中国石油装备的发展现状

中国石油装备的发展现状石油大学（北京）机电工程学院一、前言二、勘探装备三、钻井装备四、采油装备五、油田地面装备六、石油机械研究设计和制造技术七、结束语从80年代以来，石油机械制造系统瞄准国外先进技术，在引进设备的同时，以技贸结合等方式，成功地引进了国外先进的制造技术，加速了机械制造企业的技术改造和技术进步,已建立起一个比较完整的石油装备制造体系。加强了科研攻关、新产品开发和新技术推广，产品质量不断提高，品种日益增多，一些关键设备和产品实现了更新换代，基本满足了国内陆地、丘陵、沼泽、滩海、浅海、沙漠等油气资源勘探和油气田开发建设的需要。许多产品获得API等证书，许多新产品获得国家科技进步奖，总体上达到了国际水平，一批产品达到了国内外先进水平，有些产品开始进人国际市场。一、前言与80年代相比，特点是：勘探装备发展迅速，技术水平显著提高；钻井装备基本满足科学钻井的需要；采油装备形成特色，基本满足稳产增产工艺需要；油田地面装备有长足进步；石油机械研究设计和制造技术有明显提高。一、前言二、勘探装备1、物探装备的研究和生产已具备相当规模地球物理勘探作为油气勘探的主要手段，从60年代数字技术革命以来，已经发展形成从数据采集、资料处理、资料解释到物探装备的一整套比较成熟的数字化技术。目前，国内地震装备已经全部更新为24位高精度地震仪，而且为适应大面积三维精细勘探需要，装备道数容量越来越大，勘探精度越来越高。我国自行研制的YKZ480和SK1004型多道遥测数控地震仪已批量生产，使地震仪从常规120道数字仪进入数控遥测仪发展阶段。采集站已初步形成系列。SK1005型轻便化地震仪可用于山地和沼泽地区。适用于湖泊、滩涂和山地等特殊地区的WYZ240型无线遥测地震仪也已野外使用，填补了国内空白。二、勘探装备GYZ4000高精度多道遥测地震仪地面和井下三分量、涡流、沼泽等特殊检波器也可立足国内。目前无论在国内还是国际地震勘探中，仍然以动圈式数字地震检波器为主，我国的地震检波器总体水平与世界先进水平相当，在某些方面甚至处于领先地位，因此在国内地震勘探中，包括在国外服务的地震队伍，全部使用国产检波器，而且有一定数量的出口。二、勘探装备DFJ3地面三分量地震检波器各类地震电缆也基本自给。已开发13型和20型可控震源及控制设备，研制了钻深为18－300m的各类地震钻机、载重量为1t和15t的沙漠越野车，提高了我国在复杂地表条件下的勘探施工能力。二、勘探装备二、勘探装备2、测井装备基本满足数控测井需要目前国内使用的测井装备大致分三类（高端、中高档、普通），其中高端装备主要是由国外进口的成像测井系统，有贝克-阿特拉斯公司的ECLIPS5700系列成像测井系统，哈里伯顿公司的EXCELL2000成像测井系列，另外还有一部分斯伦贝谢公司MAXIS500成像测井系统在中国市场服务。国内产品在近几年内难以形成与国外先进仪器抗衡的能力。ERA2000成像测井二、勘探装备我国从70年代末期开始发展数字测井技术，研制了SKC2000等数字测井仪，已在重点探井或重点地区使用数控测井技术，约占30%。ERA2000成像测井二、勘探装备研制成功并推广使用了大于700mm深度的YD—89型深穿透射孔弹，获得了增产效果。正在推广的侧钻井壁取芯器，取得了好的地质效果。合作制造的生产测井系列仪器，满足了油田开发测井的需要。SKSD-B数控生产测井地面仪SYZ5140TCJ系列测井车二、勘探装备3、录井、试油装备接近国外水平，配套不断完善我国引进法国制造技术生产的综合录井仪已用于油田,目前国内开发录井仪器也已形成多种产品系列。试油设备逐步完善，21Mpa试油防喷器、试油螺杆泵、98.4mm（37/8英寸）全通径地层测试器，电缆桥塞和送进工具已研制成功。SLZ系列综合录井仪是一项内容庞大、实时性强、高可靠性的系统工程。仪器直接测量的工程和地质参数达3335项，并可派生出四百多项技术参数，该系列产品整体性能达九十年代国外同类产品技术水平。