第一節(jié) 產(chǎn)品定義及發(fā)展歷程
石油鉆機(jī)指在石油鉆井中，帶動鉆具破碎巖石，向地下鉆進(jìn)，獲得石油或天然氣的機(jī)械設(shè)備。
一部常用石油鉆機(jī)主要由動力機(jī)、傳動機(jī)、工作機(jī)及輔助設(shè)備組成。一般有八大系統(tǒng)（起升系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、動力驅(qū)動系統(tǒng)、鉆機(jī)底座、鉆機(jī)輔助設(shè)備系統(tǒng)），要具備起下鉆能力、旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)能力、循環(huán)洗井能力。其主要設(shè)備有：井架、天車、絞車、游動滑車、大鉤、轉(zhuǎn)盤、水龍頭（動力水龍頭）及鉆井泵（現(xiàn)場習(xí)慣上叫鉆機(jī)八大件）、動力機(jī)（柴油機(jī)、電動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)）、聯(lián)動機(jī)、固相控制設(shè)備、井控設(shè)備等。
工作原理
吊環(huán)與吊環(huán)座之間用銷軸連接，吊環(huán)座與鉤桿焊接成一體，筒體與鉤身用左旋螺紋連接，并用止動塊防止螺紋松動。鉤身和筒體可沿鉤桿上、下運(yùn)動。內(nèi)、外負(fù)荷彈簧的作用是起鉆時能使立根松扣后向上彈起。
通體內(nèi)裝有機(jī)油。止推軸承的座圈將油腔分為兩部分，座圈上開有油孔。由于油流到通過的阻尼作用，吸收了其下鉆作業(yè)時鉤身的沖擊震動，可以防止鉆桿街頭螺紋損壞。
通體上端由6個小彈簧和定位盤組成定位裝置，借助定位與吊環(huán)座環(huán)形接觸面之間的摩擦力，可以防止提升空吊卡時轉(zhuǎn)動使調(diào)換轉(zhuǎn)位，方便井架工操作。
我國石油鉆機(jī)發(fā)展成績顯著40多年來,我國石油鉆機(jī)經(jīng)歷了仿制、引進(jìn)、消化、吸收的過程,現(xiàn)已進(jìn)入以自主開發(fā)為主的階段。近10年來,我國石油鉆機(jī)技術(shù)得到最為快速的發(fā)展,制造能力得到極大提高。我國鉆機(jī)制造廠制造的各種鉆機(jī)已基本滿足我國石油勘探開發(fā)工作自身的需要,先后開發(fā)了適于陸地、沙漠及海洋作業(yè)的石油鉆機(jī),傳動技術(shù)已發(fā)展到機(jī)械傳動、直流電傳動、交流變頻電傳動及機(jī)、電復(fù)合傳動并舉。我國石油鉆機(jī)技術(shù)及制造能力的發(fā)展為我國石油工業(yè)實(shí)施低成本戰(zhàn)略,參與國際市場競爭及保證我國石油安全奠定了良好的基礎(chǔ)。
我國石油鉆機(jī)發(fā)展成績顯著
1 、鉆機(jī)的鉆深能力滿足了我國目前勘探開發(fā)工作的普遍需要
我國石油鉆機(jī)制造廠已先后開發(fā)了鉆深能力達(dá)1000～7000m的各型鉆機(jī),滿足了目前我國石油工業(yè)勘探開發(fā)工作的普遍需要,并且已批量出口。寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司(以下稱寶石機(jī)械)通過中國石油技術(shù)開發(fā)公司還向全球最大的鉆井公司Nabors公司出口了3臺7000m交流變頻鉆機(jī),這標(biāo)志著我國石油鉆機(jī)已開始進(jìn)入世界高端市場。我國自行設(shè)計的9000m交流變頻鉆機(jī)也即將在寶石機(jī)械產(chǎn)出,9000m鉆機(jī)的研制成功,將極大地推動我國石油工程服務(wù)技術(shù)的發(fā)展。
2 、鉆機(jī)的移運(yùn)性能基本滿足了高移運(yùn)性或不同作業(yè)區(qū)域的要求
在鉆機(jī)的移運(yùn)性上,我國石油鉆機(jī)設(shè)計人員做了大量卓有成效的工作,常規(guī)陸地鉆機(jī)的設(shè)計已經(jīng)引入模塊化設(shè)計理念,從而降低了對現(xiàn)場起吊設(shè)備的要求,減少了運(yùn)輸車次。此外,還開發(fā)了2000～4000m車裝鉆機(jī),1000～5000m拖掛鉆機(jī),進(jìn)一步提高了鉆機(jī)的移運(yùn)性能,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的集成化或模塊化安裝及運(yùn)輸,滿足了丘陵、戈壁、沙漠等特殊地區(qū)作業(yè)的需要。特別是4000～5000m拖掛鉆機(jī),正為我國鉆井工程服務(wù)參與國際市場競爭發(fā)揮重要作用。
3 、鉆機(jī)傳動技術(shù)達(dá)到國外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平
經(jīng)過40余年的發(fā)展,我國已開發(fā)了機(jī)械傳動、直流電傳動、交流變頻電傳動、機(jī)電復(fù)合傳動及交、直流電復(fù)合傳動鉆機(jī)。交流變頻電傳動鉆機(jī)代表了我國石油鉆機(jī)技術(shù)的最高水平,它應(yīng)用了交流變頻調(diào)速技術(shù),使絞車、轉(zhuǎn)盤、鉆井泵都實(shí)現(xiàn)了無級調(diào)速。由于調(diào)速范圍大,絞車設(shè)計為單軸,經(jīng)減速器驅(qū)動。體積小,質(zhì)量輕,故障少,可實(shí)現(xiàn)極低速及恒扭矩輸出,還可實(shí)現(xiàn)數(shù)控恒鉆壓自動送鉆。這對提高鉆井效率、優(yōu)化鉆井工藝和處理井下事故等都十分有利。其司鉆控制系統(tǒng)控制精確,操作簡單,使司鉆擺脫了繁重的體力勞動。據(jù)不完全統(tǒng)計,到2005年10月,我國已生產(chǎn)交流變頻電驅(qū)動鉆機(jī)145臺,其中寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司就達(dá)101臺,我國生產(chǎn)交流變頻電驅(qū)動鉆機(jī)數(shù)量為全球之最。寶石機(jī)械能與全球最大的鉆井公司Nabors公司一次簽約出口3臺7000m交流變頻電驅(qū)動鉆機(jī),這標(biāo)志著我國交流變頻電驅(qū)動鉆機(jī)技術(shù)達(dá)到了世界同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。
