石油鉆井頂驅(qū)設(shè)備的使用及維護(hù)分析

王加松，相軍峰

（中石油川慶鉆探厄瓜多爾分公司，四川 成都 610051）

社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步離不開能源消耗的支持，石油作為一種主要能源資源，每年的消耗都是不計(jì)其數(shù)的。我國作為發(fā)展中國家，對(duì)石油能源的需求更是巨大，國家每年都要從國外大量進(jìn)口原油，同時(shí)加大國內(nèi)的石油開采，用以滿足我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。隨著石油消耗的提升，需要加大石油開采效率才能滿足消耗需求，鉆井頂驅(qū)設(shè)備是一種最為常用的石油開采設(shè)備，是當(dāng)今世界石油鉆井的前沿技術(shù)與設(shè)備，是鉆井設(shè)備的三大技術(shù)成果之一。

石油的開采一般需要打豎井開采到地下2000m以下，才能進(jìn)行石油開采，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤鉆井開采效率低下，同時(shí)對(duì)鉆采環(huán)境要求較高，作業(yè)能力很難滿足石油開采需求。鉆井頂驅(qū)設(shè)備在二十世紀(jì)末，相繼在美國、法國、挪威等國研發(fā)成功，其打破傳統(tǒng)轉(zhuǎn)盤鉆井的傳統(tǒng)觀念，實(shí)現(xiàn)了鉆井自動(dòng)化，是鉆井設(shè)備發(fā)展史的重大突破，大幅提升了鉆井開采效率與作業(yè)能力，其通過井架上部空間直接旋轉(zhuǎn)鉆桿，沿專用導(dǎo)軌完成向下的開采工作。鉆井頂驅(qū)設(shè)備作為石油開采的主要設(shè)備，保障頂驅(qū)設(shè)備的正常運(yùn)行，是提升石油開采效率的有效措施。故此，加強(qiáng)鉆井頂驅(qū)設(shè)備的維護(hù)與使用是必不可少的，只有在日常管理、使用、維護(hù)中做到有序進(jìn)行，才能保障頂驅(qū)設(shè)備的使用時(shí)間與安全，進(jìn)而保障石油開采的有序進(jìn)行，提高石油開采效率較少成本投入，實(shí)現(xiàn)石油開采的可持續(xù)發(fā)展。

1 鉆井頂驅(qū)設(shè)備管理、維護(hù)的重要意義

石油的開采需要眾多開采設(shè)備，鉆井頂驅(qū)設(shè)備作為石油開采的主要設(shè)備，在日常管理中受到多方關(guān)注，但在實(shí)際石油開采中，需要對(duì)面多種惡劣環(huán)境、氣候等影響，尤其是在深海石油開采中，有時(shí)很難對(duì)頂驅(qū)設(shè)備進(jìn)行有效管理，導(dǎo)致鉆井頂驅(qū)設(shè)備使用與維護(hù)中，存在諸多問題。一旦鉆井頂驅(qū)設(shè)備出現(xiàn)問題，意味著鉆井開采進(jìn)入停工狀態(tài)，會(huì)延誤石油開采進(jìn)度降低石油開采效率，在一些嚴(yán)重問題發(fā)生時(shí)，甚至?xí)绊懙介_采工人的生命安全和國家財(cái)產(chǎn)。故此，在石油開采中，應(yīng)加強(qiáng)鉆井頂驅(qū)設(shè)備的管理措施，降低頂驅(qū)設(shè)備的故障發(fā)生率，進(jìn)而提升石油開采效率。

另外，行之有效的頂驅(qū)設(shè)備管理措施，可以提升頂驅(qū)設(shè)備的使用時(shí)間，即在同等成本投入下提升了石油企業(yè)效益，是提升石油企業(yè)競爭力的有效途徑。在鉆井頂驅(qū)設(shè)備的管理中，應(yīng)采用專業(yè)人員對(duì)頂驅(qū)設(shè)備進(jìn)行管理、維護(hù)，制定頂驅(qū)設(shè)備的使用規(guī)范與定期維護(hù)，在日常維護(hù)中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題解決問題，有效排除頂驅(qū)設(shè)備的使用安全隱患，從而提升頂驅(qū)設(shè)備的使用時(shí)間與效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)石油企業(yè)的利益最大化，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供充足的能源儲(chǔ)備。

