钻井在国民经济的众多领域里发挥着重要作用
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钻井技术在矿业及工程领域中的应用随着科技的不断发展,人们对于深层地质结构以及矿藏的挖掘需求越来越多,而其中钻井技术的应用就不可或缺。
钻井技术是指通常采用石油钻机进行的井筒钻探工作,被广泛应用在石油、天然气勘探方面,同时也在矿业及工程领域有大量的应用。
一、钻井技术在矿业领域中的应用矿山采掘是矿山开发的关键工艺技术之一,其中钻探前期准备工作又是开采过程中不可或缺的一项工序。
钻井技术在矿业领域中主要应用于勘探、开采、矿山安全等多个方面。
1. 勘探在矿山勘探中,传统方法往往是人工开挖矿井或者进行地质勘探,但这种方法费时费力且效率低下。
钻井技术的应用可以大大提高矿藏勘探效率并降低勘探成本。
通过地下井眼的存在,可以方便进行矿藏各项性质的测试、岩石结构测试等,进一步判断矿藏的类型和规模。
同时,钻井技术还可以在矿床勘探过程中进行动态监测,检测到矿体膨胀等异常情况,保证矿床每一处的挖掘均能达到最优采掘效果。
2. 开采在矿井开采过程中,安全和效率问题一直是矿业企业关注的焦点,而钻井技术的应用在这方面起到了巨大的作用。
通过钻井取样、勘探井灌浆加固等技术手段,可以保证矿井的稳定性,并可以减少矿井高温氧化等问题的发生,同时也有利于提高矿井开采效率。
3. 解决安全问题在地下矿山工作中,空气流通不畅常常会导致气体堆积和安全隐患。
而钻井技术的应用可以在矿山开采过程中注水,淹没一些潜在的有害气体,减少危险的发生。
同时钻孔中还可以放置探测器等装置,及时监测求稳态氧气气体浓度等,同时可以及时对气压、氧气含量等进行控制,保障工人安全。
二、钻井技术在工程领域中的应用除了在矿业领域,钻井技术在各种地下工程中也得到了广泛应用。
比如在排水、隧道、桥梁、房地产等领域,钻井技术都发挥了重要的作用。
1. 排水在地下建筑工程方面,钻井技术的应用可以帮助工作人员穿过不同岩石层,进入水源,然后进行开挖工作,确保建筑方案中的排水系统能够达到预期效果。
与此同时,钻井技术还可以进行矿泉水的找寻,实现大面积的水资源开发和利用。
钻探工程在国民经济建设中的作用钻探工程(drilling engineering )简介:在地质勘探和建筑基础勘查中,用钻机按一定设计角度和方向施工钻孔,通过钻孔采取岩心(或矿心)、岩屑或在孔内下入测试仪器,以探查地下岩层、矿体、油气和地热等的工程。
简称钻探。
探矿工程的重要组成部分。
在钻进中,主要应用机械的方法破碎岩石,其他物理的或化学的破碎岩石方法尚处于试验研究阶段。
钻探是地质勘探的一种重要技术手段,广泛应用于寻找和勘探各种矿产、油气藏、地下水、地热,以及为水利建设、工程建筑和交通设施等提供地质资料。
钻探机械主要包括钻机、泥浆泵、动力机和钻塔等。
钻机是用于向地下钻孔的最重要的机械设备。
泥浆泵又称钻井泵,是向钻孔里输送泥浆或清水等冲洗液的机械设备。
钻塔又称井架,是架设在钻场或井场上方,配合钻机绞车进行升降钻具的塔架。
钻探工程在国民经济建设的作用主要体现在以下几个方面:①地质普查(reconnaissance geological survey)或勘探,用于了解地质构造、找矿或探明矿产储量;通过利用先进钻探技术进行详细地普查与勘探,目前我国已找到各类矿产168种,探明有储量的矿产152种。
其中,煤、铁、钒、钛、钨、锡、钼、锑、汞、铅、锌、铝土矿、稀土、铌、重晶石、菱镁矿、萤石、磷、硫铁矿等25种重要矿产居世界前列,还有45种矿产的储量仅次于美国和俄罗斯,在世界上也占有重要地位。
