油田鉆井設(shè)備常出現(xiàn)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(yè)過程中，鉆井設(shè)備會(huì)受到多種因素的影響，出現(xiàn)運(yùn)行異常、設(shè)備老化以及零部件受損等故障問題，在復(fù)雜的地質(zhì)條件、多變的天氣情況下，鉆井設(shè)備故障問題時(shí)有發(fā)生，不僅會(huì)影響油田正常生產(chǎn)，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)事故問題出現(xiàn)，所以必須加強(qiáng)鉆井設(shè)備故障維修處理，確保鉆井設(shè)備能夠保持正常運(yùn)行狀態(tài)。本文結(jié)合鉆井設(shè)備常見的幾種故障問題，對(duì)其維修策略進(jìn)行全面分析，提出多項(xiàng)科學(xué)的鉆井設(shè)備故障維修技術(shù)。

1 油田鉆井設(shè)備基本結(jié)構(gòu)分析

油田開發(fā)工作對(duì)社會(huì)發(fā)展具有重要意義，具有“工業(yè)血液”的美稱，但是，油田開采是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，需要使用大量的鉆井設(shè)備，先進(jìn)的鉆井設(shè)備能夠從更深的地層中開采油氣資源。按照鉆進(jìn)工藝和工序的不同，鉆井設(shè)備的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)構(gòu)成也有所差異，常規(guī)鉆井設(shè)備的結(jié)構(gòu)構(gòu)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(shè)備、泥漿泵、電控設(shè)備以及發(fā)電設(shè)備；運(yùn)行系統(tǒng)包括起升系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、傳遞系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等。起升系統(tǒng)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(fù)雜的起升工作；旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)盤、鉆具等構(gòu)成，用于連接起升系統(tǒng)和鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，帶動(dòng)井下鉆具旋轉(zhuǎn)，從而完成巖石破碎工作；鉆井液循環(huán)系統(tǒng)由鉆井泵、地面管匯、立管以及凈化裝置等構(gòu)成，用于對(duì)井底的沖洗和動(dòng)力傳遞。由此可見，鉆井設(shè)備內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，包括多項(xiàng)硬件設(shè)備和系統(tǒng)，各設(shè)備和系統(tǒng)都具有重要的作用，任何一個(gè)設(shè)備發(fā)生故障問題，都會(huì)導(dǎo)致鉆井設(shè)備整體無法運(yùn)行，從而需要停止開采作業(yè)，對(duì)故障問題進(jìn)行維修處理，不能帶著設(shè)備開展鉆進(jìn)作業(yè)，否則，會(huì)引起嚴(yán)重的安全事故發(fā)生，為此必須掌握鉆井設(shè)備常見的故障類型、故障表現(xiàn)形式以及維修方法，是提高油田開采作業(yè)效率的有效方式。

2 油田鉆井設(shè)備常見故障分析

2.1 鉆井設(shè)備常見故障類型

根據(jù)我國油田企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，鉆井設(shè)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(diào)性故障四種不同類型，不同類型的故障原因不同，表現(xiàn)形式也有很大差異。退化性故障表現(xiàn)為鉆井設(shè)備老化、元件磨損、質(zhì)量下降以及部分元件表面脫落，通常在鉆井設(shè)備使用一段時(shí)間后出現(xiàn)；功能性故障一般表現(xiàn)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(shè)備腐蝕、鉆井設(shè)備開裂、過度變形以及元件破損等，主要是在鉆井作業(yè)過程中，受到強(qiáng)烈碰撞等原因引起；失調(diào)性故障一般因?yàn)閴毫Σ痪舛?，具體表現(xiàn)形式多樣。鉆井設(shè)備因?yàn)樾枰L時(shí)間在惡劣的地下環(huán)境中保持高強(qiáng)度作業(yè)狀態(tài)，所以故障問題發(fā)生具有必然性，經(jīng)過自然磨損、碰撞后，就會(huì)引起鉆井設(shè)備出現(xiàn)散熱功能下降、元件破損、壓力失衡等故障問題，此時(shí)，鉆井設(shè)備運(yùn)行會(huì)受到很大阻礙，或在運(yùn)行過程中出現(xiàn)較大噪音、異常振動(dòng)等問題，導(dǎo)致鉆井設(shè)備作業(yè)效率下降，同時(shí)會(huì)引起一定的安全性問題。