4、海洋鉆機(jī)已基本滿足我國海洋鉆井的需要
海洋鉆機(jī)多數(shù)選配與陸地相同的石油鉆機(jī)并按海上作業(yè)的要求加以模塊化,其適于海上作業(yè)的程度體現(xiàn)了整個鉆機(jī)的技術(shù)水平。我國制造廠從20世紀(jì)90年代起向國內(nèi)海洋平臺提供成套鉆井設(shè)備。1991年至1995年,蘭州石油化工機(jī)器廠為惠州21-1平臺提供了ZJ45鉆機(jī)(5英寸鉆桿),為惠州26-1、32-2、32-3平臺提供了ZJ32鉆機(jī)(5英寸鉆桿)。2004年,寶石機(jī)械分別向惠州19-2、19-3平臺提供了7000m直流電驅(qū)動鉆機(jī),向春曉項目提供了7000m直流電驅(qū)動鉆機(jī),2005年向南堡35-2平臺提供了5000m直流電驅(qū)動鉆機(jī),目前正為番禺30-1平臺制造7000m直流電驅(qū)動鉆機(jī)。
我國自產(chǎn)海洋鉆機(jī)在使用中都表現(xiàn)出了良好性能。通過這些鉆機(jī)的設(shè)計制造,我國制造廠鍛煉了隊伍,積累了經(jīng)驗,提高了設(shè)計制造能力,完全具備了設(shè)計制造7000m以下海洋鉆機(jī)的能力。
5、 盤式剎車得到普遍應(yīng)用我國從20世紀(jì)90年代開始研制盤式剎車。
目前該種剎車已得到普遍應(yīng)用,約85%的鉆機(jī)都配備了盤式剎車。該剎車的應(yīng)用降低了司鉆的勞動強(qiáng)度,提高了作業(yè)過程的安全性,利用盤式剎車可實(shí)現(xiàn)恒鉆壓自動送鉆,提高送鉆的均勻性,減小鉆壓波動,提高機(jī)械鉆速。我國的盤式剎車已達(dá)到國際先進(jìn)水平,不僅在陸地鉆機(jī)上得到普遍使用,寶石機(jī)械還把它用在惠州及春曉的海洋7000m鉆機(jī)上,也表現(xiàn)出良好的可靠性和安全性。
6 、頂部驅(qū)動鉆井裝置已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)
20世紀(jì)90年代,中國石油勘探開發(fā)研究院機(jī)械所與寶雞石油機(jī)械廠(現(xiàn)寶石機(jī)械的母體)合作研制成功4500kN頂部驅(qū)動鉆井裝置,使我國成為世界上能生產(chǎn)頂部驅(qū)動鉆井裝置的第5個國家。目前,石油勘探開發(fā)研究院機(jī)械所已和北京石油機(jī)械廠合作實(shí)現(xiàn)了4500kN交流變頻頂部驅(qū)動鉆井裝置制造的產(chǎn)業(yè)化,6750kN交流變頻頂部驅(qū)動鉆井裝置樣機(jī)也已研制成功,準(zhǔn)備為9000m鉆機(jī)配套。同時,寶石機(jī)械的4500kN交流變頻頂部驅(qū)動鉆井裝置也即將出樣機(jī)。我國頂部驅(qū)動鉆井裝置已達(dá)到國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平,可滿足我國目前鉆機(jī)的配套要求。
總之,我國現(xiàn)有石油鉆機(jī)技術(shù)總體上接近或達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。目前,基本可以滿足國內(nèi)勘探開發(fā)工作的一般性需要。但是,行業(yè)的整體技術(shù)與國外的差距也是不可忽視的。這些差距導(dǎo)致我國石油鉆機(jī)已滿足不了我國工程技術(shù)服務(wù)開拓國際市場的需要,更滿足不了我國石油工業(yè)實(shí)施新的鉆井技術(shù)的需要。
第二節(jié) 產(chǎn)品特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域分析
石油鉆機(jī)給石油的開采帶來了很大的便利，是開發(fā)石油不可缺的設(shè)備。同時也帶動了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，開拓了市場。
石油鉆機(jī)安裝運(yùn)輸方便，投入使用快捷，對陸地、沙漠、海洋等地區(qū)的開發(fā)，體積小，重量輕，全數(shù)字控制，設(shè)置安全。
石油鉆機(jī)使用廣泛，對油田生產(chǎn)起著關(guān)鍵性作用，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為市場帶來了大大的幫助。
石油鉆機(jī)的主要系統(tǒng)：
1、起升系統(tǒng)
為了起升和下放鉆具、下套管以及控制鉆壓、送進(jìn)鉆具，鉆具配備有起升系統(tǒng)。
起升系統(tǒng)包括絞車、輔助剎車、天車、游車、大鉤、鋼絲繩以及吊環(huán)、吊卡、吊鉗、卡瓦等各種工具。
起升時，絞車滾筒纏繞鋼絲繩，天車和游車構(gòu)成副滑輪組，大鉤上升通過吊環(huán)、吊卡等工具實(shí)現(xiàn)鉆具的提升。下放時，鉆具或套管柱靠自重下降，借助絞車的剎車機(jī)構(gòu)和輔助剎車控制大鉤的下放速度。在正常鉆進(jìn)時，通過吊環(huán)、吊卡等工具實(shí)現(xiàn)鉆具的提升，下放時，鉆具或套管柱靠自重下降，借助絞車的剎車機(jī)構(gòu)和輔助剎車控制大鉤的下放速度。在正常鉆進(jìn)時，通過剎車機(jī)構(gòu)控制鉆具的送進(jìn)速度，將鉆具重量的一部分作為鉆壓施加到鉆頭上實(shí)現(xiàn)破碎巖層。
2、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)
旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)是轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)的典型系統(tǒng)，其作用是驅(qū)動鉆具旋轉(zhuǎn)以破碎巖層，旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)盤、水龍頭、鉆具。
根據(jù)所鉆井的不同，鉆具的組成也有所差異，一般包括方鉆桿、鉆桿、鉆鋌和鉆頭，此外還有扶正器、減震器以及配合接頭等。
其中鉆頭是直接破碎巖石的工具，有刮刀鉆頭、牙輪鉆頭、金剛石鉆頭等類型。鉆鋌的重量和壁厚都很大，用來向鉆頭施加鉆壓，鉆桿將地面設(shè)備和井底設(shè)備聯(lián)系起來，并傳遞扭矩。方鉆桿的截面一般為正方形，轉(zhuǎn)盤通過方鉆桿帶動整個鉆柱和鉆頭旋轉(zhuǎn)，水龍頭是旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)的典型部件，它既要承受鉆具的重量，又要實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時還提供高壓泥漿的通道。
3、循環(huán)系統(tǒng)
為了將井底鉆頭破碎的巖屑及時攜帶到地面上來以便繼續(xù)鉆進(jìn)，同時為了冷卻鉆頭保護(hù)井壁，防止井塌井漏等鉆井事故的發(fā)生，旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)配備有循環(huán)系統(tǒng)。
循環(huán)系統(tǒng)包括鉆井泵，地面管匯、泥漿罐、泥漿凈化設(shè)備等，其中地面管匯包括高壓管匯、立管、水龍帶，泥漿凈化設(shè)備包括震動篩、除砂器、除泥器、離心機(jī)等。
鉆井泵將泥漿從泥漿罐中吸入，經(jīng)鉆井泵加壓后的泥漿，經(jīng)過高壓管匯、立管、水龍帶，進(jìn)入水龍頭，通過空心的鉆具下到井底，從鉆頭的水眼噴出，經(jīng)井眼和鉆具之間的環(huán)行空間攜帶巖屑返回地面，從井底返回的泥漿經(jīng)各級泥漿凈化設(shè)備，除去固相含量，然后重復(fù)使用。
4、動力設(shè)備
起升系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)是鉆機(jī)的三大工作機(jī)組，用來提供動力，它們協(xié)調(diào)工作即可完成鉆井作業(yè)，為了向這些工作機(jī)組提供動力，鉆機(jī)需要配備動力設(shè)備。
鉆機(jī)的動力設(shè)備有柴油機(jī)、交流電機(jī)、直流電機(jī)。
柴油機(jī)適應(yīng)于在沒有電網(wǎng)的偏遠(yuǎn)地區(qū)打井，交流電機(jī)依賴于工業(yè)電網(wǎng)或者是需要柴油機(jī)發(fā)出交流電，直流電機(jī)需要柴油機(jī)帶動直流發(fā)電機(jī)發(fā)出直流電，目前更常用的情況是柴油機(jī)帶動交流發(fā)電機(jī)發(fā)出交流電，再經(jīng)可控硅整流，將交流電變成直流電。
5、傳動系統(tǒng)
傳動系統(tǒng)將動力設(shè)備提供的力和運(yùn)動進(jìn)行變換，然后傳遞和分配給各工作機(jī)組，以滿足各工作機(jī)組對動力的不同需求。
傳動系統(tǒng)一般包括減速機(jī)構(gòu)、變速機(jī)構(gòu)、正倒車機(jī)構(gòu)以及多動力機(jī)之間的并車機(jī)構(gòu)等。
由柴油機(jī)直接驅(qū)動的鉆井多采用統(tǒng)一驅(qū)動的形式，傳動系統(tǒng)相對復(fù)雜，由交直流電動機(jī)驅(qū)動的鉆機(jī)多采用各機(jī)組單獨(dú)或分組驅(qū)動的形式，傳動系統(tǒng)得到了很大的簡化。
6、控制系統(tǒng)
為了保證鉆機(jī)的三大工作機(jī)組協(xié)調(diào)的工作，以滿足鉆井工藝的要求，鉆機(jī)配備有控制系統(tǒng)。
控制方式有機(jī)械控制、氣控制、電控制和液控制等。
目前，鉆機(jī)上常用的控制方式是集中氣控制。司鉆通過鉆機(jī)上司鉆控制臺可以完成幾乎所有的鉆機(jī)控制：如總離合器的離合；各動力機(jī)的并車；絞車、轉(zhuǎn)盤和鉆井泵的起、停；絞車的高低速控制等。
8、井架和底座
井架和底座用來支撐和安裝各鉆井設(shè)備和工具、提供鉆井操作場所。井架用來安裝天車、懸掛游車、大鉤、水龍頭和鉆具，承受鉆井工作載荷，排放立根；底座用來安裝動力機(jī)組、絞車、轉(zhuǎn)盤、支撐井架，借助轉(zhuǎn)盤懸持鉆具，提供轉(zhuǎn)盤和地面之間的高度空間，以安裝必要的防噴器和便于泥漿循環(huán)。
9、輔助設(shè)備
為了保證鉆井的安全和正常進(jìn)行，鉆機(jī)還包括其他的輔助設(shè)備，如防止井噴的防噴器組，為鉆井提供照明和輔助用電的發(fā)電機(jī)組，提供壓縮空氣的空氣壓縮設(shè)備以及供水、供油設(shè)備等。略……
第三節(jié) 產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
七大石油鉆機(jī)的技術(shù)發(fā)展
1、常規(guī)游梁式石油鉆機(jī)
常規(guī)游梁式鉆機(jī)是油田使用歷史最悠久，使用數(shù)量最多的一種鉆機(jī)。該機(jī)采用具有對稱循環(huán)四桿機(jī)構(gòu)或近似對稱循環(huán)四桿機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，操作維護(hù)方便，但長沖程時平衡效果差，效率低，能耗大，不符合節(jié)能要求，基本停止了生產(chǎn)。
2、前置式鉆機(jī)