我国对非金属矿产的探查成绩卓著,截止1991年,已查明上储量表的非金属矿产86种,若按工业用途则达到140种,非金属矿产产地5000多处。
其中石墨、滑石、石膏等20多种矿产的探明储量进入了世界前列。
非金属矿产的普查与勘探表明,我国是世界上非金属矿产资源比较丰富、品种较齐全的少数国家之一。
在能源方面,除石油天然气在普查与勘探中具有显著地位并取得了丰硕成果外,对煤炭(包括煤成气、石煤)、铀矿床、以及地热的探查也获得了重大进展,可以预见,步入21世纪以后,我国在普查与勘探方面所取得的一系列成就,必将成为推动我国的社会主义经济建设的宏大力量。
1.世界钻井史井,是人类探查地下资源并将它们采出地面的必要信息通道和物质通道。
钻井,就是围绕井的建设与信息测量而实施的资金与技术密集型工程。
人类的钻井活动已有数千年的历史[2]。
然而,在这么长的发展历史过程中,人类在钻井方式上的创新却是屈指可数的,一般可归结为四种方式的历史变革,即:(1)人工掘井;(2)人工冲击钻;(3)机械顿钻(绳索冲击钻);(4)旋转钻井。
当今,全世界广泛采用的钻井方式是旋转钻井(已有100多年的发展历史),在石油天然气勘探开发中尤其如此[1-4]。
1.1中国钻井史我国在利用钻井开发地下资源方面有着悠久的历史。
我国古代钻井技术的发展大体可分为两个阶段:第一阶段是大口井阶段,时间约在公元前3世纪到公元11世纪,是人入井内挖掘而成。
公元前3至1世纪,战国时期,李冰在四川兴修水利,钻凿盐井。
而后在临邛的盐水中发现了天然气,当时称之为“火井”。
公元前61年在陕北鸿门发现天然气。
四川在井内发现石油也早于15世纪,当时四川的井多是为取盐而挖掘的。
第二阶段是小口井阶段,其井口直径如碗口大小,即“卓筒井”,出现于公元1041-1053年前后,以顿钻方式用人力向下钻凿成井。
打井的目的是为了采集盐水制盐,以后发展为采天然气熬盐。
在北宋时代,人力绳索式顿钻方法得到了发展。
据史书记载,在公元1303年以前,中国陕北延长、延川等地已钻成了油井;公元1521年,中国四川乐山也钻了油井,中国的第一口天然气井早在公元前250年在四川成都双流一带凿成。
四川自贡市(古称自流井),是中国古代钻井科技的重要发祥地之一,是蕴育中国古代第五大发明(深钻技术)的摇篮。
整个自贡市就是一个古代钻井的大型展览场,树立着高达50-100m各式各样的古钻塔和建于1835年的世界最深的深海井(井深达1001.42m),这口井持续生产卤水与天然气达160多年,堪称世界之最。
1.2国外钻井史中国钻井技术传到西方,激发欧洲主要国家进行了一系列的现场试验,启迪他们创造了以蒸汽机为动力的绳索冲击的钻井方法,并导致旋转钻井方法的诞生(1901年开始应用于石油工程领域)。
浅谈我国水平井钻井技术的发展及应用摘要:随着经济的发展,人们对石油的需求越来越大,平井钻井技术成为最重要的钻井技术之一。
水平井技术于20世纪20年代提出,40年代付诸实施,80年代相继在美国、加拿大、法国等国家得到广泛工业化应用,并由此形成一股研究、应用水平井技术的高潮。
如今,水平井钻井技术已日趋完善,由单个水平井向整体井组开发转变,并以此为基础发展了水平井各项配套技术,与欠平衡等钻井技术、多分支等完井技术相结合,形成了多样化的水平井技术。
关键词:钻井水平井发展一、引言近年来,水平井钻完井总数几乎成指数增长,全世界的水平井井数为4.5万口左右,主要分布在美国、加拿大、俄罗斯等69个国家,其中美国和加拿大占88.4%。
