石油井控设备发展与应用研究

牛晨羽

摘要：我国石油勘探开发技术不断提升，勘探开发的领域也逐渐扩大，不仅有陆地油田，还有滩涂浅海油田，开采也从以往的浅层变成深层，随之而来的钻井难度也加大。井控是钻井工作中重要内容，不仅关系到钻井的效率更影响着钻井的安全。因此要研制出更先进的石油井控设备，促进我国石油业的发展，确保石油开采的安全操作，优化我国的能源结构。

我国目前的石油开发中，基础设施以及装备还不够完善，大多采用移植石油井装备为主，但其成本高、体积大，不利于搬迁和钻速的提高。因此，研究石油井控设备的现状和发展，对提高石油的勘探开发有着重要的意义。

1.石油井控设备发展与应用现状

1.1.防喷器

我国目前使用的防喷器大多为参考国外产品技术自主研发生产的。但是，石油钻井防喷器的安装没有具体的标准，只有中联石油公司以油气钻井井控标准为依据进行井控设计。我国在石油钻井时，多数采用闸板防喷器或者环形防喷器和闸板防喷器结合的防喷器模式，压力较大。防喷器的压力级别高、体积重量大，给搬迁带来了很大的困难，从而增加了钻井的成本。轻便型的防喷器更适合我国的钻井作业，但是我国还没有类似的防喷器，需要科研人员加快研发的步伐。

1.2.旋转控制头

旋转控制头欠平钻井技术的诞生，有效地提升了钻井的质量。早在20世纪60年代，我国开始了对旋转控制头的研究，目前采用的旋转控制头主要是在WeatherFord公司的Williams系列产品的基础上进行研究开发的，这类旋转控制头能够适应压力级别高的钻井，但是密封的可靠性以及密封件的使用年限要低于国外产品。而适用于压力级别低的旋转控制头还处于研发阶段，低压旋转控制头的研发存在两个难点，分别是如何确保轴承总成的旋转动密封的可靠性和如何延长密封胶芯的使用寿命。根据Washingtong公司的报价，该公司的低压旋转控制头出口价格大约在70万元左右，而其研发生产的成本只有售价的三分之一。如果国内能够自主研发低压旋转控制头，钻井的成本将会大大降低。

2.我国井口装备存在的问题

2.1_理论与技术研究不足

我国石油的勘探开发起步较晚，常用的油气钻井装备存在着成本高、体积大不便于搬迁的问题。与此同时，我国目前大多钻井设备都是从国外进口，自主研发的设备较少。无论是理论还是技术方面，我国的钻井设备都还存在许多的不完善，严重的制约了我国石油产业的发展。

2.2.制造能力不能满足设计要求

我国对井控设备进行研究，一些设计通过实验证明了其可行性，但是由于制造技术欠缺，不能够投入到生产中。例如，旋转控制头轴承的总成可靠性难以控制，旋转动密封件的动密封和胶芯的寿命无法确保等。

2.3.设备配套缺乏统一规范

我国的石油勘探开发处于上升阶段，但是石油勘探开发的配套硬件设备没有完善的方案以及标准规范，影响了石油业的发展。我国应根据石油钻井的特点和要求，制定出设备的配套方案，并加以规范，确保石油钻井的有序进行。例如，石油钻井井控设备的配套，由于没有较为统一的方案和规范，一些钻井没有安装符合井口特点的防喷设备，钻井施工的安全得不到有效的保障。

2.4.石油法规制度不健全

我国目前没有针对石油业制定出健全的政策法规，导致石油开采过程中存在多重问题。不仅是钻井设备的使用效率和设备的研发技术存在很多的问题，同时石油气权的归属也存在一定的问题，由于气权和矿权的归属不同，导致管理麻烦，严重的影响了我国石油业的发展。

2.5.钻井装备落后，效率低，成本高

目前，我国钻井设备主要以小型煤田钻机、石油钻机以及进口全液压钻机为主，国产的钻机工作效率较低，钻井的周期较长，但是成本较低，与之相对应的进口钻机，工作效率高，周期较短，但是成本太高。在欠平衡钻井设备方面，我国大多是依靠进口的设备，成本较高，给石油的开采增加了经济负担。

2.6.石油钻井专业队伍建设滞后

我国的钻井队伍建设缓慢，没有行程专业化的高质量钻井队伍，在石油的开采过程中缺乏专业性和系统性。

3.对发展我国井控装置的建议

3.1.建立统一的设备准入行业标准

加强对钻机、井控系统等设备的研究，研发出适用于我国石油钻井特点的专用设备，降低成本并方便搬迁运输，并对钻井设备建立健全的行业标准，能促进石油业发展。行业标准的健全，能够有效的规范我国石油钻井的施工，促进钻井的安全，提高石油钻井的效率。石油钻井专用设备准入行业标准的建立尤为重要，对我国石油业的发展有着重要的影响。

3.2.加快新产品开发，实现经济开发

我国目前使用的进口设备虽然效率高，但是成本过高，不利于经济开采。应该加强对新产品的研发，降低成本，提高工作效率，并且做到自动智能化和人性化，降低钻井人员的作业劳动强度，提高钻井的质量和效率，减少井下故障。目前我国钻井设备的自动化较低，如果能够有效的解决自动化问题，能够促进我国石油业的高度发展。

3.3.加强国际合作，加快我国油气的开发

我国的石油业发展起步相对较晚，目前仍处于发展阶段，而西方发达国家起步较早，设备、技术等都相对成熟。我国的石油勘探开发可以加强与其他国家的合作，借鉴欧美等国家的成功经验，从而促进我国石油业的发展。美国是目前世界上开采石油最为成功的国家，不仅拥有先进的开采技术，同时各项专用设备也领先世界。我国应根据地理等实际情况，结合我国石油资源的特点，学习国外先进设备技术，研发高效的石油钻井设备。

3.4.优化产业结构，使用新产品及技术

我国应充分了解含油地区的特点，根据不同地区的地理环境、油的储量以及深度等实际情况，选择合适的钻井设备进行石油开采。优化开发的模式，提高钻井的效率，实现经济开采。

参考文献：

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[2]孙新杰.油水井小修作业的配套井控设备应用初探[J]；中国石油和化工标准与质量：2013（03）

[3]修敏军.井控技术在钻井中的应用[J]：中国高新技术企业；2012（01）.