浅谈油田开发的机械化

陈生庆　张殿龙

摘 要：油田开发的机械化能够保障油田建设、能源供给的基本需要，而提高设备的机械化水平就要从钻井、采油、油气处理和集输机械这几个方面展开。从而实现油田开发设备的机械化、提高油气资源的开发效益。

关键词：油田开发；机械化；智能化

前言

随着国家经济的不断发展，国家对能源的需求不断增长，对油田的勘探与开发的需求也在同样增长。我们在对油田进行开发的同时也要不断提高我们的机械化水平，这是油田生产发展的必然需求，也是我国发展当前对能源供给提出的新要求。

1 油田开发机械化的概述

石油开发机械化的本质是油田生产工艺的自动化、智能化。网络技术和信息技术是石油开发机械化的辅助部分。石油开发机械化系统的主要任务是能在油田的开发任务中结合地质条件的实况，并能高效、高精准地实现开发工作，使得生产指令得以实现。

2 油田机械化发展的重大作用

2.1 油田开发机械化对能源供给的作用

油田为社会的发展、工业的进步提供着重要的资源。处在资源供给的关键领域，向市场提供的重要能源产品几乎遍布了工业的绝大部分行业，所以对石油的需求量越大，社会对油田的开发等安全性、环保节能性越是关注，越是应该向社会提供质量优良的能源。因而智能装备的突出作用也得以显现出来，它具有非常明显的优势。节能降耗上，推广智能化机械设备，可以实现油田开发过程中的自动化目标。一系列的工作包括调节压力水平、调节工作频率、调节温度环境、调节传输的流量、调节动能功率以及任意控制动力转动装置的输出参数，实现动力平衡，节约电力等的损耗同时还能以计算机的程序工具操控机械结构、解决机器在需要暂停时无用做功的情况，提高了机械的工作效率。智能机械化不仅可以提高产品质量的可靠性，还突破了操作人员的技术水平以及体能极限的限制作用，实现了真正生产的高效。值得一提的是，油田的开发设备机械化完全以石油勘探开发生产作为关键环节，合理地調配资源，实现机组能不在工程现场也能远程遥控联合工作，发挥最佳的工作效果。譬如钻井工作过程中的钻头参数、采油过程中抽油泵参数和石油运输途中油品参数都能实现全程受机械化系统的多方面控制，实现多机智能联动保证生产过程全面受控、生产运行平稳可靠。

2.2 油田开发机械化对环保的作用

在安全环保方面，应用智能装备能够及时有效地开启安全环保防护装置，更能体现预防为主的安全管理思想。机械智能化的开发过程中可以达到随时防控、自主发现危险、智能应对风险，结合实际现场情况实现自动削减风险的安全环保管理目标。同时机械化的开发进程可以有效解决开采带来的污染和能源外漏流失问题。

3 油田开发机械化的基本要素

3.1 钻井的机械化

钻井技术是按照井身的独特构造和特殊地质条件下，使用机械钻井并钻出合理规格井眼的生产过程，其重点在于钻头的参数选择和泥浆灌注量参数的合理控制。提高钻进进度的同时，还要考虑钻井安全防止液体发生井喷、井漏或油井整体塌陷的事故。而实现钻井生产自动化，必须掌握足够钻头参数包括地下压力、工作转数等，还有泥浆参数有压力、输出量、泥浆密度、切力、固体含量等。绞车、转盘、泥浆泵这些机械化的重要设备的参数必须满足随机检测、数据及时处理、信息准确反馈、设备调控和设备各方联控的智能条件。电机驱动、自动计量设备、自动控制设备这些智能化机械就会实现这些目标。高效的机械化钻井工具能避免钻井过程中的安全事故、解决井身质量不达标问题、钻井工作的进度也会很大改善，钻井工人的作业压力减小。真正实现了机械化时代的高效率作业。