2.2 鉆井設(shè)備故障原因分析

鉆井設(shè)備出現(xiàn)故障問題是不能完全避免的，但是，與人為因素具有密切關(guān)系，根據(jù)相關(guān)的調(diào)查顯示，超過80%的鉆井設(shè)備故障是由于缺乏維護(hù)管理機(jī)制、維護(hù)方法不科學(xué)、鉆井設(shè)備使用不同規(guī)范等人為因素而導(dǎo)致，其故障具體原因包括：

（1）部分油田企業(yè)缺乏完善健全的鉆井設(shè)備維護(hù)管理機(jī)制，導(dǎo)致鉆井設(shè)備作業(yè)完成后沒有得到妥善的保養(yǎng)和維護(hù)，沒有形成定期開展維護(hù)修理的制度，是引起鉆井設(shè)備出現(xiàn)故障問題的主要因素。一些油田企業(yè)對(duì)鉆井設(shè)備的維護(hù)管理工作不夠重視，在鉆井設(shè)備維護(hù)管理中的經(jīng)費(fèi)投入不足，整體維護(hù)管理過于粗放，沒有形成精細(xì)化管理模式，從而導(dǎo)致鉆井設(shè)備中存在的許多故障隱患沒有及時(shí)處理，最終引起故障問題發(fā)生，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失后果和安全事故。

（2）維護(hù)方法不夠科學(xué)。鉆井設(shè)備形式多樣，不同的鉆井設(shè)備常見的故障類型有所不同，所以需要針對(duì)不同的鉆井設(shè)備采用相對(duì)應(yīng)的維護(hù)方法，才能夠保證鉆井設(shè)備質(zhì)量，但是，一些油田企業(yè)所采用的維護(hù)方法不夠科學(xué)，缺乏針對(duì)性，導(dǎo)致故障問題難以徹底解決，為了節(jié)省成本，對(duì)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(dǎo)致故障問題頻發(fā)發(fā)生。鉆井設(shè)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(jié)合科學(xué)的維護(hù)方法，能夠起到良好的效果，但是，許多油田企業(yè)采用的維護(hù)方法缺乏科學(xué)性，是引起鉆井設(shè)備故障的重要原因。

（3）維修人員自身能力有待提升。鉆井設(shè)備故障維護(hù)處理是一項(xiàng)專業(yè)性工作，對(duì)于維修人員的專業(yè)技術(shù)水平要求較高，維修人員需要能夠準(zhǔn)確判斷故障類型、故障原因，根據(jù)故障分析結(jié)果采用相應(yīng)的維修技術(shù)，但是，一些維修人員的技術(shù)水平較差，缺乏專業(yè)的維修技術(shù)和能力，知識(shí)體系不夠完善，導(dǎo)致故障維修不夠徹底，從而嚴(yán)重限制鉆井設(shè)備的功能發(fā)揮，對(duì)于油田開采作業(yè)十分不利，甚至一些維修人員會(huì)采用違規(guī)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(shè)備故障后果分析

鉆井設(shè)備如果發(fā)生故障問題，會(huì)對(duì)油田開采作業(yè)造成很大影響，主要體現(xiàn)在對(duì)油田開采生產(chǎn)和作業(yè)人員兩個(gè)方面。首先，當(dāng)鉆井設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致鉆井設(shè)備無法正常運(yùn)行，從而嚴(yán)重影響井下開采作業(yè)效率，使得經(jīng)濟(jì)效益受到損害，是鉆井設(shè)備故障問題最直接的后果。其次，鉆井設(shè)備故障問題會(huì)對(duì)作業(yè)人員產(chǎn)生很大威脅，帶有故障的鉆井設(shè)備運(yùn)行時(shí)，整體運(yùn)行狀態(tài)不夠穩(wěn)定，當(dāng)井下環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，可能會(huì)引起嚴(yán)重的安全后果，從而威脅作業(yè)人員的生命安全，無法為作業(yè)人員提供安全可靠的生產(chǎn)環(huán)境。最后，故障問題會(huì)降低鉆井設(shè)備使用壽命，一些頻繁發(fā)生的故障會(huì)導(dǎo)致鉆井設(shè)備內(nèi)部系統(tǒng)受到嚴(yán)重?fù)p害，且如果故障問題沒有及時(shí)得到處理，會(huì)導(dǎo)致故障后果不斷惡化，最終引起鉆井設(shè)備整體無法運(yùn)行的問題出現(xiàn)。

