石油钻机继往开来

石油钻机继往开来油价又掉了哎，大家再也不用掐着指头算着出门了！哪里想去，就去哪里！世界这么大，我终于可以出去看看了。可是……哎！连我的毛爷爷都快看不到了。我国经济能迅速腾飞，其中定然需要更多的石油资源，也就要求我们石油工人们的不懈努力来生产出更多的石油。但是，工欲善其事，必先利其器。行业综合能力的提升离不开装备及工具技术的发展，现在将重点向大家介绍你有所知却也有所不知的“石油钻机”。一、引言随着我国经济的迅速腾飞，从2010年我国经济总量超越了“小日本”成了世界第二大经济体。去年的经济总量达63万亿人民币。△2014年全国国内生产总值习大大说了：到2020年我国要建成全面小康社会。我们石油工人可不能给国家拖后腿，我们得努力为国家生产所需要的石油。俗话说的好：没有那金刚钻，就别拦那瓷器活。这就是我们的金刚钻！△金刚石钻头有了金刚钻还是不够啊，我们还得需要完备的、能力超强的钻井设备，才能从地下几千米将原油源源不断的开采出来。二、知识背景1、石油在人们生活中到底扮演了怎样的角色呢？石油及化工产品在人们的衣、食、住、行、用的方方面面，无处不在。△石油及化工产品的用途2、为什么要钻井呢？钻井就是为了勘探、采油开发等，建立一个从地面到地下油层的通道。△注水采油示意图3、什么才是钻井呢？钻井就是打通地面和油气层通道的过程。包括三个过程：破碎岩石；取出岩屑保护井壁；固井和完井、形成油气通道。△石油钻井5、什么是钻机呢？钻机是在地质勘探中，带动钻具向地下钻进，获取实物地质资料的机械设备。又叫钻探机。也就是这个样子啦！△石油钻机的组成主要作用是带动钻具破碎孔底岩石，下入或提出在孔内的钻具。可用于钻取岩心、矿心、岩屑、气态样、液态样等，以探明地下地质和矿产资源等情况，也就是石油开采时钻井的工具。4、钻机是怎样练成的？◆起升系统：为了起升和下放钻具、下套管以及控制钻压、送进钻具，钻具配备有起升系统。△石油钻机起升系统◆旋转系统：旋转系统是转盘钻机的典型系统，其作用是驱动钻具旋转以破碎岩层，旋转系统包括转盘、水龙头、钻具。△旋转系统组合◆循环系统：为了将井底钻头破碎的岩屑及时携带到地面上来以便继续钻进，同时为了冷却钻头保护井壁，防止井塌井漏等钻井事故的发生，旋转钻机配备有循环系统，被称为石油钻井的血液循环。△钻井液循环示意图◆井架和底座：井架和底座用来支撑和安装各钻井设备和工具、提供钻井操作场所。井架和底座就是石油钻井中的骨架！△陆地钻井架（左）海洋石油钻井平台（右）△钻井架◆另外还有动力设备系统、传动系统、控制系统、辅助设备在这里就不做详细赘述了。△石油钻机的组合俗话说：上天容易，入地难。可是啊，我们石油工人就是不相信了，偏要知其不可为而为之。因为我们要为祖国献石油！三、神奇的石油钻机1、顶部驱动石油钻机◆顶部驱动钻机，是美国、法国、挪威近20年来相继研制成功的一种顶部驱动钻井系统。△顶部驱动石油钻机◆它的工作原理是什么呢？△顶驱石油钻井工作原理图顶驱顾名思义，它的动力来源一定是来源于顶部喽！就是不同于常规的转盘驱动的石油钻机，驱动力来自于顶部动力。△顶驱的主要部件◆顶驱石油钻机的优点：1、节省接单根时间2、倒划眼防止卡钻3、下钻划眼4、人员安全5、设备安全◆顶驱石油钻机已经在多台海洋钻机和特殊陆地钻机上的成功使用，它大大的促进了海上和陆地钻井技术自动化的进步，使用自动化接单根起下钻设备，从而结束传统的接单根方法。2、神秘的“南海石油981”海洋石油981深水半潜式钻井平台，简称“海洋石油981”，于2008年4月28日开工建造，是中国首座自主设计、建造的第六代深水半潜式钻井平台。△海洋石油981钻井平台它的主要作用就是在海洋上面创建一个供钻井设备能够正常工作的平台△海上钻井平台◆我国海洋石油资源概况：我国的海洋油气资源十分丰富，海洋石油资源的开采可以大大的环节我国目前的资源短缺问题。