國(guó)內(nèi)外新型鉆井設(shè)備技術(shù)新進(jìn)展

谷萬(wàn)斌

【摘 要】在石油鉆探當(dāng)中，實(shí)際的鉆井設(shè)備技術(shù)對(duì)石油鉆探的效率和質(zhì)量有著密不可分的聯(lián)系，文章對(duì)石油鉆探工作作出簡(jiǎn)要敘述，進(jìn)而引出當(dāng)下國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的新型鉆井設(shè)備和技術(shù)內(nèi)容，通過(guò)分析鉆井過(guò)程當(dāng)中可能遇到的問(wèn)題分析鉆井工作對(duì)相關(guān)鉆井設(shè)備的要求，對(duì)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展進(jìn)行研究，旨在為石油鉆井相關(guān)工作合理選擇鉆井設(shè)備和技術(shù)提供有力的參考。

【關(guān)鍵詞】鉆井設(shè)備；空氣鉆井；環(huán)保；設(shè)備技術(shù)；發(fā)展

一、國(guó)內(nèi)外空氣鉆井設(shè)備內(nèi)容

隨著時(shí)代的進(jìn)步傳統(tǒng)的石油鉆井技術(shù)已經(jīng)不能夠滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)于石油開(kāi)采的實(shí)際需求，且當(dāng)前石油鉆井工作當(dāng)中地層較復(fù)雜，對(duì)井身的結(jié)構(gòu)要求也較復(fù)雜，因此國(guó)內(nèi)外的機(jī)械工程師開(kāi)始對(duì)空氣鉆井設(shè)備和相關(guān)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化更新。

（一）國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的發(fā)展

對(duì)于國(guó)內(nèi)外空氣鉆井設(shè)備上，國(guó)外已經(jīng)成立了專門(mén)的欠平衡鉆井公司，例如Weatherford、FlowDriling、Shell等專業(yè)化公司，其整套設(shè)備的充氣量可以達(dá)到300m3/min。在設(shè)備的制造研發(fā)方面，國(guó)外一些公司例如Sullair、Atlas-Copco、Ingersoll-Rand等其對(duì)于空氣壓縮機(jī)技術(shù)的研發(fā)較成熟，有屬于自身品牌的空氣壓縮機(jī)銷售。在增壓機(jī)技術(shù)方面，當(dāng)屬Knox-Western和Ariel公司生產(chǎn)的增壓機(jī)性能良好。膜制氮設(shè)備技術(shù)作為石油鉆井工作當(dāng)中不可或缺的一項(xiàng)技術(shù)，國(guó)外的Prism、Generon和Medal等公司的膜制氮設(shè)備技術(shù)較成熟，在各個(gè)國(guó)家的石油鉆探平臺(tái)當(dāng)中得到廣泛應(yīng)用。

在我國(guó)內(nèi)部，相關(guān)部門(mén)對(duì)于空氣鉆井設(shè)備技術(shù)的研究也在忙碌的開(kāi)展著。當(dāng)下，國(guó)內(nèi)一些有關(guān)的研發(fā)企業(yè)和國(guó)內(nèi)相關(guān)鉆井工作達(dá)成合作共識(shí)，通過(guò)結(jié)合實(shí)際的鉆井工作對(duì)空氣鉆井設(shè)備技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，打破國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的壁壘[1]。我國(guó)國(guó)內(nèi)自主研發(fā)空氣鉆井設(shè)備的不斷發(fā)展使得國(guó)內(nèi)相關(guān)鉆井技術(shù)能夠指導(dǎo)我國(guó)石油鉆井工作開(kāi)展氮?dú)忏@井、霧化鉆井以及重啟鉆井液鉆井等開(kāi)展，提高了我國(guó)石油鉆井的實(shí)際技術(shù)含量。以中石油勘探開(kāi)發(fā)研究院的相關(guān)研究成果為例，其對(duì)于鉆井當(dāng)中的天然氣壓縮機(jī)、鉆采先進(jìn)工藝等技術(shù)通過(guò)和多個(gè)研究機(jī)構(gòu)建立聯(lián)系實(shí)現(xiàn)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的攻克，進(jìn)而具備了研發(fā)先進(jìn)鉆井技術(shù)的實(shí)力，可以將設(shè)備技術(shù)投入到實(shí)際的石油鉆探工作當(dāng)中，促進(jìn)我國(guó)石油鉆探工作的不斷進(jìn)步。

二、國(guó)內(nèi)外鉆井設(shè)備和技術(shù)的實(shí)時(shí)更新

對(duì)于石油鉆井工程而言，其實(shí)際的工程需要大量的投資，同時(shí)工程具備高位的風(fēng)險(xiǎn)，要保證石油鉆井工程合理的開(kāi)展，就要在設(shè)備和技術(shù)等方面投入大量的精力保證設(shè)備和技術(shù)的可靠性。