前置式鉆機(jī)平衡后的理論凈扭矩曲線是一條比較均勻的接近水平的直線，因此其運(yùn)行平穩(wěn)，減速箱齒輪基本無反向負(fù)荷，連桿、游梁不易疲勞損壞，機(jī)械磨損小，噪聲比常規(guī)式鉆機(jī)低，整機(jī)壽命長。前置式鉆機(jī)可配置較小功率的電動機(jī)，節(jié)能效果顯著。與常規(guī)式鉆機(jī)相比，具有體積小、重量輕、節(jié)省鋼材的優(yōu)點(diǎn)。
3、偏置式鉆機(jī)
偏置式鉆機(jī)又稱異相曲柄平衡式鉆機(jī)，特點(diǎn)是平衡塊中心線相對于曲柄中心偏轉(zhuǎn)一個角度，這種機(jī)型國外60年代發(fā)展起來并得到API的承認(rèn)。試驗表明，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計的偏置式鉆機(jī)節(jié)電可達(dá)20％。
4、膠帶傳動鉆機(jī)
膠帶傳動鉆機(jī)是美國80年代開發(fā)的新型抽油設(shè)備，該機(jī)通過二級膠帶傳動，將電動機(jī)的原動力傳給曲柄膠帶輪，并帶動游梁擺動。由于其四連桿機(jī)構(gòu)具有急回特性，而且其輔助平衡裝置可作適當(dāng)調(diào)整以獲得偏置角，因而與常規(guī)機(jī)相比，其上沖程轉(zhuǎn)矩因數(shù)小，驢頭懸點(diǎn)加速度小。在相同的工況下，其懸點(diǎn)載荷值和曲柄膠帶輪軸的凈轉(zhuǎn)矩都較小，曲柄軸凈轉(zhuǎn)矩曲線波動較平緩。由于省去了減速箱，故具有結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，維修及運(yùn)行管理方便等特點(diǎn)。
5、下偏杠鈴鉆機(jī)
下偏杠鈴游梁復(fù)合平衡鉆機(jī)是在原常規(guī)游梁鉆機(jī)的游梁尾端，利用變矩原理增加簡單的下偏杠鈴所形成的一種新型節(jié)能鉆機(jī)。該機(jī)繼承和保留了原常規(guī)游梁式鉆機(jī)的全部優(yōu)點(diǎn)，這種類型可用于新機(jī)制造，又可用于現(xiàn)場在用的常規(guī)鉆機(jī)(含偏置機(jī))的節(jié)能改造，其改造技術(shù)是目前最簡單易行的，節(jié)能效果也較明顯。
6、偏輪式游梁鉆機(jī)
偏輪機(jī)在游梁尾部裝有一個偏輪結(jié)構(gòu)：在偏輪與游梁中心和支架之間增設(shè)推桿，在游梁尾部、橫梁、推桿與偏輪之間用軸承連接。它打破常規(guī)機(jī)四連桿機(jī)構(gòu)的框架，以游梁尾部的偏輪為中心，形成獨(dú)特的六連桿體系，偏輪桿件均為剛性連接，保持了常規(guī)機(jī)的特點(diǎn)。
7、雙驢頭游梁式石油鉆機(jī)
該石油鉆機(jī)是將常規(guī)機(jī)游梁與橫梁的鉸鏈連接，改為變徑圓弧的后驢頭、鋼絲繩與橫梁之間的軟連接，構(gòu)成變參數(shù)四桿機(jī)構(gòu)來傳遞運(yùn)動和扭矩，增加游梁擺角，沖程提高20％～70。由于采用變徑圓弧的游梁后臂，使其實(shí)現(xiàn)負(fù)載大時平衡力矩大，負(fù)載小時平衡力矩小的工作狀態(tài)。從而使減速器輸出扭矩波動小，達(dá)到加強(qiáng)平衡，降低能耗的目的。這種機(jī)型是目前除常規(guī)機(jī)以外發(fā)展最迅速的機(jī)型。
頂驅(qū)鉆機(jī)的優(yōu)勢
頂驅(qū)介紹
頂部驅(qū)動鉆井裝置TDS（TOPDRIVEDRILLINGSYSTEM），是美國、法國、挪威近20年來相繼研制成功的一種頂部驅(qū)動鉆井系統(tǒng)。它可從井架上部空間直接旋轉(zhuǎn)鉆桿，沿專用導(dǎo)軌向下送進(jìn)，完成鉆桿旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，循環(huán)鉆井液，接立柱，上卸扣和倒劃眼等多種鉆井操作。該系統(tǒng)顯著提高了鉆井作業(yè)的能力和效率，并已成為石油鉆井行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。自20世紀(jì)80年代初開始研制，現(xiàn)在已發(fā)展為最先進(jìn)的整體頂部驅(qū)動鉆井裝置IDS（INTEGRATEDTOPDRIVEDRILLINGSYSTEM），是當(dāng)前鉆井設(shè)備自動化發(fā)展更新的突出階段成果之一。
頂部驅(qū)動裝置的出現(xiàn)，使得傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤鉆井法發(fā)生了變革，誕生了頂部驅(qū)動鉆井方法。該方法在1000多臺海洋鉆機(jī)和特殊陸地鉆機(jī)上的成功使用，得到了使用者和市場的認(rèn)同。它的重要意義是促進(jìn)了海上和陸地鉆井技術(shù)自動化的進(jìn)步；其另一個意義則在于：頂部驅(qū)動鉆井使用自動化接單根起下鉆設(shè)備，從而不必要再試制和研究始于20世紀(jì)60年代的方鉆桿接單根方法。
頂部驅(qū)動鉆井裝置的旋轉(zhuǎn)鉆柱和接卸鉆桿立根更為有效的方法。該裝置可起下28M立柱，減少了鉆井時三分之一的上卸扣操作。它可以在不影響現(xiàn)有設(shè)備的條件下提供比轉(zhuǎn)盤更大的旋轉(zhuǎn)動力，可以連續(xù)起下鉆、循環(huán)、旋轉(zhuǎn)和下套管，還可以使被卡鉆桿倒劃眼。作為當(dāng)前最新的鉆井方式，有許多不同于方鉆桿鉆井的優(yōu)點(diǎn)。同以前的方法相比，頂部驅(qū)動鉆井裝置還有一些特定優(yōu)點(diǎn)：
1．節(jié)省接單根時間
頂部驅(qū)動鉆井裝置不使用方鉆桿，不受方鉆桿長度限制，避免了鉆進(jìn)9米左右接單根的麻煩。取而代之的是利用立柱鉆進(jìn)，大大節(jié)省了接單根的時間，從而節(jié)約了鉆井時間。
2．倒劃眼防止卡鉆
頂部驅(qū)動鉆井裝置具有使用28米立柱倒劃眼的能力，可在不增加起鉆時間的前提下，順利地循環(huán)和旋轉(zhuǎn)將鉆具提出井眼。在定向鉆井過程中，可以大幅度地減少起鉆總時間。
