我國(guó)固井設(shè)備開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀及可持續(xù)發(fā)展研究

于成平（中國(guó)石油西部鉆探固井公司水泥混配儲(chǔ)運(yùn)站， 新疆 克拉瑪依 834009）

我國(guó)固井設(shè)備開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀及可持續(xù)發(fā)展研究

于成平（中國(guó)石油西部鉆探固井公司水泥混配儲(chǔ)運(yùn)站， 新疆 克拉瑪依 834009）

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)固井設(shè)備的開(kāi)發(fā)已經(jīng)開(kāi)始逐漸靠近國(guó)際水準(zhǔn)。本文首先探索了我國(guó)固井設(shè)備的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，然后從提高產(chǎn)品質(zhì)量和優(yōu)化設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)這兩方面，提出了我國(guó)固井設(shè)備開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的具體策略，希望能在一定程度上促進(jìn)我國(guó)固井設(shè)備制造的可持續(xù)發(fā)展，提高生產(chǎn)效率及固井質(zhì)量。

固井設(shè)備；開(kāi)發(fā)；現(xiàn)狀；可持續(xù)發(fā)展；研究

我國(guó)固井設(shè)備開(kāi)發(fā)技術(shù)最初還是以仿制為主，后來(lái)逐漸引用了國(guó)外一些先進(jìn)技術(shù)，開(kāi)拓了自主創(chuàng)新的探索道路，并逐漸趕上了國(guó)際一流水平。在固井設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中積極運(yùn)用設(shè)計(jì)及創(chuàng)新技術(shù)，能夠大幅度提升固井設(shè)備的配套功能，為國(guó)內(nèi)固井設(shè)備將來(lái)的研究發(fā)展指明方向。

1　我國(guó)固井設(shè)備開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀探索

在二十世紀(jì)八十年代初，我國(guó)固井設(shè)備仍然是以進(jìn)口為主，當(dāng)時(shí)運(yùn)用最為廣泛的就是400型水泥車(chē)，主要來(lái)自于羅馬尼亞。從九十年代開(kāi)始，國(guó)產(chǎn)配置的高能混合型二次混漿固井設(shè)備GJC35-16單機(jī)單泵固井車(chē)以及GJC50-30雙機(jī)雙泵固井車(chē)順利研發(fā)，逐漸代替了原來(lái)的400型水泥車(chē)，成了最普及的機(jī)型。自此，我國(guó)各大油田開(kāi)始減少對(duì)進(jìn)口設(shè)備的依賴(lài)，這也標(biāo)志著我國(guó)固井設(shè)備的研發(fā)水準(zhǔn)已經(jīng)走向國(guó)際領(lǐng)先地位。

我國(guó)自主生產(chǎn)的固井設(shè)備中，最具代表性的就是江漢石油管理局四機(jī)廠所生產(chǎn)的設(shè)備。該企業(yè)獲得了原石油部的大力支持，引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)固井車(chē)，以及七項(xiàng)最新的設(shè)計(jì)生產(chǎn)技術(shù)。因此，該企業(yè)制造的固井水泥車(chē)，其壓力從原來(lái)的35MPa增加到了100MPa，其排量也從原來(lái)的1600L/min增加到了3500L/ min。以往的固井車(chē)混漿方式是以旋流式為主，現(xiàn)在發(fā)展成為了以噴射式為主，而控制形式也從人工控制變成了計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。如此一來(lái)，針對(duì)水泥漿進(jìn)行的密度調(diào)節(jié)會(huì)更加精確，能夠規(guī)避人工操作時(shí)出現(xiàn)的各種失誤。水泥漿密度測(cè)量選用了非放射性密度顯示計(jì)，能夠減少乃至避免放射性物質(zhì)對(duì)人體和環(huán)境造成的損害。固井設(shè)備中的自動(dòng)混漿微處理器具有模擬功能，工作人員能夠在不用水泥的前提下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模擬操作，從而節(jié)約成本，提高作業(yè)水平。

到二十世紀(jì)末，為了滿(mǎn)足高壓力、大功率、大排量、自動(dòng)化的操作需要，我國(guó)調(diào)研了國(guó)外相關(guān)技術(shù)的發(fā)展情況，并結(jié)合自身實(shí)際需求，研發(fā)了由計(jì)算機(jī)操控的GJC40-17、GJC45-21這兩類(lèi)單機(jī)單泵自動(dòng)混漿固井車(chē)，其壓力分別為40MPa和45MPa，排量分別為1700L/min和2100L/min。此外還有三類(lèi)雙機(jī)雙泵自動(dòng)混漿固井車(chē)，其系統(tǒng)選用了中外合資企業(yè)生產(chǎn)的高能混漿裝置與計(jì)算機(jī)調(diào)控系統(tǒng)，在市場(chǎng)上取得了一定的優(yōu)勢(shì)。其中GCJ100-31雙機(jī)雙泵固井車(chē)運(yùn)用了最新的600HP柱塞泵，成為了國(guó)內(nèi)固井設(shè)備的標(biāo)志性產(chǎn)品。

