我国钻井装备研发技术进展现状

时间:2022-07-31 10:36:34

我国钻井装备研发技术进展现状

装备是先进技术的载体,对于石油钻井来说,没有过硬的钻井装备,就无法实现优质、健全、高效勘探开发目的,也无法为勘探开发提供保障。从某种意义来说,装备是勘探开发的尖兵利器。

1 我国钻井装备研发与制造取得重大进展

钻井的投资占整个石油勘探开发投资的50%以上,是影响油气勘探开发整体效益的关键因素。目前,中国已成为世界石油钻井大国。

上世纪50年代到70年代初期,我国的钻井设备主要靠引进苏联的、美国的、罗马尼亚的。“”后期,我们开始自己制造仿造罗马尼亚的钻机,叫“大庆Ⅰ型”、“大庆II型”由兰州石油机械厂和宝鸡石油机械厂制造,有仿制的、有改进的中型的钻机。近年来,通过新技术攻关和成熟技术集成应用,中国钻井提速提效技术发展迅速,带动中国钻井整体速度不断提高。特别是2007年成功研制出具有自主知识产权的1.2万米大型成套钻机及其配套装备,我国已具备万米超深井钻井能力。特别是近10年我们自己能够制造万米钻机,包括7000米以上的电动钻机,而且我国的顶驱、钻机控制已经出口世界多个国家。

多年来,中国石油钻井科技的发展走过了引进和学习国外技术、自主攻关、建立钻井科研机构、引进技术与自主研发相结合的道路。石油钻井科技开始由满足勘探开发需要向促进勘探开发的方向发展,并逐步缩小了与国外先进水平的差距。

特别是近几年,石油钻井工程技术快速发展,市场竞争能力显著提高。“十五”期间,钻井技术类科技成果有573项,位居第一。2007年中石油集团年钻井总进尺比2000年翻了一番。2000年以来,我国钻井队伍不断壮大,钻井进尺逐年增长,而后者增速远大于前者,充分说明钻井生产效率在不断提高。水平井和欠平衡井的规模应用,空气钻井、钻机、顶驱等重大钻井装备的启用,彰显了中国石油钻井在自主创新方面的巨大成就。

中国石油工业要保持油气生产的持续稳定增长,必须向陆地深层和海洋进军,向复杂地层和低丰度、低渗透率油气层要产量要效益,而钻井是成败的关键。这就要求钻井工程通过技术攻关,优化钻井设计,采用新技术、新材料和新方法,加快钻井速度,缩短建井周期,降低成本,不断扩大油气资源可利用范围。我国一直高度重视石油钻井工程技术,尤其是钻井前沿高技术装备研发,积极支持以石油企业牵头、产学研相结合的技术创新体系建设。今后,国家科技部将一如既往,进一步加强先进钻井技术与装备研发,以尽快使我国的钻井工程技术达到世界先进水平。

中国是世界制造大国,石油钻井专用装备近几年得到了快速发展。目前,中国石油宝鸡石油机械有限责任公司、北京石油机械厂等河北华北石油荣盛机械制造公司等企业,已成为世界最大的钻机、顶部驱动装置和防喷器等产品的供应商。石油钻井装备、工具与仪器的快速发展,不但提高了中国的钻井业务能力和水平,而且提高了勘探与开发的效果。

2 中国行业标志性钻井品牌走出国门

近日,中国石油宝鸡石油机械有限责任公司已签订我国高端石油钻井设备出口迄今为止最大一笔订单,总标额达到20.8亿元人民币,也是我国高端石油装备首次进入中东市场,成为宝石机械拓展国际市场的又一个重大成果。

依据签订的合同,2010年5月至2011年11月宝鸡石油机械有限责任公司将为阿联酋国家钻井公司设计、制造和安装10套5000米及2套7000米沙漠快速移运钻机和2套钻具。

据了解,这是阿联酋国家钻井公司第一次将钻井设备标授予中国企业,标志着宝鸡石油机械生产的石油钻机将代表中国的石油装备在中东高端市场登台亮相。

这次招标的钻机和钻具均按海洋石油装备的标准要求,是当前世界石油装备最严格的标准。而20亿元的巨额标单,对于仍未走出国际金融危机寒冬的世界石油钻井装备企业来说无疑是雪中送炭。

参与这次竞标的共有来自全球的13家业内知名企业,其中不乏国际著名的石油装备制造商。

宝鸡石油机械有限责任公司是我国最大的石油钻井装备研发制造基地。曾研发制造9000米钻机、12000米钻机、人工岛环轨移动钻机,特别是在沙漠快速移动钻机研制方面,率先在国内形成1000米至7000米拖挂钻机完整系列,与国际著名钻井工程承包商有过多次成功合作,是国内石油装备制造行业的领军企业。

作为我国建厂最早、科研实力最强的石油钻采装备研制企业,宝石机械公司1953年划转石油系统以来,已有百余项首创技术填补我国石油钻采装备领域空白。1986年以来,宝石机械共有82项技术荣获国家、省部级科技进步奖。截至目前,公司已有3项科研项目被列入国家“863”计划,累计获得国家专利技术授权187件。

2008年9月10日,我国首套多功能海洋3000米钻修井机在宝石机械诞生。同年12月2日,宝石机械研制成功的国内首套深水钻井系统装备首次装备90米以上作业水深的自升式钻井平台,标志着国产品牌海洋钻井系统装备研制达到新水平。宝石机械研制的我国首台F-2200HL钻井泵,达到国际先进水平,是我国功率最大、泵压最高的钻井泵,在国际上享有盛誉。

宝石机械还在国内率先形成钻深能力1000米至12000米陆地全地貌、全天候无缝覆盖钻机系列、500马力至2200马力F钻井泵系列、1000米到7000米拖挂钻机系列。钻机关键设备实现了自我配套,是我国唯一掌握重特大型钻机核心技术及配套资源的企业。

3 我国钻井装备技术研发现状

随着我国对国际石油资源开发的参与,国产石油钻井装备已初步踏入国际市场。为了适应这种新的形势,有必要探讨我国石油钻井装备的发展战略。

3.1 常规钻井装备的现状

3.1.1钻机形成系列,基本满足国内市场需要

根据GB1806—86《钻机型式与基本参数》形成的钻机系列包括了钻深从1500m至6000m的钻机,基本满足了国内钻井需要。但这种钻机系列存在基本参数与国外钻机不相符合的问题。国外钻机的钻深是按照φ73~127mm(~5英寸)钻杆尺寸给出的,国标则是统一按φ127mm钻杆标称钻深。现在各厂家已经仿照国外规定标明钻深,国标也将作出相应修改。

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