三、钻井装备1．钻机形成系列，中深井喷射钻井装备配套齐全研制了1000－9000ｍ五种系列钻机，年产120多台。包括直流电驱动钻机、机械液力传动、变频交流驱动钻机；三、钻井装备采用了顶驱、盘式刹车、电子司钻等一批先进技术，钻机自动化、智能化水平信息化水平已达到一定程度。。顶驱盘式刹车三、钻井装备电子司钻监控系统三、钻井装备宝鸡石油机械有限责任公司和新疆石油管理局联合研制的ZJ70DB1钻机是为满足油田7000米油、气井勘探开发而研制的一种交流变频电驱动钻机，具有以下钻机特点：井架底座采用中油集团公司引进的Soilmec－Branham公司技术，其特点是一种新型旋升式结构，驱动采用交流变频技术，使用先进的全数字矢量控制变频系统及高速、大功率、宽频交流电动机，一对一控制方式，完全实现单轴齿轮传动绞车、转盘、泥浆泵0～100%范围的无级调速；MCC系统采用先进的SIEMENS智能软启动系统和ET-200技术，实现对辅机的保护和监控；绞车为单轴齿轮传动，辅助刹车为主电机能耗制动，通过变频系统制动单元定量控制制动扭矩，实现游车平稳下放，速度可调，并可实现恒压自动送钻；三、钻井装备绞车采用独立变频电机传动装置及计算机控制技术，实现恒钻压自动送钻、智能游车位置自动控制及对起下钻和钻进工况进行实时监控；建立了基于以太网的SCADA系统接口，可实现钻机网络融于油田ERP管理系统；通过气、电、液控制和钻井仪表参数一体化、工业监视、多点对讲系统、钻机司钻智能化控制，为钻井工艺创建一个数字化、信息化、智能化设备管理平台。三、钻井装备除生产常规陆地钻机外，高运移性深井沙漠钻机、沼泽难进入区域用钻机、特种钻井工艺用钻机等特种钻机的也有部分生产。三、钻井装备海洋石油钻井方面，中海油股份有限公司拥有12套钻井船，上海海洋石油局拥有3艘平台。另外，在我国滩海领域开发中也有一些钻井平台正在使用。对于海洋钻机国内只是刚刚起步，设计和制造了少数几套成套钻机，也只是常规型式；海洋平台方面，国内设计能力还较薄弱，主要由国外著名公司负责设计。三、钻井装备车装式钻机是我国在90年代研制开发的新产品。车装钻机已形成多种系列，井深从1000m－3000m。这种车装式钻机移运性好,越野爬坡能力强,其技术性能指标与非车装式钻机相同,但搬迁时间及费用仅为非车装式钻机的1/3。这种车装式钻机是在修井机的基础上发展起来的,因而它既可用来修井,又可以进行浅井、中深井钻井作业,具有多项功能。正由于这种车装式钻机的可移运性及多功能,受到了中外用户和同行的高度赞誉。国产车装式钻机的技术性能及结构型式与国外产品基本相同,但其转弯半径和越野性能均优于国外产品,特别适用于山地及其他复杂道路的油田使用。三、钻井装备动力设备品种大量增加。190系列柴油机已发展到33个品种82个型号，达到国内同类产品先进水平，成为钻井主要动力机。柴油发电机组和天然气发动机及发电机组已初步形成系列。柴油机柴油机发电机组天然气发动机三、钻井装备电网可控硅电源三、钻井装备Ｆ系列三缸单作用钻井泵制造技术经引进消化和发展完善，已形成系列产品。SL系列钻井泥浆泵，主要作于高压喷射钻井，增强破岩，携岩效果，提高钻井速度。三、钻井装备研制了电磁涡流辅助刹车、井口液压大钳等一系列钻井工具。三、钻井装备我国生产的休斯钻头和自行开发的系列钻头达到了国际先进水平，大大提高了钻头进尺指标，可以满足各类地层选择需要、PDC钻头已大批量供应，并获得了显著的技术经济效益。三、钻井装备此外，装备的改进为喷射钻井和优选参数钻井提供了手段，使中深井的机械钻速提高了１倍。全尺寸钻井仿真系统用于钻井培训。三、钻井装备2．针对各种钻井先进技术的装备基本配套定向井、丛式井和长、中半径水平井、欠平衡钻井等装备基本配套。三、钻井装备井下动力钻具,得到进一步发展,研制成功轻型螺杆的新型螺杆钻具，原理全新的正弦槽滚球减速器涡轮钻具，单多点照相测斜仪，系列品种齐全，达到国外同类产品先进水平。