3 油田鉆井設(shè)備常出現(xiàn)故障的解決措施分析

針對(duì)上述油田鉆井設(shè)備常見的故障問題，必須在準(zhǔn)確掌握鉆井設(shè)備故障原因發(fā)生的基礎(chǔ)上，制定科學(xué)的解決策略，確保鉆井設(shè)備故障問題能夠得到快速解決，這是提高油田生產(chǎn)效率的重要方式。結(jié)合實(shí)踐生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，本文總結(jié)了以下多項(xiàng)有效的油田設(shè)備故障解決措施。

3.1 加強(qiáng)油田設(shè)備統(tǒng)一管理

科學(xué)的管理是保障油田設(shè)備質(zhì)量的重要措施，當(dāng)前部分油田企業(yè)尚未建立統(tǒng)一的鉆井設(shè)備管理模式，整體管理過于分散化，所以需要建立統(tǒng)一的鉆井設(shè)備管理模式，通過科學(xué)的管理能夠有效避免多項(xiàng)故障問題發(fā)生。需要建立統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的管理制度，結(jié)合各個(gè)地區(qū)油田開采工作的特點(diǎn)，從實(shí)際情況出發(fā)，構(gòu)建一套統(tǒng)一化的標(biāo)準(zhǔn)化管理制度，使得鉆井設(shè)備能夠以統(tǒng)一的管理模式作為指導(dǎo)，從而開展科學(xué)的管理工作，避免因設(shè)備過于分散而出現(xiàn)獨(dú)立管理的現(xiàn)象，同時(shí)，能夠幫助油田企業(yè)準(zhǔn)確掌握鉆井設(shè)備的使用情況，是提高油田企業(yè)管理工作質(zhì)量的重要方式。為此，油田企業(yè)需要摒棄傳統(tǒng)的分散化管理模式，創(chuàng)新統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的管理制度，并組建具有專業(yè)管理能力的團(tuán)隊(duì)和部分，對(duì)鉆井設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配和檢修，管理人員需要定時(shí)向上級(jí)部門匯報(bào)鉆井設(shè)備的使用情況、保養(yǎng)情況以及維修情況，鉆井設(shè)備的維修同樣需要經(jīng)過上級(jí)部門審批核驗(yàn)，上級(jí)部門需要委派技術(shù)人員對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行核驗(yàn)，如果能夠通過維修等措施解決設(shè)備故障問題，則不能批準(zhǔn)其購買新設(shè)備，進(jìn)而能夠構(gòu)建完善的管理模式，同時(shí)，能夠降低鉆井設(shè)備維修管理成本，促進(jìn)油田企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提升?？茖W(xué)、統(tǒng)一的維護(hù)管理模式，能夠使得維護(hù)管理工作更加規(guī)范化，從根本上解決鉆井設(shè)備故障頻發(fā)的問題。

3.2 加強(qiáng)預(yù)防性維護(hù)管理模式建設(shè)

鉆井設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，會(huì)使得鉆井作業(yè)停產(chǎn)，同時(shí)，會(huì)引起安全問題，所以最有效的解決措施是加強(qiáng)日常維護(hù)管理，采用預(yù)防性管理模式，在故障問題發(fā)生前進(jìn)行解決，而不是采用補(bǔ)救性的維修技術(shù)手段，所以油田企業(yè)需要結(jié)合鉆井設(shè)備的實(shí)際情況。油田企業(yè)需要根據(jù)鉆進(jìn)設(shè)備的實(shí)際情況，制定完善的使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，確保鉆井設(shè)備管理體系能夠?qū)S護(hù)人員的操作、行為等產(chǎn)生約束作用，使其能夠在規(guī)定范圍內(nèi)正確維護(hù)鉆井設(shè)備，從而能夠避免鉆井設(shè)備出現(xiàn)故障的問題。維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范在制定時(shí)，必須結(jié)合鉆井設(shè)備的基本情況，明確鉆井設(shè)備的使用注意事項(xiàng)，加強(qiáng)對(duì)鉆井設(shè)備正確使用方法的培訓(xùn)和教育，使維護(hù)人員能夠在專業(yè)能力方面得到提升，并不斷強(qiáng)化維護(hù)人員的責(zé)任意識(shí)，使其在鉆井設(shè)備維護(hù)管理過程中能夠保持高度認(rèn)真負(fù)責(zé)的職業(yè)態(tài)度，嚴(yán)格遵守鉆井設(shè)備維護(hù)規(guī)定，不能為了自身的便利性而錯(cuò)誤或違規(guī)使用鉆井設(shè)備維護(hù)方法，進(jìn)而能夠保障鉆井設(shè)備質(zhì)量，降低各種鉆井設(shè)備故障發(fā)生率。

