試論石油機(jī)械新進(jìn)展

張國防 馮鐵勇

摘 要：伴隨著全球?qū)τ蜌赓Y源的需求不斷增長，21世紀(jì)的世界石油工業(yè)與20世紀(jì)的世界石油工業(yè)的發(fā)展相比較將會(huì)面臨著更加有嚴(yán)峻的考驗(yàn)以及挑戰(zhàn)。各種問題的制約，比如油氣資源量的限制、技術(shù)的制約、天然氣的發(fā)展、需求量的不斷增長、非常規(guī)的油氣資源的開采以及后石油時(shí)代的來臨等等。

關(guān)鍵詞： 石油工業(yè)；油氣資源；石油供應(yīng)；采油樹

中圖分類號(hào)：TE9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、21世紀(jì)的現(xiàn)代石油工業(yè)

自從1859年以來現(xiàn)代石油工業(yè)的出現(xiàn)，石油為人類工業(yè)的發(fā)展鋪平了道路，可以說世界石油工業(yè)是一個(gè)發(fā)展及其迅速的工業(yè)。它為人類在改造大自然的同時(shí)也取得了從來沒有過的榮譽(yù)與成就。但是后來就出現(xiàn)了幾次讓整個(gè)世界為之顫抖的石油危機(jī)?？傮w來說，20世紀(jì)的得石油工業(yè)的發(fā)展并不是一帆風(fēng)順的，有低谷同時(shí)也有高潮，這樣人們感到很茫然，不知道在這個(gè)地球上到底還有多少油氣資源可以供人們開采。只能靠著現(xiàn)在能用到的手段盡量多的發(fā)現(xiàn)油氣資源，盡量的可以開采出更多的油氣。到目前為止，石油工業(yè)仍然還有很長的路要走，人們也對(duì)此充滿了希望，不過隨著油氣資源的不斷減少以及人們對(duì)油氣資源的需求越來越大，這也是能看得出像油氣資源這種不可再生的資源對(duì)世界經(jīng)濟(jì)的影響有多大。

曾經(jīng)有人說21世紀(jì)會(huì)是石油時(shí)代終結(jié)的時(shí)代，畢竟從第二次世界大戰(zhàn)后，油氣的消費(fèi)與油氣的出產(chǎn)量達(dá)不成正比，而油氣資源的需求量還在持續(xù)不斷的增加，人類已經(jīng)通過各種不同的手段從地下開采石油超過一個(gè)多世紀(jì)了。如果按照這個(gè)趨勢(shì)發(fā)展下去的話，在21世紀(jì)將不會(huì)再有石油出現(xiàn)。然而在21世紀(jì)，人們還得繼續(xù)依賴者油氣資源進(jìn)行持續(xù)的發(fā)展，對(duì)油氣資源的需求會(huì)更加的增長。那么在這里筆者想根據(jù)自己一些有限的認(rèn)識(shí)和認(rèn)知來對(duì)21世紀(jì)的石油工業(yè)展望一下。

（一）21世紀(jì)世界石油工業(yè)發(fā)展的最大的制約就是有限的油氣資源

短期油氣資源展望：

總的來看，豐富的世界油氣資源還是能夠滿足最近幾十年人類對(duì)油氣資源的需求的，不過人們也應(yīng)該看得出油氣資源在分布方面明顯的出現(xiàn)分布不均的狀況。剩余的石油探明可采儲(chǔ)量在不斷得增長，但是人們對(duì)世界油氣資源的需求也在快速的增長。

其實(shí)地球上的油氣資源要比人們想象中的還要豐富。到2030年之前，世界主要的能源供應(yīng)還是油氣大約能占到能源供應(yīng)的百分之六十，可見一斑。2030之后人們會(huì)在天然氣的使用上快速增加，因?yàn)樘烊粴饧拳h(huán)保又經(jīng)濟(jì)。

2005年6月的一次能源統(tǒng)計(jì)對(duì)2004年世界的剩余石油和天然氣的可采儲(chǔ)量以及世界石油的產(chǎn)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，基本上的地區(qū)分布特征都與油氣雜志的統(tǒng)計(jì)相同，見表1。

表1數(shù)據(jù)表明，在世界石油天然氣的剩余可采儲(chǔ)量還是非常豐富的，能夠滿足人類在未來幾十年內(nèi)對(duì)世界油氣資源的基本需求的。