△海洋石油资源在东海、南海的分布◆海洋石油钻井平台的建造:就是将船舶和石油工业的有机结合，通过钢筋和混凝头结构将钻井平台固定在海底岩层上，打造一个海上人工岛屿。△海洋石油钻井平台的建造△浮升式海洋石油钻井平台◆海洋石油钻采：由于受到钻井平台的面积和位置限制，我们采用丛式和大位移水平井来增加泄油面积。△丛式井剖面图△大位移井剖面图△海上油气资源的采集◆海洋既是天使，为我们送来水资源和海洋渔业，但是它也是魔鬼，为人累带来了不可磨灭的伤痛！△2010年墨西哥湾海洋石油钻井平台暴炸图△2010年墨西哥湾海洋石油钻井平台暴炸图△原油泄露对环境的污染△胜利油田海上钻井平台发生倾覆3、可“上天入地”的车载钻机◆车载石油钻机是一套及其复杂的联合机组,就是将钻机设备嫁接到机车上，使其具有灵活的机动性。△车载石油钻机其动力传动系统的主要任务是把发动机的动力传递和分配给各工作机,实现钻机的移动和钻井作业。△车载石油钻机◆那么神奇的动力来源是哪里呢？车载石油钻机一般采用双动力机结构,修井作业时1台动力机工作,钻井作业时2台动力机联合提供动力,动力并车,需配套齿轮并车箱。△车载石油钻机变速箱结构示意图△换挡装置外形实物图◆车载石油钻机的优点多多哦！☆机动灵活性高；☆适用范围广泛；☆价格便宜不过啊！车载钻机也有一定的不足之处，就是适合中浅地层的钻井与开发，因为起动力毕竟和常规钻机相比还是有限的。△车载石油钻机4、套管石油钻机◆套管钻井是一种全新的钻井工艺技术,与套管钻井工艺相配套的套管钻机取消了常规的钻杆,用套管代替钻杆进行钻井。△套管钻机钻机安装在拖车上,采用电汽液驱动的顶驱装置,通过套管传递扭矩,并带动安装在套管底部钻具组上的钻头旋转钻进。△套管拖车钻机◆套管钻机钻井具有以下优点:1)简化了钻机结构,减小了钻机尺寸,降低了钻机成本,钻机更轻便,且容易操作和搬迁。△套管钻机2)套管钻井节省了大量的钻井管材,节约了大量与钻杆、钻铤有关的采购、运输、检验、维护和更换的费用。3)由于套管自始至终留在井内,大大减少了地层膨胀、井壁坍塌、键槽、台阶和意外事故的发生,而且不再有抽吸作用和压力波动,从而使井控状况得到大大改善。5)套管钻机在起下钻更换钻头或测井时,可继续循环钻井液,防止钻屑沉积,减少卡钻和井涌发生。6)钻机钻井可大大降低钻井成本。感觉套管钻机既省时又省力，真是咋们石油工人的好帮手！套管钻井技术是一项正在迅速发展的技术,有着广阔的应用前景。套管钻机是一种新型的钻井设备,随着套管钻井工艺技术的完善和推广,套管钻机也必将会得到进一步的发展。4、连续油管石油钻机由于连续油管技术可以进行油管侧钻,可实现连续下放和连续循环等优势,使得连续油管侧钻能显著降低成本、提高效率。△连续油管钻机◆连续油管钻机的优点(1)工作环境好,人员少,起下钻工作量小;(2)操作时无需上提整套设备就可进行过油管作业;(3)紧靠注入头下的34.5MPa液压封隔装置使司钻在压井后,马上就可恢复钻进;(4)可在起下钻时循环钻井液;(5)费用为常规侧钻的一半;△连续油管拖车△连续油管喷嘴这种钻井方法也有不利之处,包括:(1)每钻61m,就要回扩眼,清理井内岩屑，以防卡钻；(2)每钻3至4口井,就要换一回连续油管；(3)CT管柱磨损率与其弯曲时所受应力成正比,且直径越大，当其卷到标准滚筒上时,磨损越快。另外,尺寸太大,运输也受限制。△连续油管钻机△连续油管钻机四、我国石油钻机发展现状和未来期望今后,石油钻机发展特点是:1)专业化钻机得到快速发展。如适应各种环境和工艺技术发展的沙漠钻机、海洋钻机、斜井钻机、小井眼钻机、特深井钻机、连续管钻机等。△大位移井△分支井2)规模向两极化方向发展。深井石油钻机趋向大型化、轻便钻机趋向小型化(车载为主)。△深井钻机3)钻机控制实现自动化、智能化。顶驱、盘式刹车技术逐步成熟,电动控制技术、液压驱动技术和可靠性逐步提高。△钻机的电控制系统4)大力发展新型石油钻机,采用人性化的设计,先进的机械自动化,高效的钻机操作和监控系统,装置模块化,以提高钻机运移性,最终达到提高钻井效率,大大降低钻井成本的目的。