石油钻机的可靠度与维修规则

吴 威

（大庆钻探工程公司国际事业部，黑龙江大庆 163411）

0 引言

石油钻机可靠度是实现设备检修工作的主要因素，通过提高石油钻机可靠度不仅可以制定出维修规则，同时也可以建立石油钻机维修计划。因此，应针对石油钻机可靠度与维修规则展开全面研究与分析，以此制定出石油钻机维修规则，为提高石油钻机可靠性与运行质量起到帮助。

1 石油钻机可靠度标准要求

1.1 石油钻机智能化。

石油钻机智能化是石油工程建设主要因素与基础，截至目前并未实现真正意义上投入运行智能化石油钻机，多是通过使用常规石油钻机+智能组件构成的智能石油钻机。例如，智能断路器、智能变压器等。但因在智能化改造时采用数字化电子式互感器与光纤网络，促使石油钻机与保护等石油钻机之间的数据交互方式实现了完全数字化。

1.2 定向钻进

在进行定向钻进工序过程中，需要通过科学的方式制定出相应技术方案，具体方案主要包括：

（1）严格确保回次冲孔，单回次钻进后活动钻具冲孔，通过使用钻具在孔洞内形成的搅动作用来完成冲洗介质与冲洗钻孔的工作。

（2）需要严格把控单班进尺，每班进尺需要控制在42 m 以内，从根本上降低因钻渣累积而导致孔内工况出现复杂的情况。

（3）需要定期进行重新扫孔，因钻孔的孔深与设计孔深之间会出现较大差异，这时就需要针对钻孔进行重新扫孔工作。

1.3 信息交互标准化

石油工程内石油钻机的数据通信都基于统一的IEC 61850规约。统一标准方式使得不同的设备厂家可以基于同一标准，不再需要考虑和其他设备的数据通信问题，简化了石油钻机的安装、调试及检修流程。从真正意义上实现石油钻机即插即用，这一因素促使石油工程智能化改造后，各项工作开展更加方便快捷[1]。

2 石油钻机应用设备与维修模型

2.1 石油钻机应用设备

射孔工程质量与水平井开采之间有着密不可分的关系，因此，为了可以更加顺利实现对深层水平井的开采，就需要通过更加科学的方式对工程质量进行评价，同时也需要确保工程质量。通常情况下深层水平井多级复合深穿透定向射孔技术的动力设备主要包括定向钻机、泥浆泵等。其中定向钻机可以选择由中煤科工集团西安研究院研制的ZDY6000LD 型履带式全液压钻机，该设备具有良好的自行式、低转速、大扭矩等诸多特点。该钻机参数主要包括：最大回转扭矩6000 N·m、最大给进压力180 kN、最大起拔压力180 kN、主轴倾角-10°～20°；泥浆泵主要可以选择BW300/12B 型三缸卧式活塞泵。该设备定功率排量属于可调机制，共计4 个挡位，分别对应4 组排量与限定压力，其最大排量300 L/min、最大限定压力12 MPa。在进行钻进工作过程中，可以通过采用快Ⅱ挡，排量194 L/min、限定压力9 MPa。与此同时，深层水平井多级复合深穿透定向射孔技术使用的钻孔钻具主要包括钻杆、钻头、螺杆钻具等。一般情况下钻杆为1.5 m长、Φ73 mm 外平钻杆，3 m 长、Φ73 mm 统揽钻杆与Φ73 mm无磁钻杆，在钻进过程中会传递出回转力、给进力和起拔力等。Φ96 mmPDC 四翼钻头主要用于开孔回转转进与后续的定位钻进工作，而Φ94/153 mmPDC 钻头与Φ153/193 mmPDC 钻头主要用于回转扩孔工作。除此之外，一般情况下在施工过程中，所选择的测量系统可以通过YHD1-1000 型测量系统来实现。该系统主要由防爆电脑、测量探管与数据线组合而成，同时该系统也是实现深层水平井多级复合深穿透定向射孔技术在深层水平井区中顺利应用的主要因素。YHD1-1000 型测量系统在实际运作过程中，可以测量与记录相应的评价参数，同时可以在显示器中显示出相应的设计与实际岩性运行的轨迹。同时随评价测量系统可以测量出探管在深层水平井中的具体位置，并计算深层水平井的岩性、油藏位置、岩性强度等参数，为后续的参数处理提供更加精准的数据[2]。

