钻井设备的维护与管理分析与研究

顾长江

（大庆钻探工程公司钻井二公司，黑龙江 大庆 163413）

自从20世纪70年代末开始，我国开始实行改革开放的基本国策，社会主义市场经济得到了长足的发展和进步。有关数据表明，早在2010年，我国就超越了日本，成为全球第2大经济体；截止到2019年末，我国的GDP总量排名全球第2，对全球经济增长的贡献率为1/3。经济的快速增长，必然会对能源的需求急剧增加，尤其是油气资源。而我国的油气资源储量和产量在世界排名都比较靠后，油气资源的消耗量远远大于油气的产量，2019年我国进口原油5.1×108吨，进口天然气9.656×107吨，油气资源严重依赖进口。虽然我国清洁能源的消费比重逐年增加，但是在能源消费结构中油气资源等化石能源所占的比重依然最大。因此，国家有关部门必须重视油气资源的勘探开发，提高石油和天然气的产量，为我国经济的发展提供一定的能源保障。在油气开采过程中，钻井设备通常都是在一些环境比较恶劣的地方工作，加上钻井设备具有使用频率高、损耗大、系统复杂等特点，使得钻井设备的故障率较高，严重影响了油气的正常开采，因此，必须要重视钻井设备的维护与管理工作，提高油气开采的质量和效率，进而提高油气资源的产量，促进油气行业的发展，从而为我国经济的高速发展奠定一定基础。

1 钻井设备及常见故障概述

1.1 钻井设备

钻井设备是指在油田开发过程中，钻井作业所使用到的各种机械及电器设备的总称，根据钻井程序的相关工序和流程，钻井设备主要包含以下9个方面：旋转系统、循环系统、升系统、传递系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座、井控设备、井口工具以及其他辅助设备。其中，旋转系统主要包含3个部分：转盘系统、井下动力系统、顶驱钻机系统，该系统可以用来破碎岩石；循环系统主要包含3个部分：钻井泵、钻井固控设备、水龙头，该系统主要用来对井底进行

冲洗，以及传递动力；起升系统主要包含3个部分：钻机井架、游动系统、钻机绞车，该系统主要用来起下钻具、重物等；由于篇幅有限，其他钻井设备部分不在此作详细介绍。根据钻井破岩方式的不同，钻井方法主要可以分为3种：冲击法、旋转法、旋冲法，而目前旋转法是最常使用的石油钻井方法，其主要的钻井设备为转盘旋转钻机。

1.2 钻井设备故障

根据相关统计数据表明，在钻井作业过程中，钻井设备常见的故障主要可以分为4大类：退化性故障、设备性能故障、损坏性故障、失调性故障，详细情况见图1。这些故障大部分都是由于钻井设备使用时间过长、次数过于频繁，并且缺乏良好的维护和管理所引起的，不但减少了钻井设备的使用寿命，而且也影响了钻井作业的效率，在一定程度上还会造成十分严重的安全责任事故，情况严重的话，也会威胁钻井作业人员的人身安全。因此，钻井设备的维护与管理是一个非常重要的问题，油田企业必须予以高度重视。

2 钻井设备维护和管理现状

首先，钻井作业是一项专业性很强的技术工作，需要专业人员使用专门的钻井设备进行作业。另外，钻井作业的工期十分长，少则几个月，多则数年，因此，钻井作业对钻井设备具有十分严格的要求。但是，对于钻井设备的维护和管

图1 钻井设备常用故障

理，目前很多油田企业不是十分重视，缺乏完善的制度，管理松懈滞后，使得相关人员在维护和管理过程中缺乏责任心，存在着很多的漏洞；其次，油田企业缺少比较专业的团队进行钻井设备的维护和管理，作业人员很难严格按照相应的规范和流程进行操作；最后，与西方发达国家相比，我国的石油工业起步较晚，钻井工艺及设备更是落后，很多油田所使用的钻井设备都比较落后、老化，并且受到各种因素的影响，钻井设备的更新非常滞后。总而言之，诸多因素都导致钻井设备通常很难得到科学、有效维护和管理，增大了钻井设备的故障率，使其难以正常工作，不但给钻井作业造成的了一定的安全隐患，而且严重影响了钻井作业的正常进行。

3 钻井设备维护和管理措施

3.1 建立专业的管理和维护团队

为了做好钻井设备的维护和管理工作，石油企业应该提高相关人员的专业素养，建立专业的维护和管理团队，可以采取以下3种措施：（1）定期进行专业技能培训活动，或者采用函授的方式，让相关工作人员可以更加深入和系统地学习相关的知识，提升钻井设备管理和维护人员的技术水平；（2）加强相关工作人员的思想教育工作，并且定期开展安全培训和相应的考核，提高他们的安全意识，让他们充分认识和领悟安全生产的重要性；（3）采用集中学习以及分散自学等方式，让相关员工可以更好、更快地掌握钻井设备的维护和管理方法，减少钻井设备的故障率，从而打造一支专业化的钻井设备管理和维护团队。

3.2 建立和完善相应的制度

油田企业应该建立和完善相应的制度，主要有以下4个方面：（1）制定岗位责任制，安排专人进行钻井设备的维护和管理，制定非常详细的工作流程和规范，明确岗位职责，落实到个人；（2）制定相应的奖惩制度，明确相应的奖惩条例，并且做到严格执行，提高工作人员的积极性和主动性，让他们可以投入更多的时间和精力，更好、更快地发现钻井设备的隐患，并且进行及时维护，减少设备的故障率；（3）按照钻井作业的相关要求，油田企业应该制定相应的操作规范，让员工严格按照规范进行作业，并且加强监督和管理；（4）制定紧急处理制度，一旦发生紧急事故，不但可以迅速找到责任人，还可以及时进行维修，尽快排除故障。

3.3 加大技术研发力度

工欲善其事，必先利其器。对于油田企业而言，不能仅仅依靠引入国外先进的钻井设备，提高钻井作业的质量和效率，而应该加大技术研发的投入力度，提高自身的市场竞争力，一方面积极与科研院所开展紧密合作，进行科研攻关，发展和研发合适的钻井设备；另一方面，加强自主研发，加大科技创新的奖励，对于一些做出突出贡献、具有创新精神和成果的技术人员，给予一定的奖励。

4 结语

总之，在钻井作业过程中，受到多种因素的影响，钻井设备难免会出现一些故障，在一定程度上影响了钻井作业的正常开展，而钻井作业的运行正常与否直接关系到石油开采的效率和质量，最终决定石油的产量，从而影响油田企业的效益和发展。因此，油田企业必须高度重视钻井设备的日常维护与管理工作，必须采取相应的对策和措施，对钻井设备进行精心维护和严格管理，尽可能地降低钻井设备的故障率，提高钻井设备的使用寿命，确保钻井设备可以正常运行，满足油田开发的需求，进而实现油田企业的高产和稳产，从而更好地促进油田企业的可持续发展。