3．下鉆劃眼
頂部驅(qū)動鉆井裝置具有不解接方鉆桿鉆過砂橋和縮徑點(diǎn)的能力。使用頂部驅(qū)動鉆井裝置下鉆時，可在數(shù)秒內(nèi)接好鉆柱，立刻劃眼，從而減少卡鉆的危險。
4．人員安全
頂部驅(qū)動鉆井裝置可減少接單根次數(shù)2/3，從而降低了事故發(fā)生率。接單根只需要打背鉗。鉆桿上卸扣裝置總成上的傾斜裝置可以使吊環(huán)、吊卡向下擺至鼠洞，大大減少了人員工作的危險程度。
5．設(shè)備安全
頂部驅(qū)動鉆井裝置采用馬達(dá)旋轉(zhuǎn)上扣，上扣平穩(wěn)，并可從扭矩表上觀察上扣扭矩，避免上扣扭矩過盈或不足。鉆井最大扭矩的設(shè)定，使鉆井中出現(xiàn)蹩鉆扭矩超過設(shè)定范圍時馬達(dá)會自動停止旋轉(zhuǎn)，待調(diào)整鉆井參數(shù)后再正常鉆進(jìn)，避免設(shè)備超負(fù)荷長時間運(yùn)轉(zhuǎn)。
第四節(jié) 產(chǎn)品生產(chǎn)工藝特點(diǎn)或流程
石油與天然氣井逐年增加，況且小油氣田、淺層油氣田、煤層氣井越來越引起世界許多國家的重視，海上油氣田的勘采也是越來越多。各國石油天然氣鉆機(jī)的數(shù)量和鉆進(jìn)深度更加與日俱增。中國石油鉆機(jī)的發(fā)展，驅(qū)動型式由機(jī)械、液力向電驅(qū)動方向發(fā)展。電驅(qū)動鉆機(jī)由直流電向交流變頻方向發(fā)展。鉆機(jī)混合驅(qū)動形式——液電、機(jī)電。
鉆機(jī)的近代技術(shù)：液控盤式剎車；交流變頻驅(qū)動；頂部驅(qū)動系統(tǒng)；液壓驅(qū)動鉆機(jī)。鉆機(jī)今后的發(fā)展趨勢：數(shù)字化、信息化、自動化、智能化；高適應(yīng)性、高經(jīng)濟(jì)性、高可靠性、高移運(yùn)性、大型化。鉆機(jī)控制系統(tǒng)逐步轉(zhuǎn)化為數(shù)字式控制技術(shù)，并朝著智能化控制方向發(fā)展：智能化、網(wǎng)絡(luò)化、開放化。
由于中國目前鉆探設(shè)備與技術(shù)方法還比較落后，出現(xiàn)的問題鉆探效率低、成本高，嚴(yán)重制約了鉆探技術(shù)水平的提高。因此，加強(qiáng)各種資源的勘探開發(fā)力度，大力推進(jìn)鉆探技術(shù)與裝備的現(xiàn)代化，研究開發(fā)先進(jìn)鉆探技術(shù)和裝備已迫在眉捷，而且也是鉆探施工單位的共同心聲。
(1)研發(fā)各種全液壓動力頭鉆機(jī)及配套技術(shù)，解決中國資源鉆探中的關(guān)鍵問題，形成具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的、先進(jìn)的全液壓動力頭鉆探裝備系列，加快研制頁巖氣和大口徑瓦斯排放井特殊鉆機(jī)，積極研制新型的水井及地?zé)峋@探設(shè)備，改進(jìn)鉆探工藝，提高鉆機(jī)的機(jī)械化、自動化水平，縮小同國外先進(jìn)水平的差距，實(shí)現(xiàn)中國鉆探技術(shù)跨越式發(fā)展。
(2)在研發(fā)鉆探設(shè)備的前提下，首先應(yīng)對配套的工藝加深了解。盡可能實(shí)現(xiàn)多工藝，克服以往設(shè)備研制同鉆探工藝結(jié)合甚少的弊端。從鉆探技術(shù)飛速發(fā)展對設(shè)備的要求看，常規(guī)的泥漿正循環(huán)已滿足不了施工要求，導(dǎo)致新研制的產(chǎn)品推廣受到限制。
(3)培養(yǎng)高素質(zhì)鉆探技術(shù)人員及先進(jìn)鉆探設(shè)備的推廣應(yīng)用，已成為中國目前許多單位必須認(rèn)真對待的問題。當(dāng)施工中要實(shí)現(xiàn)多工藝鉆探方法以及先進(jìn)的設(shè)備操作難度加大時，鉆工的技術(shù)水平是否跟得上，購置新產(chǎn)品時就要考慮，不然會影響生產(chǎn)。
鉆探工程在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中是一項必不可少的技術(shù)方法。過去、現(xiàn)在和將來，在人類物質(zhì)文明創(chuàng)建中具有不可取代和持續(xù)發(fā)展的特點(diǎn)。面對十二五期間，中國對礦產(chǎn)能源和現(xiàn)代化建設(shè)的需要，開發(fā)、引進(jìn)新型鉆探設(shè)備勢在必行、刻不容緩。這不僅是國家在關(guān)鍵技術(shù)方面謀求快速發(fā)展、縮短差距、趕上世界先進(jìn)水平的必由之路，也是推動中國鉆探技術(shù)水平邁向新臺階最好的途徑。略……
第五節(jié) 供給分析
一、產(chǎn)量及其增長分析
圖表 10 2009-2014年7月我國石油鉆機(jī)行業(yè)產(chǎn)量分析
二、生產(chǎn)區(qū)域結(jié)構(gòu)分析
圖表 11 2014年1-7月我國石油鉆機(jī)行業(yè)生產(chǎn)區(qū)域結(jié)構(gòu)分析
三、擬在建項目地區(qū)分布
圖表 12 2014年我國石油鉆機(jī)擬在建項目地區(qū)結(jié)構(gòu)分析
第六節(jié) 需求市場分析
一、需求量及其增長分析
圖表 13 2009-2014年7月我國石油鉆機(jī)行業(yè)需求量分析
二、需求地域結(jié)構(gòu)分析
圖表 14 2014年1-7月我國石油鉆機(jī)行業(yè)需求地域結(jié)構(gòu)分析
三、市場需求影響因素分析
跟著交流變頻技術(shù)的迅速發(fā)展，交流變頻電驅(qū)動石油鉆機(jī)會取代可控硅直流電驅(qū)動鉆機(jī)，該型鉆機(jī)具有現(xiàn)用機(jī)械驅(qū)動鉆機(jī)和直流電驅(qū)動鉆機(jī)無可相比的優(yōu)勝機(jī)能，將成為陸地和海洋石油鉆機(jī)發(fā)展的換代產(chǎn)品。
