石油鉆井工具檢測(cè)與使用的相關(guān)分析

黃興無

(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心四川總隊(duì),四川 成都 610500)

0 前 言

對(duì)于任何一個(gè)國家來說，石油都是其發(fā)展過程中高度依賴的重要能源，對(duì)于國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科技發(fā)展，都有著十分重要的意義。從目前的情況來看，全球范圍內(nèi)對(duì)石油的需求呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢(shì)，因此，在我國，針對(duì)石油的開采具有十分重要的意義，在實(shí)驗(yàn)勘探開采過程中，鉆井技術(shù)便成為了其中一項(xiàng)重要技術(shù)，因此，對(duì)于石油行業(yè)從業(yè)者來說，了解一些常見的鉆井工具，深刻認(rèn)識(shí)鉆井工具對(duì)于石油行業(yè)的重要價(jià)值，熟悉石油鉆井工具的檢測(cè)和應(yīng)用方法，便成為了其在日常工作中必須重點(diǎn)關(guān)注的問題。

1 常見石油鉆井工具介紹及國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 常見石油鉆井工具

在針對(duì)石油進(jìn)行勘探開采時(shí)，鉆井工具便是其中十分重要的工具類型，以我國來講，在常規(guī)鉆井作業(yè)中常使用鉆頭、井下動(dòng)力鉆具、鉆柱、減震器、震擊器、穩(wěn)定器等設(shè)備。而在鉆井作業(yè)中，采用的鉆頭主要有金剛石鉆頭、牙輪鉆頭以及刮刀鉆頭等若干類型，根據(jù)實(shí)際情況，科學(xué)選擇鉆頭種類，已經(jīng)成為了國內(nèi)石油行業(yè)的共識(shí)。例如：在各種中硬度地層鉆井作業(yè)過程中，針對(duì)牙輪鉆頭的使用最為常見；而在高硬度地層中，金剛石鉆頭具有更好的效果，但伴隨而來的是金剛石鉆頭較高的造價(jià)，因此，正確選擇鉆井工具，合理控制鉆井成本，保障石油企業(yè)自身經(jīng)濟(jì)效益的最大化，便成為了需要石油企業(yè)重點(diǎn)思考的課題。

1.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

1.2.1 設(shè)備專業(yè)級(jí)別分析

在新時(shí)代背景下，我國石油鉆井工具保持著較好的發(fā)展水平，針對(duì)各類島鉆機(jī)、自升式鉆井平臺(tái)等石油鉆井工具都是我國當(dāng)前針對(duì)鉆井工具研發(fā)的重要方向。基于上述背景，文章以島鉆機(jī)和自升式鉆井平臺(tái)等鉆井工具作為研究對(duì)象，對(duì)我國石油鉆井工具設(shè)備國產(chǎn)化情況開展分析，其中，在島鉆機(jī)領(lǐng)域，我國已經(jīng)成功研發(fā)了7 000 m級(jí)別深度的鉆井設(shè)備，并成熟掌握該設(shè)備在使用過程中的相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)。在井下穩(wěn)定器的研發(fā)過程中，我國自主研發(fā)生產(chǎn)的鉆柱穩(wěn)定器已經(jīng)可以完全匹配我國石油井下開采的相關(guān)任務(wù)，也就是說，我國國產(chǎn)鉆柱穩(wěn)定器已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)完全不依賴國外進(jìn)口，在很大程度上促進(jìn)了我國石油鉆井工具的國產(chǎn)化發(fā)展進(jìn)程。在針對(duì)鉆井泵的研究中，目前我國已經(jīng)成功研制了3NB-1600F鉆井泵，該鉆井泵整合了諸多國際先進(jìn)技術(shù)，在原有鉆井泵技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)動(dòng)力端軸承與齒輪開展了升級(jí)使其滿足新時(shí)代背景下石油鉆井開采更高的要求；在我國鉆井油管的研發(fā)中同樣取得了輝煌成就，早在2000年，渤海油田中我國就已經(jīng)開始使用自主研發(fā)生產(chǎn)的E731025 mm型和E8819 mm型油管，時(shí)至今日，該油管的整體質(zhì)量水平仍然在國際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之上。但需要理性認(rèn)識(shí)到的是，在我國海上石油鉆井工具的研發(fā)工作當(dāng)中，升降補(bǔ)償設(shè)備的整體水平仍然處在比較低級(jí)的狀態(tài)，我國仍然處于被動(dòng)進(jìn)口時(shí)期。