三、钻井装备丛式井底座、无磁钻铤和其他配套工具研制成功并推广应用。三、钻井装备有线随钻测量仪及无限随钻测量仪（ＭＷＤ）已用于水平井钻井中。三、钻井装备欠平衡钻井技术已得到推广使用。研制出的液气分离器、真空除气器、阻火器、撇油罐（skimmingtank）、自动点火系统等欠平衡辅助设备，经现场使用完全达到了欠平衡钻井作业中的要求，有些产品的性能还优于国外同类产品，而价格仅为国外产品的1／2。三、钻井装备3．井控装备基本形成系列开发了Ø177.8~346mm（7~135/8英寸）常用规格和压力等级的套管头、液压防喷器、压井节流管汇，以及配套仪器及控制系统。70MPa液压防喷器胶心的研制成功，提高了井控装备的技术水干，可以替代进口产品。成功地研制出新一代防喷器组合钻柱内防喷阀,井控专家系统得到成功的应用;用微处理机控制的新一代钻井数据采集和监控系统的问世,为高效、安全地进行钻井作业提供了保证。三、钻井装备4．固井装备能满足备种工况要求引进了道威尔固井车制造技术，开发了配置复式混浆系统的35MPa和50MPa单泵和双泵、车装和橇装的固井装备及与之配套的供水车、大吨位立式下灰车、深井固井管汇车、固井仪表车、固井质量检查仪和尾管悬挂器等各种装备与工具。三、钻井装备5．固控装备配套齐全研制了各种型号的振动筛、除砂器、除泥器、除气器、清洁器、离心机等，以及适应不同井况的固控系统。密闭式钻井液固相控制系统得到进一步完善,一步式固控装置开始使用，还开发了固相控制专家系统。四、采油装备1．三次采油装备开发取得成果通过技术引进和消化吸收，自主开发了一批捉高采收率的三次采油技术装备。Z20、Z20A和Z30型注聚合物装置的研制成功为高含水油田的稳产开辟了新路。氮气发生器和天然气压缩机的研制为开展注气和气举工艺准备了条件。四、采油装备2．高含水油田“稳油控水”有了专用装备研制成功的车装和橇装调剖堵水配液注入设备，可精确地控制配液成分比例和浓度。提高了调剖堵水的技术水平。四、采油装备3．机械采油装备全面立足国内常规抽油机、抽油杆、抽油泵已完善系列产品。研制了前置式、链条式、气平衡式、液压式、异相曲柄式、双驴头式、直线电机等多种新型抽油机。各种节能的抽油机如变频调速的节能抽油机逐步推广。四、采油装备研制了空心抽油杆、电热抽油杆、玻璃钢抽油杆、超高强度抽油杆和连续抽油杆。四、采油装备防砂、防气、倍程等各种不同用途的抽油泵,电潜泵和螺杆泵形成了160～550m3/d系列产品，质量和技术水平有了明显提高，成为大排量提液的主要手段。水力活塞泵有30～550m3/d系列产品和三柱塞、五柱塞地面泵。四、采油装备4．稠油热采装备水平进一步提高已研制成功7、9、13和23t/d热采锅炉，以及隔热管和封隔器等，蒸汽吞吐设备基本配套。抽稠泵、板阀泵和大型抽油机提高了稠油开采的水平。四、采油装备5．修井装备完善系列开发了小型和大型自走式修井机，现在修井机已形成150型到1000型多种系列产品。钩载从60t－180t，修井深度从3600－8500m。除可满足我国陆上、沙漠、滩海油田的需要外，还进入了海上平台，并出口到美国、加拿大等国。为了适应浅井修井需要，我国还研制成功了钩载为30t－80t，修井深度为2000～4500m的车装（轮式、履带式）修井机。为了适应斜井修井的需要，研制成功斜井修井机。四、采油装备6．低渗透油层改造增添了新装备通过技术引进、消化，开发了105Mpa、140MPa压裂酸化机组。五、油田地面装备1．气液分离设备接近国际水平包括从单一油气分离发展到和工艺结合的缓冲、加热、沉降三合一装量等。研制了高效三相分离器，采用了“旋流预脱气、活性水洗涤加速脱水、机械破乳强化脱水”等技术，使设备的运行效果达到了国际同类设备的先进水平，单位体积的处理能力是传统设备的5倍以上。不仅简化了流程、节省了投资，而且节能降耗、大大降低了运行成本。研制的多功能处理器其具有油气分离、原油加热、一段热化学脱水、二段电化学脱水、水力清砂、油水界面调节和液位调节七种功能。150万吨