黃興無

(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心四川總隊,四川 成都 610500)

0 前 言

對于任何一個國家來說，石油都是其發(fā)展過程中高度依賴的重要能源，對于國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科技發(fā)展，都有著十分重要的意義。從目前的情況來看，全球范圍內(nèi)對石油的需求呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢，因此，在我國，針對石油的開采具有十分重要的意義，在實驗勘探開采過程中，鉆井技術(shù)便成為了其中一項重要技術(shù)，因此，對于石油行業(yè)從業(yè)者來說，了解一些常見的鉆井工具，深刻認(rèn)識鉆井工具對于石油行業(yè)的重要價值，熟悉石油鉆井工具的檢測和應(yīng)用方法，便成為了其在日常工作中必須重點關(guān)注的問題。

1 常見石油鉆井工具介紹及國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 常見石油鉆井工具

在針對石油進(jìn)行勘探開采時，鉆井工具便是其中十分重要的工具類型，以我國來講，在常規(guī)鉆井作業(yè)中常使用鉆頭、井下動力鉆具、鉆柱、減震器、震擊器、穩(wěn)定器等設(shè)備。而在鉆井作業(yè)中，采用的鉆頭主要有金剛石鉆頭、牙輪鉆頭以及刮刀鉆頭等若干類型，根據(jù)實際情況，科學(xué)選擇鉆頭種類，已經(jīng)成為了國內(nèi)石油行業(yè)的共識。例如：在各種中硬度地層鉆井作業(yè)過程中，針對牙輪鉆頭的使用最為常見；而在高硬度地層中，金剛石鉆頭具有更好的效果，但伴隨而來的是金剛石鉆頭較高的造價，因此，正確選擇鉆井工具，合理控制鉆井成本，保障石油企業(yè)自身經(jīng)濟(jì)效益的最大化，便成為了需要石油企業(yè)重點思考的課題。

1.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

1.2.1 設(shè)備專業(yè)級別分析

在新時代背景下，我國石油鉆井工具保持著較好的發(fā)展水平，針對各類島鉆機、自升式鉆井平臺等石油鉆井工具都是我國當(dāng)前針對鉆井工具研發(fā)的重要方向?；谏鲜霰尘?，文章以島鉆機和自升式鉆井平臺等鉆井工具作為研究對象，對我國石油鉆井工具設(shè)備國產(chǎn)化情況開展分析，其中，在島鉆機領(lǐng)域，我國已經(jīng)成功研發(fā)了7 000 m級別深度的鉆井設(shè)備，并成熟掌握該設(shè)備在使用過程中的相關(guān)技術(shù)要點。在井下穩(wěn)定器的研發(fā)過程中，我國自主研發(fā)生產(chǎn)的鉆柱穩(wěn)定器已經(jīng)可以完全匹配我國石油井下開采的相關(guān)任務(wù)，也就是說，我國國產(chǎn)鉆柱穩(wěn)定器已經(jīng)可以實現(xiàn)完全不依賴國外進(jìn)口，在很大程度上促進(jìn)了我國石油鉆井工具的國產(chǎn)化發(fā)展進(jìn)程。在針對鉆井泵的研究中，目前我國已經(jīng)成功研制了3NB-1600F鉆井泵，該鉆井泵整合了諸多國際先進(jìn)技術(shù)，在原有鉆井泵技術(shù)的基礎(chǔ)上，對動力端軸承與齒輪開展了升級使其滿足新時代背景下石油鉆井開采更高的要求；在我國鉆井油管的研發(fā)中同樣取得了輝煌成就，早在2000年，渤海油田中我國就已經(jīng)開始使用自主研發(fā)生產(chǎn)的E731025 mm型和E8819 mm型油管，時至今日，該油管的整體質(zhì)量水平仍然在國際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之上。但需要理性認(rèn)識到的是，在我國海上石油鉆井工具的研發(fā)工作當(dāng)中，升降補償設(shè)備的整體水平仍然處在比較低級的狀態(tài)，我國仍然處于被動進(jìn)口時期。