1.2.2 石油鉆井工具國產(chǎn)化體系建設(shè)情況

在我國當(dāng)前的石油鉆井工具研發(fā)建設(shè)體系當(dāng)中，仍然沒有形成一套較為健全的國產(chǎn)化體系，致使石油鉆井工具的整體研發(fā)速度受到了一定程度的影響，同時(shí)也給我國石油開采事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展帶來了一定程度的影響。當(dāng)前，我國石油鉆井工具過程化體系建設(shè)過程中缺少實(shí)力強(qiáng)勁的龍頭企業(yè)，同時(shí)政府對(duì)其進(jìn)行的資金和政策支持相對(duì)較為薄弱。針對(duì)石油鉆井設(shè)備的制造與研發(fā)仍然需要進(jìn)行有組織的規(guī)劃活動(dòng)，同時(shí)在十四五期間形成產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化的石油鉆井工具設(shè)備生產(chǎn)模式，并且需要關(guān)注石油鉆井工具質(zhì)量方面的建設(shè)工作，組建系統(tǒng)化的石油鉆井工具檢測(cè)系統(tǒng)，同時(shí)在設(shè)備國產(chǎn)化體系不斷優(yōu)化的過程中進(jìn)行整體品質(zhì)的提升，只有這樣，才能讓石油鉆井工具擺脫依賴進(jìn)口的被動(dòng)局面，讓我國石油產(chǎn)業(yè)得到更加有效的發(fā)展，而且逐步強(qiáng)化石油產(chǎn)品的整體生產(chǎn)效率。

2 使用鉆井工具的重要意義

在我國早期的石油開采作業(yè)當(dāng)中，因?yàn)槭艿郊夹g(shù)等條件的制約，石油開采作業(yè)基本上都是依托人工形式完成，這種作業(yè)模式不僅讓石油的開采量非常有限，而且可能導(dǎo)致石油在開采環(huán)節(jié)的浪費(fèi)，并存在比較嚴(yán)重的安全隱患，不利于石油企業(yè)的長期發(fā)展。而在改革開放之后，我國的機(jī)械工業(yè)產(chǎn)業(yè)得到了迅速的發(fā)展，國內(nèi)各類油田都實(shí)行了機(jī)械自動(dòng)化改良，伴隨著自動(dòng)化鉆井工具的應(yīng)用，展現(xiàn)出了如下優(yōu)勢(shì)。

1)工作效率的提升。在新時(shí)代背景下的石油開采作業(yè)中，效率最大化成為了基本要求之一，油田在開采時(shí)期，一定要保證達(dá)到對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)效率，這樣才能符合國家建設(shè)對(duì)能源的需求，現(xiàn)代化鉆井工具的使用有效提升了工作效率，相關(guān)崗位工作人員的勞動(dòng)負(fù)荷也得到了有效控制。

2)保障了安全性。在使用開采過程中，保障各崗位工作人員的生命健康安全是重要的指導(dǎo)思想，當(dāng)前，我國正致力于進(jìn)行國內(nèi)工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)，石油開采是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要形式之一，因?yàn)閲鴥?nèi)石油行業(yè)在技術(shù)和設(shè)備方面仍然與其他石油大國之間存在差異，導(dǎo)致各類安全事故仍然時(shí)有發(fā)生，而現(xiàn)今自動(dòng)化鉆井的應(yīng)用，顯著提升了石油開采過程中的安全性。

3)為檢測(cè)提供便利。除了使用開采設(shè)備以外，現(xiàn)代鉆井工具同時(shí)具備有質(zhì)量檢測(cè)等功能，這些鉆井工具中配置的檢測(cè)設(shè)備給后續(xù)的檢測(cè)工作提供了便利。例如：在針對(duì)原油進(jìn)行開采之后，工作人員可以使用鉆井工具中配備的檢測(cè)設(shè)備，對(duì)油井深度、油品質(zhì)量、存油量等內(nèi)容進(jìn)行評(píng)估。

3 鉆井工具的檢測(cè)涉及內(nèi)容

為了可以讓鉆井工具在使用過程中發(fā)揮自身最大價(jià)值，降低鉆井工具自身故障導(dǎo)致的意外，石油企業(yè)在生產(chǎn)管理工作中，有必要對(duì)鉆井工具開展檢測(cè)工作，其主要涉及內(nèi)容如下。

3.1 性能檢測(cè)