2　我國(guó)固井設(shè)備開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的具體策略

2.1提高產(chǎn)品質(zhì)量

首先，要提升產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。我國(guó)石油設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)不僅包括手工繪圖，還包含了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。要提高產(chǎn)品質(zhì)量，就要先把好設(shè)計(jì)這一關(guān)，要在提高設(shè)計(jì)效率的同時(shí)優(yōu)化資源配置及管理。設(shè)計(jì)人員要重視產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的升級(jí)，要全面貫徹三維設(shè)計(jì)方案，強(qiáng)化針對(duì)主要構(gòu)件的機(jī)械應(yīng)力分析，并把當(dāng)前的二維設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)變成多維模型，真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的“自上而下”系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

其次，要不斷縮減新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期。要提高產(chǎn)品質(zhì)量，還需持續(xù)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行更新，在原有的基礎(chǔ)上對(duì)其實(shí)施優(yōu)化，加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)構(gòu)件的研究開(kāi)發(fā)，改善檢測(cè)技術(shù)，把握主要設(shè)備集成、配置以及重要部分的零部件技術(shù)。同時(shí)積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，逐步研究并開(kāi)發(fā)出種類(lèi)豐富的模塊構(gòu)件，為整體配套打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。此外，還要建立起關(guān)于基礎(chǔ)部分的三維數(shù)據(jù)庫(kù)，使新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)更為迅速、高效。

最后，還要提升產(chǎn)品的通用性。有的企業(yè)生產(chǎn)的固井設(shè)備雖具有一定功能，但通用性不足。要全面發(fā)揮產(chǎn)品的性能，就要處理好通用性差的問(wèn)題，確保零部件通用率能超過(guò)90%，且發(fā)動(dòng)機(jī)與底盤(pán)之外的配件通用率能達(dá)到95%。

2.2優(yōu)化設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)

首先，要優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)，就要提高柱塞泵容積率。對(duì)于固井設(shè)備而言，其柱塞泵容積率屬于其自身性能的關(guān)鍵性指標(biāo)。研究人員要對(duì)泵閥、吸入、排出管系以及液力端型構(gòu)造等多項(xiàng)因素展開(kāi)細(xì)致的研究探索，以便最大限度地提升柱塞泵容積率。

其次，要提升控制系統(tǒng)的科技水平。固井設(shè)備中，其控制系統(tǒng)屬于國(guó)際上發(fā)展更新最快的系統(tǒng)。固井作業(yè)需要具備相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確性，對(duì)操作過(guò)程的精細(xì)度要求較高。因此，必須要改變?cè)瓉?lái)的人工控制與半人工控制模式，將其轉(zhuǎn)變成機(jī)械控制與計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制。另外，還應(yīng)學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，例如開(kāi)發(fā)固井機(jī)組控制系統(tǒng)，利用無(wú)線衛(wèi)星通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送等。

3　結(jié)語(yǔ)

從目前情況看，固井作業(yè)量不斷提高，以往的設(shè)備已經(jīng)難以滿(mǎn)足當(dāng)前的需求。因此，必須從固井設(shè)備開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀著手，不斷滿(mǎn)足復(fù)雜地層和“三高兩淺”特殊工藝井的固井水泥漿密度，最好能夠控制在1.15～2.65g/cm3的需要。同時(shí)，固井設(shè)備要具備從現(xiàn)場(chǎng)施工開(kāi)始到結(jié)束的施工排量、壓力、密度等相關(guān)參數(shù)的數(shù)據(jù)采集功能。積極改善生產(chǎn)技術(shù)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，使我國(guó)固井設(shè)備能在市場(chǎng)中占據(jù)一席之地，為各大企業(yè)提供服務(wù)。

［1丁士東.國(guó)內(nèi)外固井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)［J］.鉆井液與完井液，2002，05：38-42+59.

［2］劉重慶.我國(guó)固井設(shè)備開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀及發(fā)展［J］.中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012，13：217.

于成平（1964- ），男 ，漢族，四川平昌人，工程師，主要從事石油鉆井固井工程工作。