2 石油鉆井頂驅(qū)設(shè)備的使用

石油鉆井頂驅(qū)設(shè)備的出現(xiàn)，改變傳統(tǒng)轉(zhuǎn)盤鉆井的石油開采模式，實(shí)現(xiàn)了石油鉆井自動(dòng)化的發(fā)展。鉆井頂驅(qū)設(shè)備利用井架的上部空間，直接旋轉(zhuǎn)鉆柱沿著專用軌道向下送進(jìn)，完成了鉆柱旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、換磚鉆井液、接單根、倒劃眼等鉆井操作，是石油鉆井設(shè)備發(fā)展的重大突破。

2.1 鉆井頂驅(qū)設(shè)備的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)盤式鉆井相比，頂驅(qū)鉆井設(shè)備具有較高的自動(dòng)化性能，減少施工人員的工作難度、工作強(qiáng)度與操作難度，提升了石油開采的安全性，同時(shí)頂驅(qū)鉆井采用井架上部空間旋轉(zhuǎn)鉆柱向下送進(jìn)的方法，減少了施工建設(shè)周期。另外，頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)的特殊結(jié)構(gòu)，減少了鉆柱與巖層的接觸，有效降低了鉆柱與巖層的摩擦力產(chǎn)生，大幅減少鉆柱被卡事件的出現(xiàn)，提升了鉆井效率與安全性，在相同成本的情況下，提升了石油企業(yè)利益。

2.2 鉆井頂驅(qū)系統(tǒng)的組成與使用

鉆井頂驅(qū)系統(tǒng)的組成包括鉆井馬達(dá)、大管子上卸裝置、導(dǎo)向滑車總成、水龍頭總成、動(dòng)力控制系統(tǒng)、平衡系統(tǒng)及輔助設(shè)備等，共同組成頂驅(qū)系統(tǒng)。

鉆井頂驅(qū)系統(tǒng)的使用。鉆井馬達(dá)給鉆柱提供動(dòng)力，帶動(dòng)鉆頭向下送進(jìn)，是整個(gè)頂驅(qū)系統(tǒng)的動(dòng)力來源，由于石油是一種可燃礦物質(zhì)，為了避免摩擦起火，需要在鉆井馬達(dá)上加裝高壓鼓風(fēng)裝置，在導(dǎo)軌內(nèi)部形成強(qiáng)力通風(fēng)系統(tǒng)，避免產(chǎn)生燃燒火花造成危險(xiǎn)事故。必要時(shí)，可加裝閉環(huán)冷卻系統(tǒng)，降低傳輸軌道內(nèi)溫度，避免安全事故的產(chǎn)生。輔助系統(tǒng)是輔助頂驅(qū)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的輔助系統(tǒng)。平衡系統(tǒng)是為了避免鉆井在上卸扣時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)桿絲扣產(chǎn)生影響從而損壞轉(zhuǎn)桿絲扣。導(dǎo)向滑車總成由支撐鉆井馬達(dá)構(gòu)件、導(dǎo)向滑車構(gòu)件及附件共同組成。

2.3 鉆井頂驅(qū)設(shè)備的發(fā)展方向

目前全球的鉆井頂驅(qū)設(shè)備，尚處于半自動(dòng)化狀態(tài)，部分操作仍需人為操作，需要進(jìn)一步頂驅(qū)系統(tǒng)的自動(dòng)化度。另外，目前使用的鉆井頂驅(qū)設(shè)備自身過重，對(duì)承重軸的要求較高，在長時(shí)間的工作中很容易造成承重軸過載損壞，需要進(jìn)一步改進(jìn)，較少頂驅(qū)設(shè)備的自重加減少設(shè)備損耗，提升頂驅(qū)設(shè)備的使用效率。