（一）能夠快速展開(kāi)遷徙的鉆機(jī)

鉆井設(shè)備并不是單單為一項(xiàng)工程提供服務(wù)的，先進(jìn)的設(shè)備對(duì)各項(xiàng)石油工程都有必要的幫助，實(shí)際的工作當(dāng)中，遇到一些工程工期緊張、交通不便等情況會(huì)給鉆井設(shè)備的展開(kāi)工作和及時(shí)遷徙帶來(lái)一定的困難，而能夠快速“搬家”的鉆井設(shè)備其本身具備設(shè)備的模塊化和自動(dòng)驅(qū)動(dòng)特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)設(shè)備的快速遷徙，例如我國(guó)的宏華石油機(jī)械廠制造的快搬鉆機(jī)，其制造成本廉價(jià)，對(duì)鉆井工程的后期工作能夠給提供高質(zhì)量的幫助，從而在國(guó)際上受到多個(gè)鉆井工程承包部門(mén)的歡迎。

（二）交流變頻設(shè)備

交流變頻設(shè)備主要指的是交流變頻鉆機(jī)，這種鉆機(jī)在電學(xué)理論上進(jìn)行了深入的優(yōu)化改善，在保證其驅(qū)動(dòng)力不變的基礎(chǔ)下實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備的智能化控制，進(jìn)而減少了設(shè)備操作中專業(yè)性人力資源的投入，其自身的軟件先進(jìn)性使得這種交流變頻設(shè)備得到廣泛的推廣應(yīng)用。

（三）PDC鉆頭方面的改善

PDC鉆頭的改善工藝在于對(duì)PDC鉆頭的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改善。傳統(tǒng)的PDC鉆頭只有4刀翼和5刀翼，不能夠滿足不同工程內(nèi)容的鉆井工作對(duì)PDC鉆頭的實(shí)際需求。伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，當(dāng)下國(guó)內(nèi)外的PDC鉆頭的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了較大的變化，其中PDC鉆頭的材質(zhì)有金剛石PDC（分為天然金剛石和復(fù)合金剛石兩種）、TSP-PDC，在PDC鉆頭的結(jié)構(gòu)上其實(shí)際結(jié)構(gòu)逐漸趨于復(fù)雜，主要在于刀翼數(shù)、牙輪刀翼和冠狀的組合方面，且復(fù)合切削片的不同尺寸、不同排數(shù)的結(jié)合又形成了不同種類的鉆頭。例如，波紋復(fù)合片的應(yīng)用使得復(fù)合片本身的使用壽命得到延長(zhǎng)，對(duì)于一些較硬地層的石油鉆探工作，這種波紋復(fù)合片的使用能夠切實(shí)提高鉆井的速度（我國(guó)江漢鉆頭在此技術(shù)上處于國(guó)內(nèi)的領(lǐng)先階段，技術(shù)較成熟，而國(guó)外先進(jìn)的波紋復(fù)合片技術(shù)集中在BAKER HUGHES、SMITH、REED等公司）。

三、鉆井技術(shù)發(fā)展建議

對(duì)于鉆井技術(shù)發(fā)展建議方面，要求其在環(huán)?；⒅悄芑臀⑿湍K化方面轉(zhuǎn)變。環(huán)保方面，要加強(qiáng)對(duì)廢棄鉆井現(xiàn)場(chǎng)的清理工作，避免鉆井工作完成后對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成嚴(yán)重的污染現(xiàn)象。智能化軟件的融入是石油鉆井相關(guān)設(shè)備技術(shù)發(fā)展的主要方向，將智能化軟件和鉆井設(shè)備技術(shù)相結(jié)合，使得鉆井工作受人力資源因素影響較少，可以在少量專業(yè)人員的配合下快速開(kāi)展工作。傳統(tǒng)的鉆井設(shè)備較笨重，一些精度較高的工作和工期緊張的工作其設(shè)備工作效率緩慢，將鉆井設(shè)備向微型模塊化研發(fā)方向發(fā)展是提高鉆井工作實(shí)時(shí)效率的中重要手段。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于鉆井設(shè)備和技術(shù)的優(yōu)化，空氣鉆井設(shè)備和其相關(guān)技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展，但是時(shí)代的發(fā)展對(duì)鉆井施工技術(shù)提出了新的要求，只有不斷的分析國(guó)內(nèi)外先進(jìn)鉆井設(shè)備和技術(shù)的研發(fā)發(fā)展，及時(shí)吸取國(guó)內(nèi)外先進(jìn)設(shè)備技術(shù)的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，才能夠切實(shí)提高我國(guó)石油鉆井工作的效率和質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

[1]郭先敏， 侯芳. 國(guó)外鉆井裝備與技術(shù)新進(jìn)展[J]. 石油機(jī)械， 2016， 44（7）：20-26.