在国内,水平井钻井技术日益受到重视,在多个油田得以迅速发展,其油藏有低压低渗透砂岩油藏、稠油油藏、火山喷发岩油藏、不整合屋脊式砂岩油藏等多种类型,石油剩余资源和低渗、超薄、稠油和超稠油等特殊经济边际油藏开发的低本高效,是水平井技术发展的直接动力。
智能化钻井系统是自动化钻井的核心,是多种高新技术和产品的进一步研究和开发,其微型化的发展趋势,可望在21世纪前半叶实现,随着钻井过程中工具位置、状态、流体水力参数、地层特征参数的实时测试、传输、分析和控制指令的反馈、执行再修正、钻井信息日益数字化,越来越脱离了人的经验性影响和控制,钻进过程逐步变成一个可用数字描述的确定性过程。
当前出现和正在发展的三维成像技术就是钻井信息数字化的一个典型例证。
自水平井技术获得进展以来,出现了明显的专业分工和作业中的合作,现在这种趋势更加明显。
测试工具开发和应用,多分支井完井管柱系统开发,都体现了专业服务公司和作业者之间的专业分工和作业合作趋势。
这种趋势有利于新技术、新工艺的研究和应用。
总的来说,21世纪水平井钻井技术发展的趋势是向自动化、智能化、轻便化和经济化方向发展。
定向井技术是当今世界石油勘探开发领域最先进的钻井技术之一。
钻井企业经济效益的影响因素分析及提升措施探讨钻井企业是石油工业中重要的一环,对于提升国家能源资源储备和经济发展起着至关重要的作用。
钻井企业的经济效益直接关系到石油产量、资源利用效率和企业发展。
分析钻井企业经济效益的影响因素,并探讨提升措施,对于促进钻井企业的持续健康发展具有重要意义。
1. 市场需求:市场需求是决定钻井企业经济效益的关键因素之一。
国内外石油市场需求的变化将直接影响钻井企业的产量和销售收入。
市场需求的增加将推动钻井企业的生产和销售,从而提高经济效益。
2. 技术水平:钻井技术的先进性直接决定着钻井企业的开采效率和产量。
高效的钻井技术可以提高钻井企业的资源开发速度和开采成本,从而提高经济效益。
3. 成本控制:钻井企业的生产成本是影响经济效益的重要因素。
通过科学合理地控制采掘、运输、生产等各个环节的成本,可以提高钻井企业的盈利水平。
4. 政策环境:政府的相关政策对钻井企业的经济效益也有重要影响。
政府出台的税收、环保、能源政策等将直接影响钻井企业的盈利能力。
5. 市场竞争:市场竞争是钻井企业经济效益的重要影响因素之一。
面对激烈的市场竞争,钻井企业需要不断提升自身的技术水平和服务质量,以保持市场份额和盈利能力。
二、提升钻井企业经济效益的措施探讨1. 加强技术创新:提高钻井技术水平,减少作业周期,降低成本,对于提升钻井企业的经济效益具有重要作用。
加强技术创新,研发新型钻井设备和技术,提高资源勘探和生产效率。
2. 节约能源资源:科学合理地开展能源资源勘探和开采,节约能源资源的使用,降低生产成本,提升经济效益。
3. 提高管理水平:简化管理流程,提高管理效率,降低企业成本,提升经济效益。
4. 加强环保工作:积极开展环保投入,加大环保设施建设和运行,降低环保成本,提升钻井企业形象,增加市场竞争力。
5. 合理配置资源:根据市场需求和资源储备情况,合理配置资源,提高资源利用效率,降低生产成本,提升经济效益。
钻探设备及技术创新应用的现实意义随着科技的不断发展,钻探技术也在不断创新,钻探设备不断升级,为社会与环境带来了重要影响。
钻探技术涉及到石油勘探、矿产资源探测与利用、地质勘探、环境研究等领域,其应用面广泛。
本文将介绍钻探设备及技术创新应用的现实意义。
1. 石油勘探领域石油勘探与开发是国民经济的重要支柱,它有着巨大的经济和战略价值。
传统的石油勘探技术主要采用地震勘探技术,但该技术在岩石条件不佳、油层深度较浅时的效果比较低。