（二）21世紀(jì)人類對(duì)油氣資源的需求展望

現(xiàn)如今世界上能夠獲得新的石油供應(yīng)，是因?yàn)槭凸I(yè)是一個(gè)長期的事業(yè)，所以政府以及石油公司在10年甚至15年前做出的決策。一個(gè)概念，我們今天對(duì)油氣資源所做的預(yù)測(cè)和油氣事業(yè)發(fā)展的預(yù)測(cè)，都會(huì)對(duì)未來產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

經(jīng)濟(jì)的增長與能源需求的增長之間有著密不可分的干系。沒有可靠的能源的供應(yīng)，經(jīng)濟(jì)就不有增長，對(duì)于能源需求量最重要的一點(diǎn)就是能源消費(fèi)者的數(shù)量。

二、常用的鉆采機(jī)械的組成

目前，在世界范圍內(nèi)，常用的鉆井方法是旋轉(zhuǎn)式的鉆井法，相應(yīng)用到的設(shè)備主要就是轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)。隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步，慢慢出現(xiàn)了各種形式的鉆井設(shè)備。

鉆機(jī)的組成主要分為8個(gè)部分：旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、起升系統(tǒng)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和檢測(cè)顯示儀表、鉆機(jī)底座和輔助設(shè)備。

采油的設(shè)備主要是將天然氣、石油井下邊的天然氣或者石油采集到地面上來的一種裝置，油田采油主要是機(jī)械采油、自噴采油、采用各種能夠條采油出油率的三次采油，設(shè)備主要有相關(guān)的閥門、采油樹、采油油管、油水分離裝置等等。

三、現(xiàn)代鉆井機(jī)械新發(fā)展

1激光石油鉆機(jī)。有專家認(rèn)為激光鉆井將會(huì)是21世紀(jì)的石油天然氣鉆井的一次革命性的突破，就像20世紀(jì)初的旋轉(zhuǎn)鉆井代替頓鉆一樣帶來的一次徹底的突破。主要有這么幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：可以提高機(jī)械鉆的速度、降低鉆井的成本、減輕磨損、減少鉆井的時(shí)間、可以準(zhǔn)確的控制井眼、最大限度的減少甚至取消使用同心套管。

2交流變頻電驅(qū)動(dòng)石油鉆機(jī)。這是一種從國外引進(jìn)的一種先進(jìn)的電驅(qū)動(dòng)石油鉆機(jī)，能夠滿足石油鉆井工藝具有交流電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)的非常優(yōu)越的性能。主要的特點(diǎn)體現(xiàn)在它可以使電動(dòng)機(jī)的短時(shí)增距倍數(shù)達(dá)到1.5-2以上，這樣就大大的提升了鉆機(jī)的能力；比較容易實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的智能化、自動(dòng)化以及對(duì)外界變化的適應(yīng)控制；交流電機(jī)價(jià)格便宜、體積小、維護(hù)費(fèi)用低。使用的時(shí)候更容易操作和管理；安裝、搬遷、拆卸更加的方便靈活。

3連續(xù)揉管石油鉆機(jī)。這種鉆機(jī)始于20世紀(jì)50-70年代，在上世紀(jì)90年開始被使用在油田工業(yè)上，它在鉆具、鉆機(jī)、鉆井液設(shè)計(jì)理念等方面都有很大的進(jìn)步。主要有節(jié)約費(fèi)用、節(jié)約時(shí)間、占地面積效、減少鉆井液漏失等的優(yōu)點(diǎn)。

4套管石油鉆機(jī)。套管鉆井則是一種全新的鉆井工業(yè)技術(shù)，它被稱為是21世紀(jì)鉆井技術(shù)前沿的技術(shù)，98年開始正式用于石油工業(yè)上。主要的特點(diǎn)有：（1）節(jié)省大量的鉆井的管材，節(jié)約費(fèi)用；（2）簡化了鉆機(jī)結(jié)構(gòu)，降低了鉆機(jī)的成本，是鉆機(jī)更加方便，容易搬遷和操作；（3）可以降低鉆井的成本，與常規(guī)的鉆機(jī)鉆井相比，所需要的費(fèi)用可以節(jié)省百分之三十，經(jīng)濟(jì)效益十分的明顯。

參考文獻(xiàn)

[1]蘇義腦.螺桿鉆具研究及應(yīng)用[M].北京：石油工業(yè)出版社，2001.

[2]西安石油大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化教研室.石油機(jī)械新進(jìn)展[J].2002（07）.