今后，石油鉆機(jī)發(fā)展需求因素是:
1) 專業(yè)化鉆機(jī)得到快速發(fā)展。如適應(yīng)各種環(huán)境和工藝技術(shù)發(fā)展的沙漠鉆機(jī)、海洋鉆機(jī)、斜井鉆機(jī)、小井眼鉆機(jī)、特深井鉆機(jī)、連續(xù)管鉆機(jī)等。
2) 規(guī)模向兩極化方向發(fā)展。深井石油鉆機(jī)趨向大型化(1500m，MAX12500kN)、輕便鉆機(jī)趨向小型化(車載為主)。
3) 鉆機(jī)控制實(shí)現(xiàn)自動化、智能化。頂驅(qū)、盤式剎車技術(shù)逐步成熟，電動控制技術(shù)、液壓驅(qū)動技術(shù)和可靠性逐步進(jìn)步。
4) 鼎力發(fā)展新型石油鉆機(jī)，采用人道化的設(shè)計，提高前輩的機(jī)械自動化，高效的鉆機(jī)操縱和監(jiān)控系統(tǒng)，裝置模塊化，以進(jìn)步鉆機(jī)運(yùn)移性，終極達(dá)到進(jìn)步鉆井效率，大大降低鉆井本錢的目的。
以上就是目前石油鉆機(jī)以后的發(fā)展需求，總的來說，在這方面還是呈現(xiàn)一種向前突破，進(jìn)一步完善從前的技術(shù)，發(fā)展新技術(shù)，優(yōu)化目前裝置的趨勢。略……
第七節(jié) 發(fā)展問題
石油鉆機(jī)整體技術(shù)與國外的差距
1 鉆機(jī)的鉆深能力尚有差距
目前,我國石油鉆機(jī)最大鉆深能力為7000m,滿足不了勝利、塔里木等油田超深井陸上油田鉆井的需要,更滿足不了陸上及海上鉆超深水平井及大位移井的需要,也滿足不了我國工程技術(shù)服務(wù)隊伍出國作業(yè)的特殊需要。目前,我國鉆機(jī)絞車的最大功率為1471kW,而美國Varco公司的交流變頻絞車功率已達(dá)5220kW,德國Wirth公司生產(chǎn)的交流變頻鉆機(jī)絞車已達(dá)4922kW,鉆深能力可達(dá)15000m。
2 大型拖掛鉆機(jī)還沒出樣機(jī)
拖掛鉆機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是移運(yùn)性好,搬家車次少、時間短,節(jié)約成本,適于在沙漠、平坦地區(qū)作業(yè),特別是在沙漠地區(qū),如用陸上常規(guī)鉆機(jī)鉆井,其運(yùn)輸將成為主要問題。我國拖掛鉆機(jī)最大鉆深能力為5000m,而在美國7000m拖掛鉆機(jī)的技術(shù)已很成熟,顯然我國拖掛鉆機(jī)滿足不了工程技術(shù)服務(wù)隊伍開拓國際市場的需要,中石油集團(tuán)長城鉆井公司急需大型拖掛鉆機(jī)出國服務(wù)。
3 極地鉆機(jī)存在差距
極地鉆機(jī)是指適于在-40℃以下低溫地區(qū)作業(yè)的鉆機(jī)。目前寶石機(jī)械正在研究其結(jié)構(gòu)件、天車、游吊系統(tǒng)及電氣元件等技術(shù),難度較大,研究工作已取得一定的成果。在美國、意大利及俄羅斯,極地鉆機(jī)的技術(shù)已很成熟,其鉆機(jī)分別在美國阿拉斯加、冰島及俄羅斯等寒冷地區(qū)作業(yè)。
4 連續(xù)油管鉆機(jī)的研究剛起步
連續(xù)油管鉆機(jī)是通過注入頭向井中下入連續(xù)油管,利用井下動力鉆具鉆井的鉆機(jī)。連續(xù)油管鉆井作業(yè)適合于在地面條件受限制的地區(qū)或海上平臺鉆井和過油管鉆井,特別適用于小井眼鉆井、欠平衡鉆井、水平井及大位移井鉆井。在國外連續(xù)油管鉆井已應(yīng)用到油氣勘探開發(fā)的各個領(lǐng)域,投入使用的連續(xù)管鉆機(jī)已達(dá)800多臺。1997年全世界用連續(xù)管鉆機(jī)約600余臺,至2003年底共鉆井約7000口。美國在2003年以后每年用小井眼連續(xù)油管技術(shù)鉆2萬口淺層開發(fā)井、100口油藏數(shù)據(jù)監(jiān)測井、3000口淺層老井加深井、100口深層勘探井,而在我國寶石機(jī)械正在進(jìn)行方案調(diào)研攻關(guān)。
5 超深井鉆機(jī)配套設(shè)備不能滿足目前鉆機(jī)的配套要求和技術(shù)發(fā)展的需要
我國大鉤、水龍頭最大靜載荷只能達(dá)到4500kN,且產(chǎn)能不足,滿足不了自己配套的要求,轉(zhuǎn)盤最大開口直徑只能達(dá)到952mm,只能為7000m鉆機(jī)配套。美國Varco公司的大鉤、水龍頭的最大靜載荷已達(dá)到10000kN,轉(zhuǎn)盤最大開口直徑也達(dá)到1537mm,可滿足15000m鉆機(jī)的配套要求。
6 交流變頻鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤防倒轉(zhuǎn)技術(shù)尚不成熟
我國交流變頻電驅(qū)動鉆機(jī)曾不止一次發(fā)生轉(zhuǎn)盤倒轉(zhuǎn)問題,主要是電控系統(tǒng)設(shè)計有問題,為此,需解決2個問題。一是當(dāng)井下阻力矩增大到一定值或鉆進(jìn)過程中停車時,電動機(jī)可實(shí)現(xiàn)堵轉(zhuǎn),即輸出轉(zhuǎn)速為零,同時保持電動機(jī)的輸出扭矩等于鉆桿的反扭矩;二是當(dāng)出現(xiàn)上述工況時,電控系統(tǒng)應(yīng)能吸收鉆桿已儲蓄的反轉(zhuǎn)勢能,以防止鉆桿拖動轉(zhuǎn)盤和電動機(jī)高速反轉(zhuǎn),造成鉆桿脫扣等事故。
7 鉆桿自動排放系統(tǒng)尚處于空白
鉆桿自動排放系統(tǒng)可避免作業(yè)人員上井架二層臺排管作業(yè),減輕工人勞動強(qiáng)度,減少事故風(fēng)險。該技術(shù)在我國尚處于空白,而在美國和意大利都是成熟技術(shù),可按客戶的要求配置在不同的鉆機(jī)上。
8 液缸升降式液壓鉆機(jī)尚處于空白