随着科技的不断发展,新型钻探技术被广泛应用于石油勘探领域。
如钻井技术、乳化钻井技术、超深井钻进技术、钻井液技术等,既能提高勘探开发精度,又可大幅度节约成本。
2. 矿产资源探测与利用领域钻探技术在矿产资源探测与利用领域具有广泛的应用,如金属矿、非金属矿和油气等资源的勘探和利用。
传统的矿产资源探测方法主要采用地面探测和地震勘探两种技术,但其仅能对浅层的矿藏进行勘探,对于深部矿藏的勘探效果较为有限。
现代钻探技术采用超级钻探机器人、玻璃纤维管杆技术等,可对深部矿藏进行勘探,在提高勘探精度的同时也节约了开采成本。
钻探技术在地质勘探领域的应用远远不止于矿产资源和石油勘探。
地质勘探领域包括地下水探测、地下工程评价、岩体稳定性评估等。
传统勘探方法主要采用浅层钻探、地震勘探等,不能深入地探测地下构造;并且在对坚硬岩壁的取样、地下水水质监测方面也存在不少技术瓶颈。
新型钻探技术应用于地质勘探领域,如钻孔触探技术、电缆录井、液压钻机等,不仅提高了勘探的精度,同时也大大降低了勘探成本。
4. 环保领域在环保领域,钻探技术的应用也不占劣势。
当前社会广泛采用狭窄空间钻探技术,在城市的管道、池塘、地下输电通道等场所进行勘探,既节省了空间,又降低了对周围环境的干扰。
此外,超声波钻探技术对环境损伤小、振动小,对环保造成的影响也较小。
总之,钻探设备及技术的创新应用,对于石油勘探、矿产资源、地质勘探和环保领域,都具有重大的实际意义。
石油勘探中的钻井技术石油勘探一直是国民经济的重要支柱之一。
而在石油勘探的过程中,钻井技术则起到了举足轻重的作用。
本文将介绍几种常见的钻井技术,包括岩心取样技术、钻井液技术以及固井技术,并探讨它们在石油勘探中的作用和应用。
一、岩心取样技术岩心取样技术是石油勘探中的一项重要技术,它通过钻井设备将地下岩石的实际物质取出进行分析。
岩心取样技术可以提供岩石的物理性质、化学性质以及孔隙结构等信息,有助于研究地下岩石及其内部介质的特征和分布。
岩心取样技术可以分为旋转取心法、连续取心法和侧向取心法等不同的取样方式,具体选择取样方式要根据勘探区域和地质构造的特点来决定。
二、钻井液技术钻井液技术是指在钻井过程中使用的一种特殊液体,它通过钻井设备将岩屑和地下水分离,以保持钻井井眼的稳定性和钻具的正常工作。
钻井液具有冷却钻头、减少摩擦、稳定井壁和悬浮岩屑等功能。
目前常用的钻井液包括泥浆、泡沫和高密度石油钻井液等。
钻井液的选择要根据勘探区域的温度、井深以及地层类型等因素来确定,以达到最佳的钻井效果。
三、固井技术固井技术是指在钻井完成后,通过注入固井材料来封堵井眼和地层裂隙,以确保石油的安全开采和储存。
固井技术的主要目的是加强井壁和地层之间的粘结力,减少漏失。
常用的固井材料包括水泥浆和硅酸盐浆等。
固井技术涉及到固井设计、固井配方以及固井质量检测等多个环节,要根据地层特点和井眼情况来选择最合适的固井方案。
总结在石油勘探中,钻井技术发挥着重要的作用。
岩心取样技术可以为勘探人员提供详细的地质信息,钻井液技术可以保持钻井井眼的稳定性,固井技术可以确保石油的安全开采和储存。
这些钻井技术的应用和发展不仅为石油勘探提供了技术支持,也为国家的能源安全和经济发展做出了重要贡献。
随着科技的不断进步和创新,相信钻井技术将会在石油勘探领域继续发挥更大的作用。
石油钻井工程技术的应用现状及发展趋势浅析1. 引言1.1 石油钻井工程技术的重要性石油钻井工程技术的重要性在当前能源行业中不可忽视。
石油是世界各国经济的重要支柱,而钻井技术则是石油开发的核心环节。
通过石油钻井工程技术,可以有效地开采地下深层油藏,实现油气资源的高效利用。
