我國固井設備開發的現狀及可持續發展研究

于成平（中國石油西部鉆探固井公司水泥混配儲運站， 新疆 克拉瑪依 834009）

我國固井設備開發的現狀及可持續發展研究

于成平（中國石油西部鉆探固井公司水泥混配儲運站， 新疆 克拉瑪依 834009）

現階段，國內固井設備的開發已經開始逐漸靠近國際水準。本文首先探索了我國固井設備的開發現狀，然后從提高產品質量和優化設備生產技術這兩方面，提出了我國固井設備開發實現可持續發展的具體策略，希望能在一定程度上促進我國固井設備制造的可持續發展，提高生產效率及固井質量。

固井設備；開發；現狀；可持續發展；研究

我國固井設備開發技術最初還是以仿制為主，后來逐漸引用了國外一些先進技術，開拓了自主創新的探索道路，并逐漸趕上了國際一流水平。在固井設備生產過程中積極運用設計及創新技術，能夠大幅度提升固井設備的配套功能，為國內固井設備將來的研究發展指明方向。

1　我國固井設備開發現狀探索

在二十世紀八十年代初，我國固井設備仍然是以進口為主，當時運用最為廣泛的就是400型水泥車，主要來自于羅馬尼亞。從九十年代開始，國產配置的高能混合型二次混漿固井設備GJC35-16單機單泵固井車以及GJC50-30雙機雙泵固井車順利研發，逐漸代替了原來的400型水泥車，成了最普及的機型。自此，我國各大油田開始減少對進口設備的依賴，這也標志著我國固井設備的研發水準已經走向國際領先地位。

我國自主生產的固井設備中，最具代表性的就是江漢石油管理局四機廠所生產的設備。該企業獲得了原石油部的大力支持，引進了國外先進固井車，以及七項最新的設計生產技術。因此，該企業制造的固井水泥車，其壓力從原來的35MPa增加到了100MPa，其排量也從原來的1600L/min增加到了3500L/ min。以往的固井車混漿方式是以旋流式為主，現在發展成為了以噴射式為主，而控制形式也從人工控制變成了計算機自動控制。如此一來，針對水泥漿進行的密度調節會更加精確，能夠規避人工操作時出現的各種失誤。水泥漿密度測量選用了非放射性密度顯示計，能夠減少乃至避免放射性物質對人體和環境造成的損害。固井設備中的自動混漿微處理器具有模擬功能，工作人員能夠在不用水泥的前提下進行現場模擬操作，從而節約成本，提高作業水平。

到二十世紀末，為了滿足高壓力、大功率、大排量、自動化的操作需要，我國調研了國外相關技術的發展情況，并結合自身實際需求，研發了由計算機操控的GJC40-17、GJC45-21這兩類單機單泵自動混漿固井車，其壓力分別為40MPa和45MPa，排量分別為1700L/min和2100L/min。此外還有三類雙機雙泵自動混漿固井車，其系統選用了中外合資企業生產的高能混漿裝置與計算機調控系統，在市場上取得了一定的優勢。其中GCJ100-31雙機雙泵固井車運用了最新的600HP柱塞泵，成為了國內固井設備的標志性產品。

2　我國固井設備開發實現可持續發展的具體策略

2.1提高產品質量

首先，要提升產品的設計質量。我國石油設備制造產業的產品設計不僅包括手工繪圖，還包含了計算機輔助設計。要提高產品質量，就要先把好設計這一關，要在提高設計效率的同時優化資源配置及管理。設計人員要重視產品開發的升級，要全面貫徹三維設計方案，強化針對主要構件的機械應力分析，并把當前的二維設計模型轉變成多維模型，真正實現數字化的“自上而下”系統設計。

其次，要不斷縮減新產品的開發周期。要提高產品質量，還需持續對產品進行更新，在原有的基礎上對其實施優化，加強對基礎構件的研究開發，改善檢測技術，把握主要設備集成、配置以及重要部分的零部件技術。同時積極引進國外先進技術，逐步研究并開發出種類豐富的模塊構件，為整體配套打下堅實基礎。此外，還要建立起關于基礎部分的三維數據庫，使新產品的開發更為迅速、高效。

最后，還要提升產品的通用性。有的企業生產的固井設備雖具有一定功能，但通用性不足。要全面發揮產品的性能，就要處理好通用性差的問題，確保零部件通用率能超過90%，且發動機與底盤之外的配件通用率能達到95%。

2.2優化設備生產技術

首先，要優化生產技術，就要提高柱塞泵容積率。對于固井設備而言，其柱塞泵容積率屬于其自身性能的關鍵性指標。研究人員要對泵閥、吸入、排出管系以及液力端型構造等多項因素展開細致的研究探索，以便最大限度地提升柱塞泵容積率。

其次，要提升控制系統的科技水平。固井設備中，其控制系統屬于國際上發展更新最快的系統。固井作業需要具備相當的準確性，對操作過程的精細度要求較高。因此，必須要改變原來的人工控制與半人工控制模式，將其轉變成機械控制與計算機遠程控制。另外，還應學習國外先進技術，例如開發固井機組控制系統，利用無線衛星通訊進行數據傳送等。

3　結語

從目前情況看，固井作業量不斷提高，以往的設備已經難以滿足當前的需求。因此，必須從固井設備開發現狀著手，不斷滿足復雜地層和“三高兩淺”特殊工藝井的固井水泥漿密度，最好能夠控制在1.15～2.65g/cm3的需要。同時，固井設備要具備從現場施工開始到結束的施工排量、壓力、密度等相關參數的數據采集功能。積極改善生產技術，提高產品質量，實現可持續發展，使我國固井設備能在市場中占據一席之地，為各大企業提供服務。

［1丁士東.國內外固井技術現狀及發展趨勢［J］.鉆井液與完井液，2002，05：38-42+59.

［2］劉重慶.我國固井設備開發的現狀及發展［J］.中國石油和化工標準與質量，2012，13：217.

于成平（1964- ），男 ，漢族，四川平昌人，工程師，主要從事石油鉆井固井工程工作。