国内外新型钻井设备技术新进展

谷万斌

【摘 要】在石油钻探当中，实际的钻井设备技术对石油钻探的效率和质量有着密不可分的联系，文章对石油钻探工作作出简要叙述，进而引出当下国内外先进的新型钻井设备和技术内容，通过分析钻井过程当中可能遇到的问题分析钻井工作对相关钻井设备的要求，对国内外先进技术和设备的发展进行研究，旨在为石油钻井相关工作合理选择钻井设备和技术提供有力的参考。

【关键词】钻井设备；空气钻井；环保；设备技术；发展

一、国内外空气钻井设备内容

随着时代的进步傳统的石油钻井技术已经不能够满足经济发展对于石油开采的实际需求，且当前石油钻井工作当中地层较复杂，对井身的结构要求也较复杂，因此国内外的机械工程师开始对空气钻井设备和相关技术进行优化更新。

（一）国内外相关技术的发展

对于国内外空气钻井设备上，国外已经成立了专门的欠平衡钻井公司，例如Weatherford、FlowDriling、Shell等专业化公司，其整套设备的充气量可以达到300m3/min。在设备的制造研发方面，国外一些公司例如Sullair、Atlas-Copco、Ingersoll-Rand等其对于空气压缩机技术的研发较成熟，有属于自身品牌的空气压缩机销售。在增压机技术方面，当属Knox-Western和Ariel公司生产的增压机性能良好。膜制氮设备技术作为石油钻井工作当中不可或缺的一项技术，国外的Prism、Generon和Medal等公司的膜制氮设备技术较成熟，在各个国家的石油钻探平台当中得到广泛应用。

在我国内部，相关部门对于空气钻井设备技术的研究也在忙碌的开展着。当下，国内一些有关的研发企业和国内相关钻井工作达成合作共识，通过结合实际的钻井工作对空气钻井设备技术进行研发，打破国外先进技术的壁垒[1]。我国国内自主研发空气钻井设备的不断发展使得国内相关钻井技术能够指导我国石油钻井工作开展氮气钻井、雾化钻井以及重启钻井液钻井等开展，提高了我国石油钻井的实际技术含量。以中石油勘探开发研究院的相关研究成果为例，其对于钻井当中的天然气压缩机、钻采先进工艺等技术通过和多个研究机构建立联系实现对先进技术的攻克，进而具备了研发先进钻井技术的实力，可以将设备技术投入到实际的石油钻探工作当中，促进我国石油钻探工作的不断进步。

二、国内外钻井设备和技术的实时更新

对于石油钻井工程而言，其实际的工程需要大量的投资，同时工程具备高位的风险，要保证石油钻井工程合理的开展，就要在设备和技术等方面投入大量的精力保证设备和技术的可靠性。

（一）能够快速展开迁徙的钻机

钻井设备并不是单单为一项工程提供服务的，先进的设备对各项石油工程都有必要的帮助，实际的工作当中，遇到一些工程工期紧张、交通不便等情况会给钻井设备的展开工作和及时迁徙带来一定的困难，而能够快速“搬家”的钻井设备其本身具备设备的模块化和自动驱动特点，可以实现先进设备的快速迁徙，例如我国的宏华石油机械厂制造的快搬钻机，其制造成本廉价，对钻井工程的后期工作能够给提供高质量的帮助，从而在国际上受到多个钻井工程承包部门的欢迎。

（二）交流变频设备

交流变频设备主要指的是交流变频钻机，这种钻机在电学理论上进行了深入的优化改善，在保证其驱动力不变的基础下实现了对设备的智能化控制，进而减少了设备操作中专业性人力资源的投入，其自身的软件先进性使得这种交流变频设备得到广泛的推广应用。

（三）PDC钻头方面的改善

PDC钻头的改善工艺在于对PDC钻头的材质和结构进行优化改善。传统的PDC钻头只有4刀翼和5刀翼，不能够满足不同工程内容的钻井工作对PDC钻头的实际需求。伴随着科学技术的进步，当下国内外的PDC钻头的材质和结构已经发生了较大的变化，其中PDC钻头的材质有金刚石PDC（分为天然金刚石和复合金刚石两种）、TSP-PDC，在PDC钻头的结构上其实际结构逐渐趋于复杂，主要在于刀翼数、牙轮刀翼和冠状的组合方面，且复合切削片的不同尺寸、不同排数的结合又形成了不同种类的钻头。例如，波纹复合片的应用使得复合片本身的使用寿命得到延长，对于一些较硬地层的石油钻探工作，这种波纹复合片的使用能够切实提高钻井的速度（我国江汉钻头在此技术上处于国内的领先阶段，技术较成熟，而国外先进的波纹复合片技术集中在BAKER HUGHES、SMITH、REED等公司）。

三、钻井技术发展建议

对于钻井技术发展建议方面，要求其在环保化、智能化和微型模块化方面转变。环保方面，要加强对废弃钻井现场的清理工作，避免钻井工作完成后对当地环境造成严重的污染现象。智能化软件的融入是石油钻井相关设备技术发展的主要方向，将智能化软件和钻井设备技术相结合，使得钻井工作受人力资源因素影响较少，可以在少量专业人员的配合下快速开展工作。传统的钻井设备较笨重，一些精度较高的工作和工期紧张的工作其设备工作效率缓慢，将钻井设备向微型模块化研发方向发展是提高钻井工作实时效率的中重要手段。

四、结束语

综上所述，对于钻井设备和技术的优化，空气钻井设备和其相关技术得到了广泛的发展，但是时代的发展对钻井施工技术提出了新的要求，只有不断的分析国内外先进钻井设备和技术的研发发展，及时吸取国内外先进设备技术的研发经验，才能够切实提高我国石油钻井工作的效率和质量。

【参考文献】

[1]郭先敏， 侯芳. 国外钻井装备与技术新进展[J]. 石油机械， 2016， 44（7）：20-26.