海洋石油鉆井機械及工具現代技術要點

王昌明(中海油能源發展股份有限公司工程技術深水鉆采技術公司， 廣東 深圳 518046)

海洋石油鉆井機械及工具現代技術要點

王昌明(中海油能源發展股份有限公司工程技術深水鉆采技術公司， 廣東 深圳 518046)

本文對我國海洋石油鉆井機械進行了研究，分析了其中使用的一些工具以及現代技術，以期為相關人士提供借鑒。

海洋石油；鉆井平臺；現代化

伴隨著科技發展，我國海洋石油事業也取得的巨大的發展，使用的機械設備以及工具也在不斷的發展，但是因為我國發展的時間較短，而且受科技水平的限制，和發達國家還有一定的差距，發展空間還很大，所以這也要求我國不斷加強建設自身的專業技能，提高我國海洋石油開采的效率，促進我國石油行業的健康發展。

1 我國海洋石油鉆井工具相關技術

(1)鉆井工具類別 對于目前所使用的鉆井工具，大體上分成兩種類別，一種是井口工具，另一種就是井下工具。井口工具的作用主要是對鉆具進行上卸與起下，例如，吊卡、吊鉗以及卡瓦等工具[1]。其中的吊鉗，其作用就是對各種下井鉆具下卸絲扣。吊卡的作用是對鉆柱進行懸掛或者提升以及下放。

(2)鉆井工具 鉆井工具包含很多，例如減震器、穩定器、鉆頭和井下動力鉆具等[2]。碎石工具十分重要，最主要的是鉆頭部分，包含刮刀、金剛石以及牙輪。根據不同的構成因素，所以又被分為銑齒型以及鑲牙型。牙輪鉆頭性能較強，所以目前應用比較廣泛。一開始，金剛石鉆頭只是在硬地層的作業中會被用到，隨著科技發展，出現了很多品種的金剛鉆頭，應用也越發廣泛。金剛鉆頭也存在一些弊端，那就是造價過高，但是其優點就是使用壽命更加的長久，工作效率較高。刮刀鉆頭的結構比較簡單，但是這種鉆頭的扭矩較小，經常會和其他工具接觸，破壞其他工具。隨著刮刀鉆頭的研發，損壞工具的問題得到了緩解。

2 海洋石油鉆井平臺結構及裝置

(1)鉆井平臺的結構和特征 首先是固定式鉆井平臺，建造在海底上的一棟建筑物，但是其上并沒有平臺，用來儲存作業設備[3]。其次是移動式鉆井平臺，包含以下幾種：坐地式鉆井平臺在進行作業的時候，可以全面固定，完成作業之后，可以靈活的移動。但是不可以調節其高度，作業面積非常的有限。極強的穩定性是自升式平臺的主要優點，適應性較高，在不同地點的海域都可以應用。但是受到樁腿高度的限制，在一些過深的海域就無法使用。移動平臺時，雷電或者暴風雨天氣很容易損壞平臺。半潛式鉆井平臺的穩定性也較強，而且移動更加方便，其缺點就是成本太高。在一些六米到六點八米之間的淺水區域，比較適合用步行式平臺，移動起來非常的方便，并且可以讓平臺自行或者拖行。其容易受到地質環境的影響，適用于泥沙質的軟土層。結構也較復雜。最后，浮式鉆井船，改裝一些普通船只，經過專門的設計，就可以成為鉆井船然后進行作業，移動十分方便，靈活性很強，在深海域同樣可以進行作業，但是其缺點就是很容易受到海洋環境的影響。

(2)海洋鉆井作業的水下裝置和升沉補償 鉆井水下裝置。這一裝置隔絕了和作業井口之間的海水，平臺更加適應搖擺，同時還控制井口的配套組合型裝置。其組成包括鉆井導向裝置、套管頭組以及隔水管柱等。利用導向裝置，提高設備穩固性。套管頭組可以固定套管以及防噴器組。隔水管組可以阻隔海水，然后將海水輸送到鉆具上，輸出鉆井液。

其次是升沉補償。一種是將鉆桿和升沉補償設備增加安裝；另外就是多設置一些伸縮鉆桿，并且增加一些生成補償裝置。

3 現代化海洋石油鉆井技術

(1)隨鉆井下測量與評價技術 通過隨鉆測量技術(MWD)與近鉆頭測斜設備(MNB)的聯合應用，能夠獲得出井眼的偏移矢量，借助二者的聯合功能就可以獲得方位角與井斜角。而隨鉆測井(LWD)設備已經成為標準設備，能夠獲得鉆井工程總的地層電阻率、密度與體積、中子孔隙度等信息。而隨鉆地震(SWD)技術能夠將鉆頭的施工運動作為井下振動的信號源，通過信息整合獲取地層參數，明確施工地層的巖石與層次信息。隨后發展出現的地質導向技術(GST)，可以在隨鉆定向測量信息與地質評價測井信息的基礎上，管理井眼的軌跡，從而確保鉆井過程中鉆頭與油氣層的緊密關系。

(2)井下動態信息的處理技術 在傳感檢測技術與微電子技術的不斷發展支持下，關于鉆井方面的動態傳感元件與高速信息檢測以及處理系統不斷出現。這些信息動態傳感與檢測處理技術可以通過實時的方式獲取動態信息，在分析處理后將結果傳送到控制中心，確保井下工程的動態信息掌控，便于鉆井工程的指揮。

(3)井下閉環鉆井技術 閉環鉆井技術是集成化的系統技術，是在鉆井工程向智能化、自動化發展中出現的，包括井下隨鉆測量、地面測量、信息采集與計算、數據整合解釋、地面操控自動化、井下作業自動化等。鉆井液錄井和參數的地面測量屬于地面測量的范疇。數據整體綜合可以把測量得到的數據翻譯成某些有用的參數用來指導工程作業；利用智能化井下面的施工用具和可操作的底部鉆井用具相互配合使用可以對井下操作進行非手動控制。

4 結語

我國在海洋石油開采上獲得了不斷地發展，使用的鉆井機械以及工作也越來越現代化，雖然和發達國家存在一定的差距，但是通過我們不斷的進行專業技能建設，一定可以促進我國海洋石油開采事業的健康發展。

[1]張建苓.淺談海洋石油鉆井機械及工具的現代技術[J].中國科技博覽,2011.

[2]郝磊軍.鉆井平臺高壓35CrMo管線焊接與熱處理參數優化[D].大連理工大學,2009.

[3]顏培雷.機械完工在CR公司海洋鉆井平臺項目管理中的應用研究[D].大連海事大學,2014.

王昌明(1984- )，男，漢，天津人，工程師，中級職稱，英語/國際經貿，雙學位，研究方向：鉆完井。