海洋石油钻井机械及工具现代技术要点分析

2019-11-28裘树森

商品与质量 2019年35期

裘树森

中海油田服务股份有限公司天津 301600

1 海洋石油钻井机械工具技术介绍

海洋石油钻井涉及到的设备种类非常多，比如稳定器、减震器、动力钻等，在这些设备中，钻头的选择是非常关键，根据其构造的不同，可以将其划分成镶牙型以及铣齿型。现在在海洋石油钻井平台应用中，牙轮钻头由于具备较好的性能，所以运用较为广泛[1]。在初始阶段，鉴于金刚石钻头的本身特性，主要将其运用于硬地层的作业中，近些年随着科学技术的快速发展，越来越多种类的金刚钻头被研发出来，其运用也愈来愈广泛。金刚钻头造价相对较高，但是其具备更好性能，使用寿命也非常长；刮刀型钻头结构相对较为简单，这一类型的钻头扭矩通常比较小，所以在与其他工具进行接触时会造成一定的破坏，但是随着相关技术的进步以及运用，刮刀钻头对工具造成破坏的现象得到了明显遏制。

1.1 水下装置与升沉补偿

（1）水下装置。海洋石油作业中水下装置是非常关键的，水下装置在实际运行过程中需要和海水实现隔绝，从而避免海水对作业产生影响，提升钻井平台的稳定性。一般来讲，水下装置的主要组成部分可以划分成导向装置、隔水装置等，其中导向设备主要负责对设备进行导向，提升其稳固性；套管头可以进一步保证相关设备的稳定，隔水装置主要作用是实现对海水的阻隔。

（2）升沉补偿。所谓升沉补偿主要指的是下面两种方式：第一种是将钻杆和补偿设备实施组合；另外一种是运用具有伸缩性能的钻杆，并在其中融入补偿设备。

1.2 钻井的平台结构与特点

（1）固定式的钻井平台。所谓钻井平台指的是为了实现采油作业，人工制造的位于海洋底部的人造建筑物，其主要作用是实现相关设备的存储。

（2）移动式的钻井平台[2]。目前，在海洋石油钻井机械设备中，钻井平台主要有三种类型：即坐地式、自升式以及半潜式。坐地式平台指的是可以实现全面固定，同时可以水平进行移动，但是不能进行高低调节，其作业面积受到一定的制约；自升式平台具备更加优秀的环境适应性能，可以在不同类型的海域进行作业，但是无法再深海使用；半潜式平台具备更好的稳定性，但是其结构复杂，一旦完成就几乎无法进行移动，成本较高。

2 现代化的海洋石油钻井技术

2.1 随钻井下的测量及评价技术

通过将钻头加工时的测量技术和随钻的测量技术MWD 组合，能够得到坑井移动矢量，利用mnb 和mwd 的复合功能求出偏差角和方位角。SWD 技术能够利用钻头施工结构作为下腔振动信号源，将其对应的信息整合起来，得到相应的参数，有效地弄清层次信息和岩石的结构特征。这样就能够确保井眼轨迹的统一，提升钻探效率。

2.2 井下的闭环钻井相关技术

该技术属于在面向自动化和智能化的钻探工程学发展中出现的综合系统技术。钻井和地面测量，包括信息收集和计算、数据整合、自动化地面操作和井下自动化等，将数据转换成一些有用的参数，以引导工程操作。为了实现自动化操作，可以使用智能井下建设工具进行作业。

2.3 井下的动态信息处理相关技术

通过微电子和传感器检测技术的开发，出现了钻井动态的传感元件、高速的信息检测与处理系统等。这些信息的动态传感和检测技术可以使用实时获取来获得信息。经过对目标的分析和处理，结果将上传到控制中心以确保井下工程动态信息的有效把握，有助于实现高质量的井下作业。

3 石油钻井机械设备现代管理措施

3.1 做好机械设备的强制保养工作

通常来讲，由于机械和装置的过负荷运转，钻井机械和装置会发生故障。通过对石油钻井、生产机械、设备故障的分析，发现石油钻井、制造机械、设备故障大部分在平时设备的维护、维修不充分。每天组装设备的维护和保养应做到设备能长期保持良好状态。另一方面，为了进行这些设备的强制维护，必须对机器和装置充分使用预防保全系统[3]。现代石油产业中，机械装置一般较大，各模块间的设备相互依赖。一旦模块存在问题，它可能导致其他系统问题。因此，就应该对这些设备进行故障预测，需要使用现代科学技术减小故障维护难度，降低维护保养费用。

3.2 加强监督维修零件备件质量

目前，石油保养备件市场由于利益冲突导致其较为混乱，许多不合格设备流入市场。如果工作人员不能够对配件质量进行有效监管，可能会导致劣质零部件被使用，影响设备正常运转。必须对预备部件进行严格的质量检查，防止因零件故障而造成机械损坏。

3.3 对石油钻井机械设备进行安全管理

与其他企业不同，石油开采和生产企业对于安全性尤为重视。在石油企业的安全管理中，机械设备的安全管理是最重要的内容之一。只有通过做好机械设备安全管理的工作，我们才能促进各种工作顺利发展。因此，在企业的日常业务流程中，在完善和提高安全装置责任体制的同时，需要对相关机器设备实施详细登记，明确各员工和各部门的责任，将责任明确到个人。

3.4 创新钻井设备养护维修理念

采油钻井设备的养护管理应把焦点放在预防上。因此，必须革新经营理念，强化设备的维保意识。整理、分析过去的常见故障以及问题，科学合理地定制维护工作流程，明确重要零部件的维护的基本操作。在维修机械设备的过程中，根据作业经验总结故障发生规则，它可以立即确定故障的位置，提高维护效率。为了延长采油钻井装置的耐用年限，根据采油钻井装置材料的容许范围调整运行程序，确保其始终处于安全运转状态，确保工作效率，提高装置的安全性。