石油钻井工程技术的发展水平直接影响着石油产量和资源储量的提升,对国民经济和社会发展起着至关重要的作用。
随着全球能源需求的不断增长和石油储量的逐渐枯竭,石油钻井工程技术的重要性日益凸显。
只有不断提升钻井技术水平,才能更好地应对日益严峻的能源挑战,保障能源安全和国家经济发展。
加大对石油钻井工程技术的研究和应用,不仅有助于提高石油产能和储量,还能推动能源结构的转型升级,促进石油工业的可持续发展。
石油钻井工程技术的重要性不仅体现在石油开发过程中,更是关乎国家能源安全和经济发展的大局。
只有不断创新和完善钻井技术,才能更好地满足社会对能源的需求,推动能源产业的可持续发展。
1.2 研究目的研究目的是对当前石油钻井工程技术的应用现状进行深入分析,探讨该行业面临的挑战和发展趋势。
通过对技术创新和环境保护方面的探讨,揭示石油钻井工程技术在未来的发展方向。
通过本研究,旨在为石油行业提供关于钻井工程技术的发展趋势和应用前景的重要参考,促进行业技术水平的提升,推动环境保护和可持续发展。
本研究也希望能够为相关专业领域的研究人员提供一定的参考和借鉴,为石油钻井工程技术的进一步研究和发展提供新的思路和方向。
通过对石油钻井工程技术的研究,旨在促进石油行业的可持续发展,为我国能源产业的发展做出贡献。
2. 正文2.1 石油钻井工程技术的现状分析石油钻井工程技术作为石油勘探与开发的重要环节,近年来取得了长足的发展。
目前,全球石油钻井工程技术主要集中在以下几个方面:钻井技术不断提升。
传统的旋挖钻和钻井机已经逐渐被先进的超深井钻机取代,这些钻机能够在更加恶劣的工作环境下进行钻井作业,提高了作业效率和安全性。
探讨石油工程钻井技术的发展摘要:作为国民经济各行业的重要能源之一,对推动我国经济发展具有重要影响。
石油钻井技术的提高在石油开采中起着关键作用。
随着我国科技水平的不断进步,国内对石油的需求日益增加,这对石油工程钻井技术提出了更高的要求。
与西方发达国家相比,中国的钻井技术还有待提高。
钻井技术的提高可以促进中国制造业、创意产业等产业的发展,从而提高生产力,发展中国经济产业。
关键词:石油工程;钻井技术;发展引言石油工程技术应用范围广,适用于石油工程行业的勘探、生产管理、维修等各个方面。
石油、煤炭和天然气被称为当今社会的三大能源,在我国经济发展和社会建设中发挥着重要作用。
石油工程技术的整体水平直接影响着中国的经济发展进程和现代化能力。
1中国石油工程钻井技术的现状1.1水平井钻井技术水平井钻井技术是一种定向钻井技术,采用先进的随钻测量仪器和专用井下动力工具,钻井倾角保持在86以上。
中国是第三个掌握这项技术的国家,这项技术在中国应用较早。
经过不断改进和发展,形成了钻具调平、多转盘、上下调整、注意短起下钻、动态监控等技术要点。
钻具调平强调钻具的稳定性,注重钻具的选择和组合设计;多转盘主要用于减少摩擦阻力,提高机械钻速。
通常情况下,水平段钻台进尺应控制在总进尺的75%以上。
上下调整是指垂直位置和倾斜角度的调整。
注意,短起下钻指的是短起下钻,主要是为了保证井壁质量。
利用水平井钻井技术,可以实现动态监测,即计算已钻井段,评价钻井组合的定向和导向状态,分析和调整待钻井眼。
1.2大位移井钻井技术目前,大位移井钻井是一项成熟的钻井技术,是水平井和定位井技术相结合的综合系统工程。
这项技术有很多技术难点。
随着大位移井钻井设计理论的不断优化和国内配套技术的不断发展,相关研究方法已被掌握,现有技术难点被相继攻克。
目前,该技术在国内浅海地区的应用已经成熟,并取得了良好的经济效益。