3 鉆井頂驅(qū)設(shè)備的常見問題分析及后果

3.1 鉆井頂驅(qū)設(shè)備的常見問題分析

石油開采是一項(xiàng)長期工作，需要頂驅(qū)設(shè)備不停歇的持續(xù)工作，在長時(shí)間的工作條件下，頂驅(qū)設(shè)備最為常見的問題就是，設(shè)備磨損、管道堵塞及零件松動(dòng)等。由于鉆井頂驅(qū)設(shè)備的特殊性，其架設(shè)位置與油田井相對(duì)較遠(yuǎn)，這就導(dǎo)致石油企業(yè)對(duì)油田井的監(jiān)管相對(duì)薄弱，較為容易出現(xiàn)一些故障問題，而一點(diǎn)油田井發(fā)生故障就會(huì)對(duì)頂驅(qū)設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生影響，導(dǎo)致石油開采停止運(yùn)行。對(duì)油田井的故障問題分析發(fā)現(xiàn)，這些問題的產(chǎn)生都是可以避免的，但由于忽視油田井的管理措施，導(dǎo)致油田井發(fā)生故障問題。故此，在加強(qiáng)鉆井頂驅(qū)設(shè)備管理的同時(shí)，也要加強(qiáng)對(duì)油田井的管理、維護(hù)措施。

3.2 鉆井頂驅(qū)設(shè)備故障后果

鉆井頂驅(qū)設(shè)備是石油鉆井開采的主要設(shè)備，一旦頂驅(qū)設(shè)備意味著石油開采需要定制作業(yè)，會(huì)嚴(yán)重影響石油開采進(jìn)度，降低石油開采效率，影響石油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。部分頂驅(qū)設(shè)備故障問題，不會(huì)影響整個(gè)石油開采的進(jìn)度，但需要石油企業(yè)投入設(shè)備維修人力與物力，同樣會(huì)增加石油開采企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。這種故障問題雖不會(huì)影響石油開采進(jìn)度，但隨著頂驅(qū)設(shè)備的長時(shí)間運(yùn)行，會(huì)不可預(yù)知的產(chǎn)生多種安全隱患，故此，在發(fā)現(xiàn)這種小故障時(shí)，也應(yīng)盡快維修。石油開采是一項(xiàng)復(fù)雜繁瑣的開采工作，一旦發(fā)生原油泄漏會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成不可估量的影響，鉆井設(shè)備作為石油開采的主要工序，應(yīng)加強(qiáng)鉆井設(shè)備的管理措施，避免發(fā)生原油泄漏問題，促進(jìn)石油開采行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4 鉆井頂驅(qū)設(shè)備的使用、維護(hù)現(xiàn)狀分析

4.1 管理制度不完善

石油開采是一項(xiàng)高技術(shù)水平工作，需要應(yīng)用到多種高精度石油開采設(shè)備，在石油開采工作中，需要技術(shù)工人按照嚴(yán)格按照鉆井設(shè)備的操作規(guī)范進(jìn)行操作，這樣才能確保鉆井設(shè)備有序運(yùn)行。就我國目前石油企業(yè)的石油開采管理現(xiàn)狀來看，雖然在總體管理上相對(duì)嚴(yán)格，但在一些專業(yè)設(shè)備上的使用與維護(hù)上相對(duì)不足。以最為常用鉆井頂驅(qū)設(shè)備來說，在其日常操作與維護(hù)管理上明顯缺乏完善的管理制度，對(duì)于員工的日常操作規(guī)范，并沒有相對(duì)的獎(jiǎng)罰措施，導(dǎo)致施工人員缺乏責(zé)任心，很容易在使用與維護(hù)中出現(xiàn)差錯(cuò)，導(dǎo)致頂驅(qū)設(shè)備出現(xiàn)故障，從而影響石油開采進(jìn)度，降低石油開采效率。