1.2.2 石油鉆井工具國產(chǎn)化體系建設(shè)情況

在我國當(dāng)前的石油鉆井工具研發(fā)建設(shè)體系當(dāng)中，仍然沒有形成一套較為健全的國產(chǎn)化體系，致使石油鉆井工具的整體研發(fā)速度受到了一定程度的影響，同時也給我國石油開采事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展帶來了一定程度的影響。當(dāng)前，我國石油鉆井工具過程化體系建設(shè)過程中缺少實力強勁的龍頭企業(yè)，同時政府對其進(jìn)行的資金和政策支持相對較為薄弱。針對石油鉆井設(shè)備的制造與研發(fā)仍然需要進(jìn)行有組織的規(guī)劃活動，同時在十四五期間形成產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；氖豌@井工具設(shè)備生產(chǎn)模式，并且需要關(guān)注石油鉆井工具質(zhì)量方面的建設(shè)工作，組建系統(tǒng)化的石油鉆井工具檢測系統(tǒng)，同時在設(shè)備國產(chǎn)化體系不斷優(yōu)化的過程中進(jìn)行整體品質(zhì)的提升，只有這樣，才能讓石油鉆井工具擺脫依賴進(jìn)口的被動局面，讓我國石油產(chǎn)業(yè)得到更加有效的發(fā)展，而且逐步強化石油產(chǎn)品的整體生產(chǎn)效率。

2 使用鉆井工具的重要意義

在我國早期的石油開采作業(yè)當(dāng)中，因為受到技術(shù)等條件的制約，石油開采作業(yè)基本上都是依托人工形式完成，這種作業(yè)模式不僅讓石油的開采量非常有限，而且可能導(dǎo)致石油在開采環(huán)節(jié)的浪費，并存在比較嚴(yán)重的安全隱患，不利于石油企業(yè)的長期發(fā)展。而在改革開放之后，我國的機械工業(yè)產(chǎn)業(yè)得到了迅速的發(fā)展，國內(nèi)各類油田都實行了機械自動化改良，伴隨著自動化鉆井工具的應(yīng)用，展現(xiàn)出了如下優(yōu)勢。

1)工作效率的提升。在新時代背景下的石油開采作業(yè)中，效率最大化成為了基本要求之一，油田在開采時期，一定要保證達(dá)到對應(yīng)的生產(chǎn)效率，這樣才能符合國家建設(shè)對能源的需求，現(xiàn)代化鉆井工具的使用有效提升了工作效率，相關(guān)崗位工作人員的勞動負(fù)荷也得到了有效控制。

2)保障了安全性。在使用開采過程中，保障各崗位工作人員的生命健康安全是重要的指導(dǎo)思想，當(dāng)前，我國正致力于進(jìn)行國內(nèi)工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級，石油開采是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要形式之一，因為國內(nèi)石油行業(yè)在技術(shù)和設(shè)備方面仍然與其他石油大國之間存在差異，導(dǎo)致各類安全事故仍然時有發(fā)生，而現(xiàn)今自動化鉆井的應(yīng)用，顯著提升了石油開采過程中的安全性。

3)為檢測提供便利。除了使用開采設(shè)備以外，現(xiàn)代鉆井工具同時具備有質(zhì)量檢測等功能，這些鉆井工具中配置的檢測設(shè)備給后續(xù)的檢測工作提供了便利。例如：在針對原油進(jìn)行開采之后，工作人員可以使用鉆井工具中配備的檢測設(shè)備，對油井深度、油品質(zhì)量、存油量等內(nèi)容進(jìn)行評估。

3 鉆井工具的檢測涉及內(nèi)容

為了可以讓鉆井工具在使用過程中發(fā)揮自身最大價值，降低鉆井工具自身故障導(dǎo)致的意外，石油企業(yè)在生產(chǎn)管理工作中，有必要對鉆井工具開展檢測工作，其主要涉及內(nèi)容如下。

