海洋石油钻井机械及工具现代技术要点

王昌明(中海油能源发展股份有限公司工程技术深水钻采技术公司， 广东 深圳 518046)

海洋石油钻井机械及工具现代技术要点

王昌明(中海油能源发展股份有限公司工程技术深水钻采技术公司， 广东 深圳 518046)

本文对我国海洋石油钻井机械进行了研究，分析了其中使用的一些工具以及现代技术，以期为相关人士提供借鉴。

海洋石油；钻井平台；现代化

伴随着科技发展，我国海洋石油事业也取得的巨大的发展，使用的机械设备以及工具也在不断的发展，但是因为我国发展的时间较短，而且受科技水平的限制，和发达国家还有一定的差距，发展空间还很大，所以这也要求我国不断加强建设自身的专业技能，提高我国海洋石油开采的效率，促进我国石油行业的健康发展。

1 我国海洋石油钻井工具相关技术

(1)钻井工具类别 对于目前所使用的钻井工具，大体上分成两种类别，一种是井口工具，另一种就是井下工具。井口工具的作用主要是对钻具进行上卸与起下，例如，吊卡、吊钳以及卡瓦等工具[1]。其中的吊钳，其作用就是对各种下井钻具下卸丝扣。吊卡的作用是对钻柱进行悬挂或者提升以及下放。

(2)钻井工具 钻井工具包含很多，例如减震器、稳定器、钻头和井下动力钻具等[2]。碎石工具十分重要，最主要的是钻头部分，包含刮刀、金刚石以及牙轮。根据不同的构成因素，所以又被分为铣齿型以及镶牙型。牙轮钻头性能较强，所以目前应用比较广泛。一开始，金刚石钻头只是在硬地层的作业中会被用到，随着科技发展，出现了很多品种的金刚钻头，应用也越发广泛。金刚钻头也存在一些弊端，那就是造价过高，但是其优点就是使用寿命更加的长久，工作效率较高。刮刀钻头的结构比较简单，但是这种钻头的扭矩较小，经常会和其他工具接触，破坏其他工具。随着刮刀钻头的研发，损坏工具的问题得到了缓解。

2 海洋石油钻井平台结构及装置

(1)钻井平台的结构和特征 首先是固定式钻井平台，建造在海底上的一栋建筑物，但是其上并没有平台，用来储存作业设备[3]。其次是移动式钻井平台，包含以下几种：坐地式钻井平台在进行作业的时候，可以全面固定，完成作业之后，可以灵活的移动。但是不可以调节其高度，作业面积非常的有限。极强的稳定性是自升式平台的主要优点，适应性较高，在不同地点的海域都可以应用。但是受到桩腿高度的限制，在一些过深的海域就无法使用。移动平台时，雷电或者暴风雨天气很容易损坏平台。半潜式钻井平台的稳定性也较强，而且移动更加方便，其缺点就是成本太高。在一些六米到六点八米之间的浅水区域，比较适合用步行式平台，移动起来非常的方便，并且可以让平台自行或者拖行。其容易受到地质环境的影响，适用于泥沙质的软土层。结构也较复杂。最后，浮式钻井船，改装一些普通船只，经过专门的设计，就可以成为钻井船然后进行作业，移动十分方便，灵活性很强，在深海域同样可以进行作业，但是其缺点就是很容易受到海洋环境的影响。

(2)海洋钻井作业的水下装置和升沉补偿 钻井水下装置。这一装置隔绝了和作业井口之间的海水，平台更加适应摇摆，同时还控制井口的配套组合型装置。其组成包括钻井导向装置、套管头组以及隔水管柱等。利用导向装置，提高设备稳固性。套管头组可以固定套管以及防喷器组。隔水管组可以阻隔海水，然后将海水输送到钻具上，输出钻井液。

其次是升沉补偿。一种是将钻杆和升沉补偿设备增加安装；另外就是多设置一些伸缩钻杆，并且增加一些生成补偿装置。

3 现代化海洋石油钻井技术

(1)随钻井下测量与评价技术 通过随钻测量技术(MWD)与近钻头测斜设备(MNB)的联合应用，能够获得出井眼的偏移矢量，借助二者的联合功能就可以获得方位角与井斜角。而随钻测井(LWD)设备已经成为标准设备，能够获得钻井工程总的地层电阻率、密度与体积、中子孔隙度等信息。而随钻地震(SWD)技术能够将钻头的施工运动作为井下振动的信号源，通过信息整合获取地层参数，明确施工地层的岩石与层次信息。随后发展出现的地质导向技术(GST)，可以在随钻定向测量信息与地质评价测井信息的基础上，管理井眼的轨迹，从而确保钻井过程中钻头与油气层的紧密关系。

(2)井下动态信息的处理技术 在传感检测技术与微电子技术的不断发展支持下，关于钻井方面的动态传感元件与高速信息检测以及处理系统不断出现。这些信息动态传感与检测处理技术可以通过实时的方式获取动态信息，在分析处理后将结果传送到控制中心，确保井下工程的动态信息掌控，便于钻井工程的指挥。

(3)井下闭环钻井技术 闭环钻井技术是集成化的系统技术，是在钻井工程向智能化、自动化发展中出现的，包括井下随钻测量、地面测量、信息采集与计算、数据整合解释、地面操控自动化、井下作业自动化等。钻井液录井和参数的地面测量属于地面测量的范畴。数据整体综合可以把测量得到的数据翻译成某些有用的参数用来指导工程作业；利用智能化井下面的施工用具和可操作的底部钻井用具相互配合使用可以对井下操作进行非手动控制。

4 结语

我国在海洋石油开采上获得了不断地发展，使用的钻井机械以及工作也越来越现代化，虽然和发达国家存在一定的差距，但是通过我们不断的进行专业技能建设，一定可以促进我国海洋石油开采事业的健康发展。

[1]张建苓.浅谈海洋石油钻井机械及工具的现代技术[J].中国科技博览,2011.

[2]郝磊军.钻井平台高压35CrMo管线焊接与热处理参数优化[D].大连理工大学,2009.

[3]颜培雷.机械完工在CR公司海洋钻井平台项目管理中的应用研究[D].大连海事大学,2014.

王昌明(1984- )，男，汉，天津人，工程师，中级职称，英语/国际经贸，双学位，研究方向：钻完井。