4.2 缺乏專業(yè)的管理團(tuán)隊(duì)

鉆井頂驅(qū)設(shè)備是20世紀(jì)末期研發(fā)使用的新型鉆井設(shè)備，是鉆井設(shè)備發(fā)展史上的重大突破，是一種具有較高科技含量的鉆井設(shè)備。而當(dāng)下的石油企業(yè)忽視了這一點(diǎn)，在鉆井頂驅(qū)設(shè)備的管理中，采用原有的鉆井設(shè)備管理措施與團(tuán)隊(duì)，沒有一個(gè)專業(yè)的團(tuán)隊(duì)監(jiān)管鉆井頂驅(qū)設(shè)備的使用與維護(hù)，造成頂驅(qū)設(shè)備的故障發(fā)生不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，導(dǎo)致一系列的后續(xù)問題，從而造成石油開采無法繼續(xù)進(jìn)行，導(dǎo)致石油開采效率下降，影響石油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。

4.3 設(shè)備更新過慢

鉆井頂驅(qū)設(shè)備作為石油鉆井常規(guī)設(shè)備，為了進(jìn)一步提升石油開采效率，與設(shè)備的自動(dòng)化更新，幾乎每隔幾年就會(huì)出現(xiàn)新型頂驅(qū)設(shè)備零件或系統(tǒng)，但部分石油企業(yè)為了減少石油開采成本，沒有做到及時(shí)更新設(shè)備，同時(shí)頂驅(qū)設(shè)備在長期的投入使用中，不可避免地會(huì)發(fā)生零件損耗，需要對(duì)頂驅(qū)設(shè)備的零部件進(jìn)行及時(shí)更新、維護(hù)。與先進(jìn)的石油企業(yè)相比，其石油開采效率就會(huì)大幅降低，最終被市場經(jīng)濟(jì)所淘汰。石油企業(yè)作為市場經(jīng)濟(jì)中的一員，應(yīng)緊隨世界發(fā)展步伐，轉(zhuǎn)變固有的管理觀念，及時(shí)更新鉆進(jìn)設(shè)備，提升石油開采效率，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

5 鉆井頂驅(qū)設(shè)備的使用、維護(hù)措施

5.1 完善鉆井頂驅(qū)設(shè)備的管理措施

科學(xué)有效的管理措施，是保障設(shè)備使用年限、提升設(shè)備使用效率的最有效途徑，想要保證頂驅(qū)設(shè)備的使用效率，就需要石油企業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人，制定科學(xué)有效的頂驅(qū)設(shè)備管理措施，做到責(zé)任明確到個(gè)人，從而確保石油開采員工可以嚴(yán)格按照設(shè)備使用規(guī)范進(jìn)行日常使用，同時(shí)對(duì)于一些專業(yè)度較高的鉆井設(shè)備，更應(yīng)聘請(qǐng)專業(yè)人員進(jìn)行單獨(dú)管理、維護(hù)，從而使鉆井頂驅(qū)設(shè)備的使用與維護(hù)更加科學(xué)化、合理化，進(jìn)而保障頂驅(qū)設(shè)備可以完成長期工作任務(wù)，提供石油企業(yè)的石油開采效率。

5.2 規(guī)范頂驅(qū)設(shè)備的使用與維護(hù)