1.3地质导向钻井技术导向工具和地质导向仪器的结合形成了地质导向钻井技术,它实际上是在导向钻井技术的基础上发展起来的。
油气勘察在近些年的发展当中,虽然国内加强了对新能源的关注度,但是在整体的国民经济建设当中,石油依旧是非常主要的能源角色,它的主要作用不仅体现在各行各业的建设应用上,还能够直接推动国内社会经济的稳定发展。
因此,石油开采效益便成为了现阶段石油工程开展重点关注的内容,但由于石油工程的钻井环境发生了很大的变化,因而许多传统的钻井技术已经很难形成较高的开采效益,有待于在新时期进行多方面地优化和调整。
在新时期的石油工程开展当中,只有全面提高钻井技术的科学性和适用性,才能够持续提升石油开采效益,为社会经济的稳定发展奠定相应的能源基础。
一、现阶段石油钻井技术面临的主要挑战1.钻井工程技术的研究力度不足 虽然国内近些年的科技水平处于迅速增长的状态,但是在石油的钻井工程技术上,整体的发展却较为缓慢,多项技术的应用都存在着一定的不足。
比如,在深层钻井的时候,由于地质的强硬程度过高,因而需要运用专业的工具展开不间断地钻冲,这一流程必然会产生较高的摩擦效应,进而不同程度地造成机械损伤,影响接下来的钻冲施工效率。
但是现阶段的技术研究并没有达到较高的钻冲质量需求,多数时候依旧会产生严重的机械损伤,不仅影响接下来的施工进展,严重时候还容易出现安全事故。
2.钻井技术的设备质量处于较低水平在以往的石油工程开展中,所采用的钻井技术仅仅是一些深井技术,因而所使用的设备在质量方面并没有太高的要求。
但随着钻井环境的不断变化,相应的钻井难度迅速增加,如若继续采用以往的钻井设备,不仅很难完成钻井操作,还会对石油的开采效率形成最为直接的影响。
3.缺乏严格明确的技术应用和管理机制石油钻井技术的开展,不仅需要有各种现代化技术的科学应用,还需要有相应的人员操作,因而便涉及到了技术应用与管理机制。
对于石油钻井工程而言,多数工程队伍在管理机制方面并没有相应的机制要求,尤其是在设备技术的应用过程中,无论是技术应用还是设备监督,都没有达到相应的要求。
这样的状况使得石油开采效率一直难以得到有效的提升。
钻井在国民经济的众多领域里发挥着重要作用,其中尤以在石油天然气开采中的应
用最多作用最大。
石油天然气形成条件特殊,具有其它能源所没有的特性,这就决定了
其开采方式的独特性。
从发现至今,绝大多数的石油均是通过钻井开采取得的。
由古代
的手工开凿到现代的机械钻进,钻井工具和钻井方式发生了根本性的变化。
随着科学技
术的发展,钻井技术也将发生更大的改变。
自动化钻井是国外在20世纪90年代发展起来的一项前沿钻井技术,是21世纪钻井技术的主要发展方向。
自动化钻井主要包括井下闭环钻井技术,地面钻机的自动化,钻井液、泥浆等液体和固体的装卸、配制和泵送自动化,钻井专家系统四个方面。
地面钻机的自动化,即钻井地面作业的自动化操作,其关键部分是管子处理系统。
钻杆自动传送系统是管子处理系统的重要组成部分,是伴随着钻井自动化技术的发
展而产生的。
管子处理系统主要经历了四个关键阶段:机械化、远距离控制、半自动化
和自动化。
机械化减轻了钻井工人的体力劳动,传统的提升卡瓦和人工钻杆处理装置已
经改变,有力地扩大了钻井工人的安全工作范围,使他们由劳动者变为操作者。
半自动
化系统利用信息技术和智能控制系统改变现有的管子处理系统,在新的系统中可减少操
作者的数量。
随着海洋深水钻井的开展,现在作业水深已达到7000至10000ft,影响钻
井时间增加的内在因素不仅仅是起下钻作业,钻杆、套管和隔水管的搬运和排放也严重
影响着钻井计划。
在钻井的同时离线接立根、自动传送和排放钻杆等操作将会大大节省