2.2 石油钻机维修模型

石油钻机设备主要是由12 个元件组合而成，主要包括转盘、泵房、压风机、水龙头、游沟、变速箱、井架、泥浆泵、天车、底座、绞车和钻台。当石油钻机元件可靠度下降时，就会导致石油钻机整体系统可靠系数随之下降，这时就需要针对石油钻机展开维修。在石油工程中的石油钻机经过不断完善与创新，并在这种基础上展开持续革新，因此石油钻机自身拥有较高的自动化性能。对于计算机依赖较大，而且这种设备自身还具有多种特点，例如，需要投入的人力、物力、财力较低，运行质量较高和运行成本较低等。由于这种设备在石油工程中的应用量较大，因此石油钻机也兼具磨损较快、日常维护次数较多等特点。此外，石油钻机在运用第一年时，并不需要更换零件，同时故障发生概率也较低。当石油钻机使用一年内出现故障时，其主要原因在于安装或生产方面[3]。假设一台石油钻机设备可以正常运行5 年，其零件更换模型见表1。

表1 不同年数下石油钻机更换零件

3 石油钻机维修规则

3.1 明确石油钻机操作流程

如果要确保在石油工程中钻机技术可以得到有效提高，就一定要针对石油钻机操作流程制定相应制度。

（1）需要培训操作石油钻机相关人员，加强其对于石油钻机操作水平，而且在对其展开培训过程中加强其自身综合素养与职业责任感，只有不断提高相关人员综合素养，才能够使其在操作石油钻机时降低失误概率。

（2）实际培训相关人员时，一定要制定较为规范且科学的机制，从而加强相关人员监管力度，同时综合石油工程施工实际状况对其展开科学讲解。

（3）还需要在施工现场构建一个针对突发事件的有效处理流程制度，这样即便在施工过程中出现较为严峻问题，相关人员也可以在第一时间明确自身工作职责，从而针对问题展开有效处理，提高机电设施实际效率，为我国社会经济整体发展起到一定程度推动作用[4]。

3.2 构建安全管理完善体系

如果想在真正意义上降低石油钻机异常问题概率，就一定要构建安全管理方面完善体系，具体情况见表2。

表2 安全管理体系结构

针对工程施工过程中经常发生异常问题来构建相关条例，使其能够在施工过程中得到更好实践。除此之外，针对石油钻机维修工作需要展开严格监督管理。在对石油钻机展开安装过程中，也需要严格遵守标准安装流程，发现石油钻机存有异常问题时，一定要第一时间对其展开处理并将整个过程记录下来，这样在日后石油钻机出现相似异常问题时，这些记录就可以为石油钻机维修工作起到一定帮助，从而为石油钻机整体质量提供保障基础。

3.3 加强对相关人员专业培训

由于石油钻机经常会在运行过程中出现异常问题，而石油钻机操作人员就是异常问题出现关键原因。因此，就需要加强相关人员专业培训，主要可以通过2 点开展。

（1）石油工程管理工作者，一定要深入了解所有工作人员自身安全意识，以及对专业技术掌握状况。加强专业技术较差相关人员专业培训，确保所有上岗相关人员自身能够熟练展开石油钻机操作。

（2）可以在施工现场构建激励制度，从而使高级技术人员能够将自身经验与技能传授下去，逐渐形成一种老带新发展模式。这样不仅可以减少石油钻机操作时失误概率，还可以确保石油钻机稳定运行[5]。

4 结束语

目前，在石油工程中石油钻机实际应用越发普遍，特别是在安装阶段时，通过较为先进的技术确保石油钻机稳定运行，并以此提高石油工程在经济与社会方面的实际效益。因此，就需要相关人员充分掌握石油钻机的性能与特点，并将其与日常工作中的操作经验相互结合，按照工程现场实际状况，充分利用处理措施。这样就可以在第一时间找到石油钻机中运行异常问题的原因，从而在真正意义上确保石油钻机的运行效率与质量。