液壓缸升降式液壓鉆機(jī)沒有常規(guī)鉆機(jī)的絞車、轉(zhuǎn)盤和井架。它利用頂部驅(qū)動鉆井裝置旋轉(zhuǎn)鉆柱,利用液壓油缸提升和下放鉆柱,并可自動送鉆。該種鉆機(jī)在我國尚處于空白,并且也沒有開展研究工作。挪威在20世紀(jì)90年代末已將該種液壓鉆機(jī)用于海洋鉆井船,鉆深能力達(dá)到10058m,意大利Drillmec公司也于1994年開發(fā)成功升降式液壓鉆機(jī),其HH300型最大提升能力為2720kN,各型液壓鉆機(jī)已生產(chǎn)30余臺,訂單累計已達(dá)50余臺。產(chǎn)品表現(xiàn)出良好的性能。使用該鉆機(jī)1個井隊只需15人,遠(yuǎn)低于我國目前平均人數(shù)49人。
我國石油鉆采專用設(shè)備行業(yè)利潤額，總體平穩(wěn)，近年來利潤下降，未來利潤率有望改善并保持上漲趨勢,其主要原因是：
(1)國內(nèi)產(chǎn)品檔次雖已提高。但與國外一流企業(yè)相比仍有差距隨著石油、天然氣油氣井開采越來越深、開采環(huán)境越來越惡劣，開采難度加大，需求油井管產(chǎn)品的檔次不斷提高。因國內(nèi)企業(yè)對油井管的研發(fā)生產(chǎn)時間不長，在技術(shù)研發(fā)和高端產(chǎn)品知識產(chǎn)權(quán)上，與國外一流企業(yè)差距明顯，因此在國內(nèi)油井管總體產(chǎn)能飽和的情況下，目前我國部分油氣井的開采仍然依賴從國外進(jìn)口高端油井管。
（2）供應(yīng)飽和，競爭激烈。金融危機(jī)爆發(fā)以及北美和歐盟對中國生產(chǎn)的油井管產(chǎn)品實(shí)施反傾銷、反補(bǔ)貼措施之前，中國主流專用管制造企業(yè)紛紛加大投入，擴(kuò)大油井管的生產(chǎn)能力，通過2-3年的建設(shè)期，近年這些企業(yè)集中釋放產(chǎn)能，形成油井管產(chǎn)品供應(yīng)增速超過產(chǎn)品需求增速，全球市場中低端產(chǎn)品競爭激烈，高端產(chǎn)品需求強(qiáng)勁。
（3）國內(nèi)主導(dǎo)企業(yè)近年來不斷加大研發(fā)力度，不斷研發(fā)出高等級的API標(biāo)準(zhǔn)和非API標(biāo)準(zhǔn)的高抗擠毀油套管、抗腐蝕油套管、特殊扣油套管、特殊通徑油套管等高端產(chǎn)品。部分企業(yè)通過與國外一流企業(yè)合作，通過合作發(fā)展，利用國外企業(yè)成熟的知識產(chǎn)權(quán)以及共同開發(fā)適應(yīng)市場需求的新產(chǎn)品，可以滿足行業(yè)發(fā)展對產(chǎn)品和技術(shù)的更新需求，甚至可以引領(lǐng)國內(nèi)整個行業(yè)向前發(fā)展。未來2-3年國內(nèi)主流企業(yè)通過歷練成長，改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，走高檔精品產(chǎn)品路線，利潤率必將持續(xù)得到改善提高。
第八節(jié) 應(yīng)對策略
1要把我國石油鉆機(jī)作為戰(zhàn)略裝備來對待
我國是石油資源貧乏的國家。發(fā)達(dá)國家對我國石油需求增長已表現(xiàn)出嚴(yán)重關(guān)注和不滿,石油作為我國的重要戰(zhàn)略物資已是不爭的事實(shí)。
我國石油缺口需要依靠3個途徑解決。一是提高國內(nèi)油田的原油產(chǎn)量和采收率,二是提高海外原油產(chǎn)量,三是靠進(jìn)口。但主要的方式應(yīng)是前2個途徑,而提高原油產(chǎn)量和采收率的有效途徑是采用先進(jìn)的鉆井新技術(shù),鉆水平井、老井側(cè)鉆及分支井等是提高單井產(chǎn)量,增加可采儲量,提高油田采收率的有效手段之一。然而鉆井裝備的技術(shù)水平?jīng)Q定著鉆井新技術(shù)水平,沒有先進(jìn)的鉆井裝備就不可能實(shí)施和探索鉆井新技術(shù),無論是在國內(nèi)還是國外提高油田單井產(chǎn)量和采收率都是一句空話。特別需要強(qiáng)調(diào)的是,當(dāng)我國原油到了十分緊缺的時候,不能指望從國外進(jìn)口先進(jìn)的石油鉆井裝備來開采石油,就像現(xiàn)在受到武器禁運(yùn)一樣。所以石油鉆機(jī)將直接影響到我國的石油安全,應(yīng)把它作為戰(zhàn)略裝備來對待。加快石油鉆機(jī)的技術(shù)開發(fā)已刻不容緩。
2 應(yīng)加大科研經(jīng)費(fèi)的投入
國家規(guī)定,高新技術(shù)企業(yè)的科研投入必須占到銷售額的5%以上,據(jù)統(tǒng)計,科研經(jīng)費(fèi)占到銷售額5%～8%的企業(yè)才有活力。而我國石油鉆井裝備制造企業(yè)的科研投入普遍不足,所以其技術(shù)開發(fā)只能是按合同訂單開發(fā),被動地應(yīng)付市場,很少提前投資進(jìn)行前沿技術(shù)或產(chǎn)品開發(fā)。因此,加大科研經(jīng)費(fèi)投入已是加快石油鉆機(jī)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵因素之一。對制造石油鉆機(jī)的骨干企業(yè),除自身需加大科研投入外,上級主管部門或國家有關(guān)部門也應(yīng)考慮加大投入以支持作為戰(zhàn)略裝備的石油鉆機(jī)的技術(shù)發(fā)展。目前,企業(yè)上級或國家有關(guān)部門對制造企業(yè)科研經(jīng)費(fèi)投入的規(guī)定是對已有合同的新產(chǎn)品給予投入,對無合同的前沿產(chǎn)品開發(fā)不予以投入。建議修改有關(guān)規(guī)定,加大對石油鉆井裝備前沿技術(shù)及產(chǎn)品的研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入,允許產(chǎn)品研發(fā)失敗,以促進(jìn)石油鉆井裝備新技術(shù)的發(fā)展。值得說明的是,作為石油裝備制造企業(yè),其科研經(jīng)費(fèi)投入比例應(yīng)大于石油勘探開發(fā)企業(yè)的平均比例,因為石油作為一種產(chǎn)品,它已經(jīng)存在,投入科研經(jīng)費(fèi)的目的是尋找開采石油的方法,而產(chǎn)品制造企業(yè)投入科研經(jīng)費(fèi)的目的是研究本不存在的產(chǎn)品,所以2種科研經(jīng)費(fèi)的使用目的有著本質(zhì)的區(qū)別。