△钻机的自动控制系统凡是都有个但是,但是，行业的整体技术与国外的差距也是不可忽视的。石油钻机整体技术与国外的差距表现为：1.钻机的钻深能力尚有差距2.大型拖挂钻机还没出样机3.极地钻机存在差距4.钻杆自动排放系统尚处于空白要加快我国石油钻机新技术、新产品研发工作1.要把我国石油钻机作为战略装备来对待我国是石油资源贫乏的国家,据国际能源机构预测,我国2010年对外石油依存度为50%,到2020年将达到80%。石油作为我国的重要战略物资已是不争的事实。2.应加大科研经费的投入3.应抓紧重点技术和关键产品开发跟踪国内钻井技术发展趋势和国外钻机技术先进水平,抓紧前沿技术和关键产品开发。(1)要抓紧极地钻机的研究(2)要抓紧12000m钻机的研究(3)抓紧液缸升降式液压钻机的研制(4)抓紧连续油管钻机的研究4.抓紧常规钻机几项单元技术的研究和完善就如高强度钻杆和钻头等。△钻具五、结束语推动能源技术革命，分类推动技术创新、产业创新、商业模式创新，并同其他领域高新技术紧密结合，把能源技术及其关联产业培育成带动我国、产业升级的新增长点。石油工业进入“冰河期”，这不单纯是石油钻机产业面临的，而是全石油行业同仁必须面对的。我国石油钻机的技术发展成绩显著,为我国石油工业的发展做出了巨大贡献,我国已成为世界上最大的钻机制造国，石油钻机也已经出口到世界三十多个国家。△中国在世界石油开发图然而,我国石油钻机的技术与国外先进技术的差距是明显的,不可忽视的,要紧紧跟踪我国钻井技术发展趋势和国外石油钻机技术的先进水平,加快我国石油钻机技术开发步伐,以满足我国石油勘探开发工作自身及参与国际市场竞争的需要。参考文献：〔1〕姚春冬.石油钻采机械，石油工业出版社〔2〕程瑞亮.石油钻井设备使用与维护，石油工业出版社〔3〕杨汉立.国内外石油钻机现状及我国钻机发展探讨.石油机械，2003、31（7）〔4〕王进全.关于我国石油钻机技术的现状及其研发思考.石油机械，2006，34（1）〔5〕廖谟圣,曹丽平.我国海洋石油工业的进展及与国外差距和建议.石油矿场机械,2005,34(2):13～18〔6〕张连山.2010年世界石油钻机技术发展水平预测.石油机械，2010、21（3）〔7黄志潜,高学和.连续油管作业技术文集[M].北京:石油工业出版社,1998:13-14.〔8〕贺会群.连续油管技术与装备发展综述[J].石油机械,2006,34(1):1-6.〔9〕任国富,张华光,付钢旦,等.国外连续油管作业机的最新进展[J].石油矿场机械,2009,38(2):97-99.〔10〕杨立军,肖龙飞,杨建民.半潜式平台水动力性能研究[J].中国海洋平台,2009,24(1):1-9.〔11〕王定亚,王进全.浅谈我国海洋石油装备技术现状及发展前景[J].石油机械,2009,37(9):136-139.〔12〕《石油与装备》编辑部.2008年石油装备行业十大新闻[J].石油与装备,2008(23):44-45.〔13〕蒋祖军，郭新江，王希勇．天然气深井超深井钻井技术［Ｍ］．北京：中国石化出版社，2011—1/21姓名：杨应强学校：东北石油大学专业：石油工程班级：油工13—6班（大三）今后,石油钻机发展特点是:1)专业化钻机得到快速发展。如适应各种环境和工艺技术发展的沙漠钻机、海洋钻机、斜井钻机、小井眼钻机、特深井钻机、连续管钻机等。2)规模向两极化方向发展。深井石油钻机趋向大型化(1500m,MAX12500kN)、轻便钻机趋向小型化(车载为主)。3)钻机控制实现自动化、智能化。顶驱、盘式刹车技术逐步成熟,电动控制技术、液压驱动技术和可靠性逐步提高。4)大力发展新型石油钻机,采用人性化的设计,先进的机械自动化,高效的钻机操作和监控系统,装置模块化,以提高钻机运移性,最终达到提高钻井效率,大大降低钻井成本的目的。