3.1 性能檢測

現(xiàn)代鉆井工具包含有井口工具和井下工具兩種類型，在檢測工作中，需要對這些設(shè)備的性能進(jìn)行評定，例如：在針對吊車與輔助結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測時，需要關(guān)注不同機械配件的搭配，保障其發(fā)揮應(yīng)有的價值。

3.2 故障檢測

從現(xiàn)實生產(chǎn)情況來分析，鉆井工具在使用過程中是很有可能出現(xiàn)各類故障的，致使其在應(yīng)用過程中發(fā)生卡死等情況，針對這些故障的后續(xù)處理也有比較高的難度，所以，針對鉆井工具的檢測同樣需要重視，檢修人員需要基于檢測設(shè)備和自身經(jīng)驗，總結(jié)鉆井工具是否存在故障隱患，及時進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)，最大限度降低鉆井設(shè)備在使用過程中出現(xiàn)故障的可能性。

3.3 電氣檢測

在新時代背景下，機械一體化生產(chǎn)模式已經(jīng)在石油行業(yè)得到了推廣普及，依托先進(jìn)的電氣系統(tǒng)實現(xiàn)對油井開采的控制已經(jīng)取得了階段性成效。為了順應(yīng)石油開采過程中這一技術(shù)發(fā)展趨勢，需要對石油企業(yè)當(dāng)中所應(yīng)用的電氣工程系統(tǒng)進(jìn)行檢測，保障鉆井工具在使用過程中性能的正常穩(wěn)定。

4 石油鉆井工具的應(yīng)用路徑

4.1 鉆機與裝備自動化技術(shù)

伴隨著目前國內(nèi)石油行業(yè)機械自動化水平的不斷提升和創(chuàng)新，石油鉆井工具也在這一過程中得到了不斷的優(yōu)化改良，這讓石油鉆井工具在使用過程中展現(xiàn)出了自動化、智能化以及信息化等特征，使其使用范圍得到了有效的延伸。例如：在我國的油井開采作業(yè)當(dāng)中，相關(guān)崗位工作人員只需要通過計算機設(shè)備發(fā)布一個指令，便能夠在指定時間范圍內(nèi)迅速完成對應(yīng)的工作內(nèi)容，這一技術(shù)的使用，讓油田開采的整體效率得到了顯著的增強，另外需要注意到的是，在新時代背景下，鉆井工具對不同環(huán)境的適應(yīng)能力也得到了顯著的提升。

4.2 地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)與隨鉆測量技術(shù)

當(dāng)前，在國內(nèi)石油鉆井作業(yè)當(dāng)中，針對隨鉆測量技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為常態(tài)，伴隨著此項技術(shù)的使用，石油開采的范圍得到了有效的拓展，讓鉆井施工作業(yè)可以在多種類型復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中得以有效開展。此項技術(shù)依托紅外線技術(shù)、北斗定位技術(shù)，完成了對油井下方實際情況的全面勘測，這對于油井下問題的科學(xué)高效處理具有十分重要的意義。

4.3 電子智能鉆柱技術(shù)

在使用電子智能鉆柱技術(shù)時，可以基于油井下硬件設(shè)備的電能使用情況來對作業(yè)過程中的電功率進(jìn)行確定。智能鉆柱系統(tǒng)在油井下方使用分布式傳感設(shè)備，把微型計算機處理器安裝于傳感器之中，之后依托耦合元件把微型計算機處理器當(dāng)中的數(shù)據(jù)信息傳送至電力線上，實現(xiàn)鉆井作業(yè)質(zhì)量的優(yōu)化提升。

5 結(jié)束語

整體來講，科學(xué)合理地在現(xiàn)代石油開采工作中使用先進(jìn)鉆進(jìn)工具，可以為我國石油開采行業(yè)帶來巨大的便利，有效增強石油的開采效率。另外，石油開采工具的使用還可以降低各崗位工作人員的工作負(fù)荷，保障石油開采作業(yè)長期高效進(jìn)行，因此，對鉆井工具性能進(jìn)行持續(xù)性升級改良，是促進(jìn)我國石油行業(yè)健康發(fā)展的重要前提，需要引起各方重視。

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