3.2 采油机械化

采油作业要将石油从地下蕴藏层提出并安全运送到地上。可以采用液体排挤和气体举，油田开发的后半阶段大都采取机械采油。采油技术的关键是依据地下施工状况及时调整设备参数以提高石油采集率。采油机械化目标必然是依据井下工况的不断变化自行更改油泵的数据来应对井下复杂的开采环境。电潜泵采油有输送量大、使用寿命长、射程高和调节简便的特点，可以良好应对油田开发过程中的管道位置偏移和磨损问题。水力喷射泵的应用也是机械化开采油田进程中的一部分，在高油气井、掺砂井、复杂构造井、斜井以及海上油田使用更广泛，它的特点是可适时调换井下泵管、无机械运动元件。水力喷射泵对于凝点高、富含蜡和稠油的特殊油田的开采有良好效果，源于水力喷射泵内有添加降稠剂和破乳剂的特殊结构。杆泵斜井提取技术包括连续杆、油管减磨接管和内衬油管、减磨接管和斜井泵的协同作业形式，为较陡井段的工作提供了可能。而连续采油杆能有效降低油杆脱扣的可能性，减小杆和管间摩擦，减少了工人的工作量，保证斜井工作有序高效的开展。

3.3 油气处理和集输机械

油气处理与集输工艺是融合加热、去水、除气、去腊、除菌、除垢及输送等多功能的处理装置。这些机器的机械智能化是提供优质石油产品的关键部分。而这其中的重要组成是自主检查，设立反馈系统，使用组态设计系统实现严格的过程控制。当各个专项设备达到各自独立功能的机械化运转条件后，加上远程通讯网、局域网和中央处理器的辅助，实现油田生产协调机关的指令智能机械化调控与连环控制。最大程度发挥机械化在油田开发上的促进作用。

4 实现油田开发机械化的途径

4.1 建立油田开发与机械制造的平台

石油开采机械化的推广良久，但进展还比较缓慢。究其原因大概是市场机制不健全。油田单位对施工技术掌握不熟练也会有很大影响，尤其对计算机软件的使用程序等技术的不重视，加之相关方面的人才素质不够，导致机械化进程推进不完整的情况时常发生。加之油田作为政府垄断性企业，项目拨款必须要从上级逐级批复，难以形成市场为核心的合理机制，阻碍了新设备的研发与推广。所以根据这一发展瓶颈，主张建立联结油田开发施工现场与机器制造厂的合作平台。油田施工现场的工作负责人员、工程技术员和基层人员都是对生产流程十分清楚的人员，对石油机械化设备的改建方案有着很大话语权。而专业石油机械制造企业拥有专项设备强大的设计研发能力和高端的生产技术条件。因此实现油田开发机械智能化首先要向油田一线人员普及自动化机械应用的概念，听取他们在这方面的建议以及对机械化实施的具体方案，其次敦促专业石油机械制造单位提升智能机械设计、配套硬件生产能力。建立油田生产现场与装备制造公司在石油机械智能化进程中的互动关系，在实现互信互利的前提下推进油田机械化进程。

4.2 发挥市场调节功能

油田实施单位应该就机械化需求展开开放式招标，让具备生产制造资质的专业公司共同竞争。那些中间商和不合格企业必然会被逐出市场。市场机制也让高品质、高性能产品得以在循序渐进过程中加以改进和提升。竞争使得产品质量达到生产要求。实现石油机械智能化关系到整个行业水平的改善，影响到施工应用自动化概念的推广，更重要的是智能机器制造厂商决定了油田现场施工技术的水平和设备机械化开发的前瞻性和主观能动性。要想推动石油机械智能化，就要从细节展开工作，组织科学调研，实施好基础研究和开发以及基础检测等各项工作，将有限的精力投放到石油工业现代、机械化事业的伟大进程中，专注做好技术更新和机械化推广。

5 结束语

随着经济的进步和科技的发展，油田开发机械化技术在这个领域的作用越来越无法替代，不能忽视油田开发机械化在环保节能等方面的作用，并且积极开展机械化的实施，努力搭建平台促进市场在机械化进程中的重要作用，使得油田开发的机械化早日进入更高的新水平。

参考文献

[1]中国石油天然气总公司新技术推广中心编.油田开发综合配套技术应用[M].石油工业出版社，2010.

[2]万邦烈，王跃宇，等.石油工程机械设计[M].科技出版社，2012.

[3]史国生.油田钻采工艺研究院技术汇编[M].国防工业出版社，2011.