓，同時需要制定相應的操作考核模式，保證每一位生產人員、維護人員通過考核后才能上崗，從而能夠有效提升鉆井設備管理效果，防止因人為因素導致鉆井設備出現故障問題。

3.4 提高鉆井設備故障維修技術水平

鉆井設備故障維修難度較大，針對不同故障類型需要采用相應的維修技術，為了妥善、快速解決鉆井設備故障，恢復鉆井生產，必須不斷提升維修技術水平。（1）針對退化性鉆井設備故障，需要采用退化元件的維修方式，當發現鉆井設備內某元件磨損程度較為嚴重時，必須及時更換退化的元件，而不能采用修復措施，否則，會導致故障問題頻發，是鉆井設備維修技術必須掌握的關鍵要點。（2）針對功能性鉆故障的維修，是鉆井設備維修中難度較高的部分，通常需要對鉆井設備的絕緣故障部分進行修復，確保鉆井設備整體絕緣性能良好，才能夠提高鉆井設備的控制效果，同時，還要做好防潮維修工作，保證鉆井設備具有良好的防潮性，從而能夠避免鉆井設備在運行期間發生損壞。（3）針對破壞性故障，需要根據破壞程度選擇采用維修或更換的技術手段，如果鉆井設備元件破壞程度較低，比如，裂紋、松動等，通過強化、緊固等維修技術即可解決，但是，如果鉆井設備元件破壞較嚴重，則需要更換破損元件，不能繼續使用。（4）針對失調性鉆井設備，需要明確鉆井設備內部各系統運行壓力，將其調整到規定壓力范圍內，同時采用一定的壓力控制措施，防止鉆井設備運行期間出現壓力波動過大的問題，即可起到良好的解決效果。

4 結語

綜上所述，本文全面闡述了鉆井設備的基本結構和系統，并對鉆井設備的常見故障、故障原因以及故障后果進行分析，最后提出多項有效的解決措施，希望能夠對我國油氣開采行業起到一定的借鑒和幫助作用，不斷提高鉆井設備應用和維護管理水平，從而促進油氣資源生產效率的提升，滿足工業生產和社會發展資源的需求。