鉆井頂驅(qū)設(shè)備作為一種專業(yè)度較高的石油鉆井設(shè)備，在日常使用中，嚴(yán)格按照設(shè)備使用規(guī)范，是保障鉆井頂驅(qū)設(shè)備使用年限與安全性的基本要求。故此，在頂驅(qū)設(shè)備管理中，相關(guān)負(fù)責(zé)人在員工上崗工作，前應(yīng)對(duì)員工詳細(xì)講解頂驅(qū)設(shè)備的使用規(guī)范，做到每位頂驅(qū)設(shè)備使用工人都明確設(shè)備使用規(guī)范。另外，為了進(jìn)一步確保頂驅(qū)設(shè)備的使用規(guī)范，相關(guān)負(fù)責(zé)人應(yīng)不定期抽查，員工的頂驅(qū)設(shè)備使用情況，對(duì)于不按照頂驅(qū)設(shè)備使用規(guī)范操作的工作人員，進(jìn)行相應(yīng)處罰，采用獎(jiǎng)懲手段提升設(shè)備使用人員的工作積極性。同時(shí)，可以在頂驅(qū)設(shè)備使用環(huán)境中，添加頂驅(qū)設(shè)備規(guī)范操作好處的宣傳海報(bào)，進(jìn)一步提升設(shè)備使用員工的規(guī)范操作意識(shí)。應(yīng)對(duì)不同環(huán)境的石油鉆井開采，需要調(diào)節(jié)鉆井頂驅(qū)設(shè)備的對(duì)應(yīng)工作效率與壓力，應(yīng)加強(qiáng)員工在這方面的專業(yè)知識(shí)，從而保障頂驅(qū)設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

5.3 加強(qiáng)頂驅(qū)設(shè)備的維護(hù)與管理

加強(qiáng)鉆井頂驅(qū)設(shè)備的日常維護(hù)與管理，是提升鉆井頂驅(qū)設(shè)備使用安全性的重要途徑，只有科學(xué)、有效、合理的日常維護(hù)管理措施，才能有效降低鉆井頂驅(qū)設(shè)備的故障現(xiàn)象，才能進(jìn)一步提升頂驅(qū)設(shè)備工作效率。

（1）在頂驅(qū)設(shè)備的日常維護(hù)中，應(yīng)定期在沖關(guān)總成、背鉗扶正環(huán)等部件，添加潤滑油、潤滑脂等，避免設(shè)備零件由于潤滑不足而產(chǎn)生損壞。

（2）在日常維護(hù)中，要仔細(xì)檢查頂驅(qū)設(shè)備的各部分零件的磨損程度，一旦發(fā)現(xiàn)零件磨損嚴(yán)重要及時(shí)更換，在發(fā)現(xiàn)頂驅(qū)設(shè)備的組件出現(xiàn)問題時(shí)，要及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修處理。

（3）在維護(hù)中除了要每日進(jìn)行簡單維護(hù)，還要定期對(duì)頂驅(qū)設(shè)備進(jìn)行深度維護(hù)，可以采取周、月、季、年等時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行加深維護(hù)保養(yǎng)，對(duì)頂驅(qū)設(shè)備的承載等部件進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，保障承載部件可以滿足頂驅(qū)設(shè)備的承重需求，避免造成安全事故。

（4）做好維護(hù)、保養(yǎng)記錄。每次對(duì)于鉆井頂驅(qū)設(shè)備的維護(hù)、保養(yǎng)都需要進(jìn)行詳細(xì)記錄，什么時(shí)間更滑的潤滑油、潤滑脂、各部件的磨損情況等都養(yǎng)進(jìn)行詳細(xì)記錄，為日后的維護(hù)保養(yǎng)提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)支持，同時(shí)詳細(xì)的維護(hù)記錄，在頂驅(qū)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，可以幫組技術(shù)人員快速確定故障部位，從而有效縮短維修時(shí)間，使設(shè)備快速投入鉆井工作，進(jìn)而提升石油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。

6 結(jié)語

鉆井頂驅(qū)設(shè)備處于長期的工作環(huán)境，設(shè)備的故障發(fā)生會(huì)受到多種因素所干擾，為了減少頂驅(qū)設(shè)備的故障發(fā)生率，提升石油企業(yè)的開采效率，應(yīng)完善頂驅(qū)設(shè)備的管理措施，規(guī)范設(shè)備使用與維護(hù)措施，降低鉆井頂驅(qū)設(shè)備的故障發(fā)生率、延長設(shè)備使用壽命，進(jìn)而提升石油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益，提升企業(yè)競爭力實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。