浅谈我国陆地石油修井机发展趋势

毛春鹏

【摘要】目前，我国修井机即将全面进入海洋和国际市场，它的未来发展面临着国内与国外的双重竞争压力。修井机在油田修井作业中起下油管更换井下工具中发挥着不可替代的作用，随着社会石油工业逐步发展，国内与国外针对特殊地形研发的新型修井机能高效率的对一些浅海、海滩、沙漠和丘陵等不同地形中隐藏的油田进行深入开采，拥有更好的移动性和更快的起下速度。修井机的发展水平与产品的设计研发，技术手段，工艺及质量控制等方面密不可分。本文结合当下修井机发展的实际水平，阐述了目前使用的陆地石油修井机的现状并且根据油田实际岗位面临的困境。从电驱、双动力，自动化，智能化和储能等方面说明分析了石油修井机当前的发展状况及未来的发展趋势。

【关键词】石油修井机  技术使用现状  发展趋势

修井机技术起源于国外。在之后的三年，我国独立完成了第一台修井机并在江汉完成样机试制，从此揭开了我国修经济发展的序幕。在接下来的两年里，该公司与一家美国公司签订了技术和贸易形式的修井钻机技术转让合同。美国专家前往工厂指导零部件装配过程，这促进了中国修井机技术发展的质的飞跃。据不完全统计，截至2004年，中国修井机年产量已突破300台，位居世界前列。许多国内国家，如美国，加拿大，中亚，南美，西欧等国家和地区的国产修井机售卖非常好。它已成为国际市场上的热门产品。就目前来说，国外使用的石油修井机技术水平比较先进，我国必须在现有的修井设备基础上引进国外先进修井机技术并加以完善，学习创新技术将为中国的石油部门带来更大的经济和社会效益。

一、石油修井机的使用现状

自从1980年我国揭开了石油修井机的发展序幕已来，修井机在国内的发展已有40几年，我国的修井机技术水平已经从最开始的仿制国外修井机技术到如今已经可以自行研发特色修井机。并且针对这方面的研究我国已经出现了一些比较有特色的公司，目前，修井机研究生产的许多厂家都各有特点，各有所长，一些大厂家由于规模庞大，实力雄厚，所以主要在大吨位修井机方面做的较好，而且产品都大量出口，一些中小型的厂家则在中小吨位修井机方面做得更好，其无论在精细程度，专业化程度还是价格方面都更加优质。最具代表性的如中石化石油工程机械有限公司第四机械厂、中原总机、胜利孚瑞特、吉林通化等厂家，这些公司企业从创立以来，就一直为我国陆地石油修井机的研发，设计和制造方面做出努力与贡献，使中国陆上石油的开采变得更加方便容易，同时对石油的增产也做出了很大的贡献。

传统的陆地石油修井机的动力一般都会采用柴油机发动机，目前这种发动机在陆地石油修井集中能够占到80%以上，虽然它的使用数量最多，但是柴油机也在某些方面存在着弊端，例如柴油机在操作过程中会产生大量的尾气和噪声，严重危害了作业人员的身体健康，而且在使用柴油机的过程中需要经常对其进行维护，从而造成整体维护的成本比较高。随着近些年油田实力不断提高，油田电网也得到合理的规划架设，相关企业更加注重石油修井机的研发，一些油田将开始升级和升级旧的发动机驱动的修井机，而不是传统的发动机。创造了一种新型电动修井机。这种改变在一定程度上是修井作业变得较为方便，弥补了原有的缺点，但是尽管如此，修井作业仍然是一份高劳动强度和高作业风险的工作。其在许多方面还存在着缺陷，需要陆地石油修井机的工作人员和设计者们继续进行深一步的研究，思考如何解决在实际工作中面临的困境。