3.3 加強(qiáng)鉆井設(shè)備使用規(guī)范培訓(xùn)

鉆進(jìn)設(shè)備故障問題中，有很大一部分是因?yàn)樽鳛槭褂枚?，所以為了解決故障問題，油田企業(yè)必須加強(qiáng)對(duì)鉆井設(shè)備操作人員培訓(xùn)，使其掌握正確的使用方法，防止因違規(guī)操作導(dǎo)致故障問題發(fā)生。油田企業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)人員的操作培訓(xùn)工作，使其掌握各項(xiàng)鉆井設(shè)備的正確使用方法，能夠快速、準(zhǔn)確地判斷出鉆井設(shè)備是否存在故障問題，以及生產(chǎn)期間如果鉆井設(shè)備發(fā)生故障問題，如果在保障生產(chǎn)作業(yè)安全的情況下進(jìn)行處理，才能夠全面提高鉆井設(shè)備使用規(guī)范性。通過科學(xué)的操作培訓(xùn)，能夠使生產(chǎn)人員、維護(hù)人員快速熟悉各鉆井設(shè)備的具體操作方式，可以聘請(qǐng)行業(yè)專家對(duì)新引進(jìn)的鉆井設(shè)備操作進(jìn)行培訓(xùn)，同時(shí)需要制定相應(yīng)的操作考核模式，保證每一位生產(chǎn)人員、維護(hù)人員通過考核后才能上崗，從而能夠有效提升鉆井設(shè)備管理效果，防止因人為因素導(dǎo)致鉆井設(shè)備出現(xiàn)故障問題。

3.4 提高鉆井設(shè)備故障維修技術(shù)水平

鉆井設(shè)備故障維修難度較大，針對(duì)不同故障類型需要采用相應(yīng)的維修技術(shù)，為了妥善、快速解決鉆井設(shè)備故障，恢復(fù)鉆井生產(chǎn)，必須不斷提升維修技術(shù)水平。（1）針對(duì)退化性鉆井設(shè)備故障，需要采用退化元件的維修方式，當(dāng)發(fā)現(xiàn)鉆井設(shè)備內(nèi)某元件磨損程度較為嚴(yán)重時(shí)，必須及時(shí)更換退化的元件，而不能采用修復(fù)措施，否則，會(huì)導(dǎo)致故障問題頻發(fā)，是鉆井設(shè)備維修技術(shù)必須掌握的關(guān)鍵要點(diǎn)。（2）針對(duì)功能性鉆故障的維修，是鉆井設(shè)備維修中難度較高的部分，通常需要對(duì)鉆井設(shè)備的絕緣故障部分進(jìn)行修復(fù)，確保鉆井設(shè)備整體絕緣性能良好，才能夠提高鉆井設(shè)備的控制效果，同時(shí)，還要做好防潮維修工作，保證鉆井設(shè)備具有良好的防潮性，從而能夠避免鉆井設(shè)備在運(yùn)行期間發(fā)生損壞。（3）針對(duì)破壞性故障，需要根據(jù)破壞程度選擇采用維修或更換的技術(shù)手段，如果鉆井設(shè)備元件破壞程度較低，比如，裂紋、松動(dòng)等，通過強(qiáng)化、緊固等維修技術(shù)即可解決，但是，如果鉆井設(shè)備元件破壞較嚴(yán)重，則需要更換破損元件，不能繼續(xù)使用。（4）針對(duì)失調(diào)性鉆井設(shè)備，需要明確鉆井設(shè)備內(nèi)部各系統(tǒng)運(yùn)行壓力，將其調(diào)整到規(guī)定壓力范圍內(nèi)，同時(shí)采用一定的壓力控制措施，防止鉆井設(shè)備運(yùn)行期間出現(xiàn)壓力波動(dòng)過大的問題，即可起到良好的解決效果。

4 結(jié)語

綜上所述，本文全面闡述了鉆井設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)，并對(duì)鉆井設(shè)備的常見故障、故障原因以及故障后果進(jìn)行分析，最后提出多項(xiàng)有效的解決措施，希望能夠?qū)ξ覈蜌忾_采行業(yè)起到一定的借鑒和幫助作用，不斷提高鉆井設(shè)備應(yīng)用和維護(hù)管理水平，從而促進(jìn)油氣資源生產(chǎn)效率的提升，滿足工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展資源的需求。