钻井时间。
管子处理系统正在成为深水钻井设备设计的工业标准[l]。
国内研究现状
国内对钻杆自动传送系统的研究和应用较少,只有兰州石油机械研究所、宝鸡石油
机械厂、大港油田集团有限责任公司等一些单位做过一些设计和研究。
钻杆的上钻台方式,国内多年来一直采用电动或气动小绞车吊上,而钻杆的下钻台则一直采用钢丝绳甩下。
上世纪九十年代,在中原引进的Z000m液压钻机上使用液压钻杆举升装置,其分为
两部分:一部分为钻杆抓取机构,两套由单液压缸和双活动钳组成的装置分别安装于举
升平台的前后端;第二部分为举升装置,双液压缸推动箱型举升平台旋转,送钻杆上钻
台。
与其它液压钻杆举送装置相比,其钻杆抓紧装置可180。
旋转为其最大的特点。
由于
举送装置其绕一点旋转上台,限制了实用的钻台面的高度,其配套钻机的钻台面高
大港油田集团责任有限公司设计了一种钻柱输送装置,用于石油钻井中输送钻柱上
下钻台。
该装置由管架、输送槽和钻台坡道构成,管架布置在正对钻台斜坡的平面上,
其特征在于管架的平坡道设有输送槽,在输送槽远离坡道一端的底部有摆臂,输送槽的
另一端有滚轮。
利用液压动力,把管架上的管柱,通过输送槽输送到钻台的小鼠洞附近,同样也可以将钻台上的管柱送回管架上。
宝鸡石油机械厂设计一种钻具自动输送装置,它中间为一长槽的中间管架,四足可
调排管架一端由铰链与中间管架两侧对称连接,另一端各装一液压千斤顶,传送机械手
装在中间排管架中间的长槽中部。
宝鸡石油机械厂的GW一MI000钻机配备了液压控制钻杆盒、钻杆自动排放系统、井口机械化工具等钻杆自动处理工具。
宝鸡石油机械有限责任公司与挪威Aker Kvaemer MH公司组建北京宝石一MH海洋石油工程技术有限责任公司,该公司致力于海洋钻井平台、钻井模块和钻井设备的系统工程设计,海洋钻井平台设备的零部件生产制造,提供海洋钻井平台、钻井模块和设备的技术服务及咨询。
该公司的钻机管子处理系统处于世界领先地位。
在大连船舶重工为中海油服建造的海洋石油941自升式钻井平台上,钻井自动化工具得到了成功应用,它利用了折臂起重机、排管机、铁钻工等来实现钻杆的起、卸、排等机械化操作。
国外研究现状
早在上个世纪40年代 Humble011和 ByronJackson公司就联合研制了半自动钻杆处理系统,它必须由司钻和井架工共同操作。
1956年,首套卧式钻杆排放系统安装于CUSS一1钻井船上,其上的钻杆传送装置由钻杆移运臂和水平传动链组成。
从20世纪60年代以来,钻井工业界一直在通过开发新工具、新系统来尝试着改进钻井程序。
20世纪80年代末,德国超深孔钻进股份有限公司的高度自动化的UTB一1型钻机问世,UTB一1型钻机最具有创新和最不同寻常的部分是其移摆管系统,该系统由卷扬、滑轮回收系统、拧管机、双提升器升降系统、移摆管器、送管臂、钻杆传送器/液动钳和控制台组成。
移摆管系统的高度自动化确立了一种将来发展趋势。
1990年,一种新的将钻杆在排放架于钻台之间传送的钻杆传送系统被应用在自升式平台上,这个系统能将直径达20in的钻杆从钻杆排放架传送到井架V形门处,然后由起升和下放系统(PLS)将V形门处水平放置的钻杆传送到井口或鼠洞内。
1993年,另一种新型的自动化系统出现在Gianthe和Guardian自升式平台上,这个系统除了传送和提升、下放钻杆外,还在排放架上远距离处理钻杆,这个过程就是所谓的钻杆自动传送。
基于固定方式的钻杆传送系统,用关节悬臂式机械手将钻杆传送至传送带,然后将钻杆传送至V形门应用PLS将钻杆提起,使其处于竖直状态。
动态方式应用相同的原理,但通常应用大型慢速高架移动起重机(龙门起重机)处理钻杆甲板排放架上的钻杆。