現(xiàn)代鉆井工具包含有井口工具和井下工具兩種類型，在檢測(cè)工作中，需要對(duì)這些設(shè)備的性能進(jìn)行評(píng)定，例如：在針對(duì)吊車與輔助結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要關(guān)注不同機(jī)械配件的搭配，保障其發(fā)揮應(yīng)有的價(jià)值。

3.2 故障檢測(cè)

從現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)情況來分析，鉆井工具在使用過程中是很有可能出現(xiàn)各類故障的，致使其在應(yīng)用過程中發(fā)生卡死等情況，針對(duì)這些故障的后續(xù)處理也有比較高的難度，所以，針對(duì)鉆井工具的檢測(cè)同樣需要重視，檢修人員需要基于檢測(cè)設(shè)備和自身經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)鉆井工具是否存在故障隱患，及時(shí)進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)，最大限度降低鉆井設(shè)備在使用過程中出現(xiàn)故障的可能性。

3.3 電氣檢測(cè)

在新時(shí)代背景下，機(jī)械一體化生產(chǎn)模式已經(jīng)在石油行業(yè)得到了推廣普及，依托先進(jìn)的電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)油井開采的控制已經(jīng)取得了階段性成效。為了順應(yīng)石油開采過程中這一技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，需要對(duì)石油企業(yè)當(dāng)中所應(yīng)用的電氣工程系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，保障鉆井工具在使用過程中性能的正常穩(wěn)定。

4 石油鉆井工具的應(yīng)用路徑

4.1 鉆機(jī)與裝備自動(dòng)化技術(shù)

伴隨著目前國內(nèi)石油行業(yè)機(jī)械自動(dòng)化水平的不斷提升和創(chuàng)新，石油鉆井工具也在這一過程中得到了不斷的優(yōu)化改良，這讓石油鉆井工具在使用過程中展現(xiàn)出了自動(dòng)化、智能化以及信息化等特征，使其使用范圍得到了有效的延伸。例如：在我國的油井開采作業(yè)當(dāng)中，相關(guān)崗位工作人員只需要通過計(jì)算機(jī)設(shè)備發(fā)布一個(gè)指令，便能夠在指定時(shí)間范圍內(nèi)迅速完成對(duì)應(yīng)的工作內(nèi)容，這一技術(shù)的使用，讓油田開采的整體效率得到了顯著的增強(qiáng)，另外需要注意到的是，在新時(shí)代背景下，鉆井工具對(duì)不同環(huán)境的適應(yīng)能力也得到了顯著的提升。

4.2 地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)與隨鉆測(cè)量技術(shù)

當(dāng)前，在國內(nèi)石油鉆井作業(yè)當(dāng)中，針對(duì)隨鉆測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為常態(tài)，伴隨著此項(xiàng)技術(shù)的使用，石油開采的范圍得到了有效的拓展，讓鉆井施工作業(yè)可以在多種類型復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中得以有效開展。此項(xiàng)技術(shù)依托紅外線技術(shù)、北斗定位技術(shù)，完成了對(duì)油井下方實(shí)際情況的全面勘測(cè)，這對(duì)于油井下問題的科學(xué)高效處理具有十分重要的意義。

4.3 電子智能鉆柱技術(shù)

在使用電子智能鉆柱技術(shù)時(shí)，可以基于油井下硬件設(shè)備的電能使用情況來對(duì)作業(yè)過程中的電功率進(jìn)行確定。智能鉆柱系統(tǒng)在油井下方使用分布式傳感設(shè)備，把微型計(jì)算機(jī)處理器安裝于傳感器之中，之后依托耦合元件把微型計(jì)算機(jī)處理器當(dāng)中的數(shù)據(jù)信息傳送至電力線上，實(shí)現(xiàn)鉆井作業(yè)質(zhì)量的優(yōu)化提升。

5 結(jié)束語

整體來講，科學(xué)合理地在現(xiàn)代石油開采工作中使用先進(jìn)鉆進(jìn)工具，可以為我國石油開采行業(yè)帶來巨大的便利，有效增強(qiáng)石油的開采效率。另外，石油開采工具的使用還可以降低各崗位工作人員的工作負(fù)荷，保障石油開采作業(yè)長期高效進(jìn)行，因此，對(duì)鉆井工具性能進(jìn)行持續(xù)性升級(jí)改良，是促進(jìn)我國石油行業(yè)健康發(fā)展的重要前提，需要引起各方重視。

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