3 應(yīng)抓緊重點(diǎn)技術(shù)和關(guān)鍵產(chǎn)品開發(fā)
跟蹤國內(nèi)鉆井技術(shù)發(fā)展趨勢和國外鉆機(jī)技術(shù)先進(jìn)水平,抓緊前沿技術(shù)和關(guān)鍵產(chǎn)品開發(fā)。
(1)要抓緊極地鉆機(jī)的研究 極地鉆機(jī)在國外有很好的市場前景,美國國會已批準(zhǔn)開發(fā)阿拉斯加。我國鉆井工程服務(wù)隊伍也已進(jìn)入美國本土鉆井,俄羅斯有大量的鉆機(jī)急需更新,同時我國也有意去俄羅斯合作開發(fā)油田。事實(shí)上,我國傳統(tǒng)鉆井設(shè)備在大慶和新疆都發(fā)生過冷脆斷裂現(xiàn)象。所以無論是從內(nèi)、外市場考慮還是從國家石油安全考慮都應(yīng)抓緊極地鉆機(jī)的研究。建議有關(guān)科研主管部門對該項研究工作予以扶持。
(2)要抓緊12000m鉆機(jī)的研究 將來的鉆井發(fā)展趨勢是鉆井深、鉆速快,水平井、大位移井作業(yè)不斷增多,國外萬m以上鉆機(jī)已為數(shù)不少。國內(nèi)應(yīng)及早動手,抓緊研究12000m鉆機(jī),爭取2008年前出樣機(jī),以滿足我國鉆井工程服務(wù)的需要。
(3)抓緊液缸升降式液壓鉆機(jī)的研制 液缸升降式液壓鉆機(jī)的設(shè)計理念與傳統(tǒng)鉆機(jī)完全不同,它移運(yùn)快,自動化程度高。用它鉆井成本更低,安全性更好,代表了石油鉆機(jī)技術(shù)的最高水平。該產(chǎn)品很受鉆井商的好評和青睞。其技術(shù)難度很大,應(yīng)考慮與國外合作開發(fā)。
(4)抓緊連續(xù)油管鉆機(jī)的研究 鉆小井眼井是降低鉆井成本和提高油田開發(fā)效益的一條有效途徑。連續(xù)油管鉆機(jī)是鉆小井眼井的主要裝備。目前,在國外使用連續(xù)油管鉆機(jī)已達(dá)800多臺,幾乎相當(dāng)于中油集團(tuán)2005年動用鉆機(jī)的總和。國內(nèi)應(yīng)抓緊連續(xù)油管鉆機(jī)的研究工作,以滿足鉆小井眼、水平井的需要。該產(chǎn)品技術(shù)難度較大,應(yīng)考慮與國外合作開發(fā),以期早日生產(chǎn)出樣機(jī)。
4抓緊常規(guī)鉆機(jī)幾項單元技術(shù)的研究和完善
(1)首先要抓緊開口直徑為1257mm(49??英寸)的轉(zhuǎn)盤及載荷為6750kN的大鉤、水龍頭的研制工作。其次是抓緊開口直徑為1537mm的轉(zhuǎn)盤及載荷為10000kN的大鉤、水龍頭的研究工作,以滿足9000m鉆機(jī)及12000m鉆機(jī)的配套要求。
(2)抓緊鉆桿自動排放系統(tǒng)的開發(fā)。隨著我國出國服務(wù)鉆機(jī)的不斷增多及鉆機(jī)外銷市場的擴(kuò)大,配套鉆桿自動排放系統(tǒng)勢在必行,必須抓緊開發(fā),以提高我國石油鉆機(jī)和鉆井工程技術(shù)服務(wù)的競爭能力。
(3)完善交流變頻電驅(qū)動鉆機(jī)的技術(shù)開發(fā)。
①要進(jìn)一步研究和驗證轉(zhuǎn)盤控制問題。要徹底解決轉(zhuǎn)盤工作扭矩增大到一定值時的電動機(jī)堵轉(zhuǎn)和能量釋放時的吸收問題,防止鉆桿脫扣事故的發(fā)生,確?？刂频目煽啃?。②要繼續(xù)研究“軟泵”控制技術(shù)。這是一項很有意義的工作。“軟泵”技術(shù)的應(yīng)用可以減少鉆井泵所排鉆井液的壓力波動,使鉆井液循環(huán)系統(tǒng)的壓力趨于平穩(wěn),從而減少高壓管匯的振動,提高系統(tǒng)可靠性,同時可減少對井壁的損害。③要解決鉤速偏低的問題?，F(xiàn)有交流變頻電驅(qū)動絞車通常是單軸絞車,由電動機(jī)經(jīng)減速器直接驅(qū)動,其調(diào)速范圍完全取決于電動機(jī)的調(diào)速性能。目前的絞車所配備電動機(jī)的功率已經(jīng)足夠,但由于電動機(jī)最高轉(zhuǎn)速偏低導(dǎo)致最大鉤速偏低,影響了提放空吊卡的作業(yè)效率。提高鉤速可通過2個辦法來解決:一是在保持現(xiàn)有電動機(jī)輸出的最大扭矩值不變的情況下,提高電動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速;二是把驅(qū)動絞車的減速器改為變速箱,最大傳動比不變,增設(shè)一個高速擋,專門用于提放空吊卡。此方案寶石機(jī)械公司已做了一定的工作,也已申報國家專利,但應(yīng)加快實(shí)施。
我國石油鉆機(jī)的技術(shù)發(fā)展成績顯著,為我國石油工業(yè)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn),我國已成為世界上最大的鉆機(jī)制造國。然而,我國石油鉆機(jī)的技術(shù)與國外先進(jìn)技術(shù)的差距是明顯的,不可忽視的,如不引起足夠重視將影響到我國的石油安全,應(yīng)把石油鉆機(jī)作為戰(zhàn)略裝備來看待,要緊緊跟蹤我國鉆井技術(shù)發(fā)展趨勢和國外石油鉆機(jī)技術(shù)的先進(jìn)水平,加快我國石油鉆機(jī)技術(shù)開發(fā)步伐,以滿足我國石油勘探開發(fā)工作自身及參與國際市場競爭的需要。略……
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