这种在甲板钻杆排放架和钻台之间传送钻杆方式已经在世界海洋钻井中较好地得到了应用,这些系统的增加最初是由挪威法规推动的,然而这种功能现在已经变成任何一个新建海洋钻井设备的预期特征。
在这个时期,机械化操作变得更加自动化,钻台不再像过去那样用人工操作。
新的钻机和操作需要进一步分析来说明在哪里这些设备能够充分利用,进一步提高其作业性能。
1996年,一种集钻机顶部驱动回转钻井、绞车升降、钻具自动排放、遥控操作泥浆泵、防喷器、节流压井管汇的钻机以及由宽大、舒适、以透明玻璃罩与井场设备隔开的控制室组成的全自动控制钻机,在美国Pool公司所属的新奥尔良的试验基地出现。
该钻机仅有两人坐在玻璃罩内控制室的转椅上进行控制操作,一人负责整套钻机钻井操作,另一人负责钻具排放操作。
同年,模块化钻杆处理系统开始应用于北海自升式平台SantaFeMonareh上。
1999年德国Bentec公司为挪威设计的平台上应用了垂直钻杆排放机,该系统可自动完成水平和垂直的钻杆移运,移动过程受密闭钻井控制室遥控。
钻杆移动工序用可编程逻辑控制器编程,由控制室发出指令便可执行。
高、低压隔水管和套管的移放也由控制室遥控,只是套管接头用自动胶带输送到钻台上面。
重型工具、短节、井下马达和钻头等用提升工具和铁钻工移动,无需手工操作。
跨洋sedco&Forex公司设计的第五代海上半潜式钻机sedco&ExPress,推行现代机械化管材移放作业,这不仅加快了钻井速度,保障了人员安全,而且总建井时间至少减少25%,成本减少30%。
模块化的甲板构件和机械化管材移放系统提高了移放速度,比普通钻机快得多,如移放4根各为9.92m长的钻杆快25%,移放3根各为12.49m长套管快3倍,移放2根各为20.巧m隔水管快4倍。
一旦隔水管和套管放在钻台上,隔水管龙门吊车、管材提升机、管材传送系统和三
作用(Tri一Act)塔式井架便可工作,不再用人工。
该钻机近59m高的塔式井架具有运动特性和最大的钻杆移放效率,配有整体外置的立根盒,承载能力为2.5x104KN。
两台独立的管子垂直移运排放机和管子上扣台可减少管材移放时间50%以上。
钻台面上不需在井架前面设置V形大门,只在井架两边各留一块供水平移送系统下套管用的空地,在每个舷外钻台上设有套管钳和铁钻工,供管子上扣用。
轻型自动化钻井系统(LADS),由英国石油公司与 PhonexAlaskaTechnology 公司共同研制,采用自动化管理,这个系统仅需一名操作工便可通过计算机控制站完成所有钻进、起下钻和钻杆排放等作业。
LADS的管材处理系统堪称一套集成硬件系统。
系统中的每个工作单元都必须能够处理长度8.5一13.7m、直径73.0一339.7mm的管材,而且能同相邻的工作单元密切配合,尽可能高效地完成每个作业周期的管材处理任务。
该系统由六套主要设备组成,包括管材自动装卸装置、管材传送装置、管材吊臂、铁钻工、带有自动吊卡的顶驱系统和自动卡瓦等。
目前,在钻杆传送系统方面技术比较先进的公司主要有美国Varco公司和挪威Ake Kvaerner MH公司。
美国Varco公司研制了一系列的钻杆传送系统,包括PLS3/5、PTC等,可以用来传送钻杆·钻挺和套管单根及立根,传送管子的直径范围为31/Zin一20in。
另外,Varco公司还研制了适用于绝大多数现有钻机的钻杆排放系统Varco compactRacker(vCR)。
挪威 Aker Kvaerner MH公司的管子传送和处理装置主要有龙门起重机、折臂起重机、管子输送机、桥式起重系统和钻台操纵臂等装置。