二、发展趋势

在现代经济飞速发展，社会文明大幅度进步的时代，为了给人类生存发展营造更加美好的环境，世界上许多国家都开始倡导节能减排，降低消耗。电是我们日常生活中必不可少的能源之一，它作为清洁能源的一种在环境保护的共识下也逐渐被运用到工业中，在石油修井机工作中柴油机动力逐渐被电所取代。另外在电驱的基础上，逐步引入自动化的作业工具，用机器代替人力，不仅提高了工作的效率，而且还节省体力，降低了工人的劳动强度。在空间上会采用集成控制技术，以往的操作都会占用许多空间和时间，采用这种技术能够将大部分的操作都集中在司钻房内完成，大大的节省操作空间，完成了空间智能防碰和安全交接。另外，在能量的储备上利用储能技术，只使用井场小电网中午有限的容量就能够进行操作，完成作业，总的来说，电驱、自动化以及集成控制技术、储能技术这几种技术能够弥补传统的陆地石油修井机工作中所造成的问题，使其整体操作变得更加简单方便，降低成本的同时工作效率也大大提高，所以它们能够为未来的石油修井机工作领域带来更多的可能性，也成为该行业未来的发展方向。

三、石油修井机的技术分析

（一）网电及双动力驱动

改革开放以来，我国的经济一直持飛速发展的状态，因此我国各大油田的电网架构也逐渐趋于成熟完善，从前只能靠发动机来获取动力，从成本上看，随着柴油价格不断提高，修井作业的成本也跟着大幅度提高。从环境保护方面看，柴油燃烧会产生大量的有害气体，造成环境污染，这与国家提倡的节能减排的政策与环保共识相违背，同时操作起来非常复杂、还伴有很大的噪声，需要依靠大量的人力来完成。而如今电网可以提供持续的能量获取动力，电驱设备的作业成本降低，噪声较小，操作起来简单方便而且易学，维护保养起来相对容易，所以逐渐的在某些领域电网成功取代了发动机。

为了适应工人进行作业的操作习惯和技能素质，增强作业的可靠程度，一般情况下，原始发动机动力将作为备用措施保留，并将努力实现双动力作业运行即电网动力+发动机。目前这种双动力修井机设备在油田更加受欢迎，但其成本很明显对比发动机动力和网电修井机来说会更高。

（二）自动化

在油田作业的领域一直有一句话广为流传“钻井苦，作业累”，意思是油田作业这份工作环境艰苦，劳动强度高，许多工人在做这份工作时会感到身心疲惫。在如今这个经济水平高，更加注重生活质量的时代，许多年轻人不愿意从事这种作业环境艰苦，作业强度太高的工种，导致该行业一直内缺少新鲜血液的融入。因此，目前更加重要的是改善作业工人的工作环境，尽量用机器自动化代替人工操作，降低劳动强度，适当减员，纳入新员工，能够更好的促进修井作业领域的发展，然而也是因此才出现了自动化修井设备的配置。

（三）智能化

为修井机配置自动化工具虽然能够有效解决降低劳动强度和减员的问题，但是不能保证各个自动化工具之间以及与主机之间的协同作业能力以及设备的安全保护工作。自动化工具能够使操作更加简便，节省人力，许多操作都可以引入操作室内由少数人完成，但过度的减员就容易造成工作人员操作不认真，增加误差的后果。在修井机司钻房的设计布置上尽可能的趋于人性化，既要保证设备在空间上智能防撞，使集成控制系统中的各个子系统既能够独立作业，也可以集成作业，同时也要便于作业人员操作。除此之外，还需要注意对操作室内的动作监视、预警系统和故障诊断报警系统的维护，便于随时发现问题并进行处理。

（四）储能

对小修作业来说，井场的小变压器會严重影响修井机的作业效率。目前，即使井场变压器直接用作修井机的电源，也难以满足现场操作的需要。速度快，作业工人的技能素质相对较低等特点，一般不会使用成本相对较高的高压变低压当作修井机的电源。根据超级电容器快速充电和快速释放的特点和高功率密度，绞车在不工作时对超级电容器充电，在运行过程中由电场变压器和超级电容器提供电源。虽然超级电容器储能修井机可以满足修井作业的需要，但也受井场变压器的影响。如果在运行期间对电能有很大的需求，则在每次重载完成后，超级电容器需要很长时间才能充满电，以满足下一次重载提升的需要。

四、结束语

我国石油修井机历经了全进口，半进口，半国产化和国产化几个时期，引进国外先进修井机技术，结合自身实际情况进行创新改造，在经过大量的工程实践之后积累了许多经验，这为我国试油修井机的发展奠定了坚实的基础。随着世界多国家对节能减排、减少消耗和保护环境的提倡呼吁，许多企业放弃了传统的动力发动机形式，而采用电驱动，自动化，智能化和储能节能的方式，有效的促进了石油修井作业的发展，而这也就成为了未来该行业发展的趋势。

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