綠色低碳型修井機應用淺析

（1.中國石化股份勝利油田分公司技術檢測中心，山東 東營 257000；2.東營市城市管理局，山東 東營 257091）

綠色低碳型修井機應用淺析

李建鵬1，譚慧敏2

（1.中國石化股份勝利油田分公司技術檢測中心，山東 東營 257000；2.東營市城市管理局，山東 東營 257091）

介紹了修井作業工作內容以及我國的修井設備現狀。重點闡述了網電修井機、液壓蓄能修井機及不壓井修井機3種綠色低碳型修井機的應用現狀及發展趨勢。

綠色低碳；修井機；現狀；趨勢

一、前言

在石油與天然氣勘探開發的過程中，修井作業是一個重要環節。諸如井下砂堵、井筒內嚴重結蠟等油井本身的故障；油管斷裂、油管連接脫扣等油井結構損壞；抽油桿彎曲、抽油泵工作不正常等都要通過修井作業來排除故障，修井機是修井作業的關鍵設備。

目前我國修井機數量已達4 000余臺，在這些修井機的使用過程中，投入的各項費用每年可達人民幣100多億元，柴油消耗每年可達20余萬t，而柴油機工作效率僅為50%左右，不但能源浪費較為嚴重，作業成本高，而且還造成了一系列環保問題。在當前國家大力推行清潔生產、綠色低碳的大環境下，如何通過技術創新實現節能降耗已成為油田企業面臨的緊迫課題。

二、油田修井設備的現狀

1．履帶式通井機

履帶式通井機是由履帶拖拉機底盤改裝而成的修井設備，是油井小修作業的重要地面設備。履帶式修井機一般不配帶井架，其動力越野性好，適用于低洼泥濘地帶施工。缺點是移動速度緩慢、實際效率不明顯，必須通過專用設備來開展井位搬遷與立放井架工作，不僅能耗高，且污染大，未來會被淘汰。

2．車載修井機

也被稱為是輪胎式修井機，一般配帶自背式井架，行走速度快，施工效率高，適合快速搬遷，但在低洼泥濘地帶及雨季、翻漿季節行走和進入井場則相對受到限制，越野性能差，需要鉆地錨、拉繃繩。是目前油田企業最常用的修井設備之一。

3．海洋修井機

上世紀60年代，國內某設備制造廠為海洋采油平臺設計配套了修井機。海洋修井機分平行和垂直兩種布置方式，多采用柴油機配液力機械傳動箱，使用塔形井架或直立套裝無繃繩井架。已經形成多個系列最大鉤載的產品，主要應用在海洋鉆井平臺上。

目前傳統型的以柴油為動力的修井機正逐步被綠色低碳型修井機所替代。

三、綠色低碳型修井機

1．網電修井機

網電修井機由于采用電力為動力源，具有很多優點，如耗能低、排放少、噪聲小、維護成本低。它具有較強的承載能力與越野性能。它利用能耗制動與液控盤剎復合剎車技術及數控、電控、液控一體化控制技術，使操作簡單方便，可以降低司鉆勞動強度。他還具有自動斷電保護、智能天車防碰等功能，防止因操作失誤而導致設備損壞情況的發生。

目前以柴油為動力的修井機是修井作業設備的主力，因此油田在這樣的實際與國家對節能環保要求嚴格的背景下，油電雙動力修井機是接下來一個過渡時期修井設備的發展趨勢。油電雙動力修井機配備電機和柴油機兩套獨立動力系統，依托油田電網使用電機驅動作為修井時的主要動力，在不具備電網條件或者在搬遷路途行駛時，使用柴油機作為修井動力。青海油田的研究人員發現，XJ-250油電雙動力修井機1年按照10個月工作時間計算，就比純柴油動力節省11多萬元，此外遼河油田研制的XJ90DBZ型電動修井機也已獲得了可觀的經濟效益。可以預見，發展電驅修井機將是一個重要的方向，且具有長遠的經濟效益和社會效益。

2．液壓蓄能修井機

液壓蓄能修井機是勝利油田以顧心懌院士為首的科技人員于 1992 年發明的新型石油修井機。液壓蓄能修井機具有較高的節能效果，相較于以往的履帶式修井機，其1年能夠節省數10萬元的能源費；環保效益好，噪聲小，不會釋放黑煙或者石棉粉塵；液壓剎車效果好，有利于安全進行作業生產；鋼絲的磨損程度小，使用壽命達3年以上；對作業環境的要求很低，不需要立井架、埋地錨、拉繃繩、穿大繩，在井場狹窄的區域，使用非常方便；操作簡單運轉可靠，使用壽命約為15年以上；搬遷安裝省時省力，僅搬家費用每年液壓蓄能修井機比履帶式修井機節約費用約30萬元。因此可以說，液壓蓄能修井機就是為了克服常規修井機的固有缺陷而研制的。

勝利油田孚瑞特石油裝備有限責任公司在2012 年研發的新一代 XJ675YZ 液壓蓄能修井機先后在勝利油田東辛采油廠辛37X9、營13X134等11口井進行了現場試驗，其結果表明：XJ675YZ 液壓蓄能修井機具有安全環保、節能高效、適應性強、操作方便等諸多優點，因此最終通過了中石化專家評審，目前已進入批量生產階段。

3．不壓井修井機

隨著對油氣深層次的開發，如何讓井下作業過程中使用的壓井液不對油氣層造成危害，并最大限度地保持油氣層的原始狀態已經成為目前最重要的問題，也屬于綠色低碳的內涵。由于不壓井作業技術具有減少酸化、保護地層的原始產能以及減少壓井成本等優點，在國外已經得到廣泛的使用。我國自2002年首臺全液壓輔助式不壓井作業裝置投入現場使用后，經過10多年的發展，目前國內各油田已經有各種型號的國產不壓井作業裝置超過100套，進口設備13套，在全國各大油田進行年作業量超過4 000井次。

不壓井修井機主傳動采用液力機械傳動，可以在一定條件下隨外載的變化而達到無級變速，具有極強的功率利用率。此外，越野性能良好，由于車輪采用了大花紋越野輪胎，前橋懸掛采用了鋼板彈簧，后橋采用剛性梁懸掛，即使面對惡劣的路面，依舊可以很好地前行。整體的井口裝置不僅結構緊湊、重量輕，而且實踐操作極為便利，安全可靠性高。應將其作為一項保護油氣層和環保的新技術大力加以推廣。

四、結語

綜上所述，目前我國的修井機的制造技術、移運性能有了較大的提高，原來的高耗能、高污染的傳統柴油修井機已經不能適應市場需要，而以電、液壓為動力的修井機將會取而代之。隨著主機性能的不斷提升，與其相匹配的井口機具的機械化水平也會隨之增強。毋庸置疑，未來我國油田企業修井機將在科學技術的基礎上，必會朝著完善可靠性、經濟合理性、環保先進性方向邁進。

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