我国固井设备开发的现状及可持续发展研究

于成平（中国石油西部钻探固井公司水泥混配储运站， 新疆 克拉玛依 834009）

我国固井设备开发的现状及可持续发展研究

于成平（中国石油西部钻探固井公司水泥混配储运站， 新疆 克拉玛依 834009）

现阶段，国内固井设备的开发已经开始逐渐靠近国际水准。本文首先探索了我国固井设备的开发现状，然后从提高产品质量和优化设备生产技术这两方面，提出了我国固井设备开发实现可持续发展的具体策略，希望能在一定程度上促进我国固井设备制造的可持续发展，提高生产效率及固井质量。

固井设备；开发；现状；可持续发展；研究

我国固井设备开发技术最初还是以仿制为主，后来逐渐引用了国外一些先进技术，开拓了自主创新的探索道路，并逐渐赶上了国际一流水平。在固井设备生产过程中积极运用设计及创新技术，能够大幅度提升固井设备的配套功能，为国内固井设备将来的研究发展指明方向。

1　我国固井设备开发现状探索

在二十世纪八十年代初，我国固井设备仍然是以进口为主，当时运用最为广泛的就是400型水泥车，主要来自于罗马尼亚。从九十年代开始，国产配置的高能混合型二次混浆固井设备GJC35-16单机单泵固井车以及GJC50-30双机双泵固井车顺利研发，逐渐代替了原来的400型水泥车，成了最普及的机型。自此，我国各大油田开始减少对进口设备的依赖，这也标志着我国固井设备的研发水准已经走向国际领先地位。

我国自主生产的固井设备中，最具代表性的就是江汉石油管理局四机厂所生产的设备。该企业获得了原石油部的大力支持，引进了国外先进固井车，以及七项最新的设计生产技术。因此，该企业制造的固井水泥车，其压力从原来的35MPa增加到了100MPa，其排量也从原来的1600L/min增加到了3500L/ min。以往的固井车混浆方式是以旋流式为主，现在发展成为了以喷射式为主，而控制形式也从人工控制变成了计算机自动控制。如此一来，针对水泥浆进行的密度调节会更加精确，能够规避人工操作时出现的各种失误。水泥浆密度测量选用了非放射性密度显示计，能够减少乃至避免放射性物质对人体和环境造成的损害。固井设备中的自动混浆微处理器具有模拟功能，工作人员能够在不用水泥的前提下进行现场模拟操作，从而节约成本，提高作业水平。

到二十世纪末，为了满足高压力、大功率、大排量、自动化的操作需要，我国调研了国外相关技术的发展情况，并结合自身实际需求，研发了由计算机操控的GJC40-17、GJC45-21这两类单机单泵自动混浆固井车，其压力分别为40MPa和45MPa，排量分别为1700L/min和2100L/min。此外还有三类双机双泵自动混浆固井车，其系统选用了中外合资企业生产的高能混浆装置与计算机调控系统，在市场上取得了一定的优势。其中GCJ100-31双机双泵固井车运用了最新的600HP柱塞泵，成为了国内固井设备的标志性产品。

2　我国固井设备开发实现可持续发展的具体策略

2.1提高产品质量

首先，要提升产品的设计质量。我国石油设备制造产业的产品设计不仅包括手工绘图，还包含了计算机辅助设计。要提高产品质量，就要先把好设计这一关，要在提高设计效率的同时优化资源配置及管理。设计人员要重视产品开发的升级，要全面贯彻三维设计方案，强化针对主要构件的机械应力分析，并把当前的二维设计模型转变成多维模型，真正实现数字化的“自上而下”系统设计。

其次，要不断缩减新产品的开发周期。要提高产品质量，还需持续对产品进行更新，在原有的基础上对其实施优化，加强对基础构件的研究开发，改善检测技术，把握主要设备集成、配置以及重要部分的零部件技术。同时积极引进国外先进技术，逐步研究并开发出种类丰富的模块构件，为整体配套打下坚实基础。此外，还要建立起关于基础部分的三维数据库，使新产品的开发更为迅速、高效。

最后，还要提升产品的通用性。有的企业生产的固井设备虽具有一定功能，但通用性不足。要全面发挥产品的性能，就要处理好通用性差的问题，确保零部件通用率能超过90%，且发动机与底盘之外的配件通用率能达到95%。

2.2优化设备生产技术

首先，要优化生产技术，就要提高柱塞泵容积率。对于固井设备而言，其柱塞泵容积率属于其自身性能的关键性指标。研究人员要对泵阀、吸入、排出管系以及液力端型构造等多项因素展开细致的研究探索，以便最大限度地提升柱塞泵容积率。

其次，要提升控制系统的科技水平。固井设备中，其控制系统属于国际上发展更新最快的系统。固井作业需要具备相当的准确性，对操作过程的精细度要求较高。因此，必须要改变原来的人工控制与半人工控制模式，将其转变成机械控制与计算机远程控制。另外，还应学习国外先进技术，例如开发固井机组控制系统，利用无线卫星通讯进行数据传送等。

3　结语

从目前情况看，固井作业量不断提高，以往的设备已经难以满足当前的需求。因此，必须从固井设备开发现状着手，不断满足复杂地层和“三高两浅”特殊工艺井的固井水泥浆密度，最好能够控制在1.15～2.65g/cm3的需要。同时，固井设备要具备从现场施工开始到结束的施工排量、压力、密度等相关参数的数据采集功能。积极改善生产技术，提高产品质量，实现可持续发展，使我国固井设备能在市场中占据一席之地，为各大企业提供服务。

［1丁士东.国内外固井技术现状及发展趋势［J］.钻井液与完井液，2002，05：38-42+59.

［2］刘重庆.我国固井设备开发的现状及发展［J］.中国石油和化工标准与质量，2012，13：217.

于成平（1964- ），男 ，汉族，四川平昌人，工程师，主要从事石油钻井固井工程工作。