钻井泵提速配置方案优选

雷先革，李才良，涂志威

（中国石油集团渤海钻探工程有限公司，天津 300450）

0 引言

中油油服公司“激进式”钻井工作的全面推进，对钻井装备能力提出了更高的要求，提升现有钻机的机泵能力，才能更好地为钻井提速提供有效支撑[1]。

1 技术分析

以塔里木油田探区库车山前钻井参数极具代表性的大北305 井（井深7 515 m）为例：最大排量出现在一开，达到76 L/s；最大负荷出现在二开时，功率达1800 kW（2450 hp）；最高泵压出现在三开，达到30 MPa，没有超过33 MPa。该井由塔里木钻井公司90009 队完成，该队配置了1 台2205 kW（3000 hp）5 缸钻井泵组和2 台1176 kW（1600 hp）高压泵，施工主要以3000钻井泵为主，实现了一开、二开、三开井段的单泵大排量、高泵压连续钻井。期间，2 台1600 钻井泵作为备用。

如果没有配置3000 钻井泵，采用1600 钻井泵或2200 钻井泵施工是否可行，结合钻井泵性能参数与施工参数，列出三种钻井泵模拟施工参数对比（表1）。

从表1 可以看出，从一开到三开，无论是1600 还是2200 钻井泵，都需使用2 台才可满足作业要求。此时钻井泵存在的问题是在高泵压工况下保持大排量的能力不足，而不是高泵压作业能力不足，因而只能依靠启动多台钻井泵来弥补。反映出的问题是钻井泵单机输出功率配置不足。

另外，1600 泵与2200、3000 等大功率钻井泵的最大差距是大直径缸套的耐压能力，如170 mm 缸套，1600 钻井泵耐压仅为25.8 MPa，而3000 钻井泵达到30.3 MPa，相差4.5 MPa。

从以上分析可以看出，大功率钻井泵在提速中的作用更为突出，因此要合理优化匹配大功率钻井泵才能更好地为钻井提速提供有效支撑。

2 选型优化

目前，大功率泵的选择方案有两种，一是选用2200 钻井泵，二是选用3000钻井泵，结合表2，从4 个方面进行优化分析[2-3]。

（1）投资效益。2200 钻井泵相比于3000 钻井泵配置数量比为2∶1，都需配置独立电控系统，1 套3000 钻井泵电控系统投资约700 万元，而2 台2200钻井泵组电控系统投资900 万元，一次性投入2 台2200 钻井泵泵组要比3000 钻井泵组高200 万元，投资效益相对较差。

（2）运行费用。单泵作业的3000 钻井泵能耗比2 台2200 钻井泵要低约10%，而泵配件的更换频次与时间却减少约50%，单泵运行的3000 钻井泵费用更经济，时效也更高。

（3）调剂共享。配置3000 直驱泵组可以推行多部钻机共享和二开大负荷专打模式，机动性强。而2200 钻井泵组需要与钻机相对固定，较难实现共享，造成原钻机2 台1600 钻井泵电控系统闲置，浪费较大。

（4）移运性能。目前2200 钻井泵为三缸泵，其体积、重量与3000 钻井泵组基本相当，重量都达到了近60 t，运输和吊装状况相当。

基于上述分析，现阶段3000 钻井组比2200 钻井泵组更适合于电动钻机的升级改造。另外，中石油宝石机械公司的2200五缸泵正在现场实验，其相比五缸3000 钻井泵和三缸2200 钻井泵的最大优势是体积与重量大幅降低，泵组重量仅为40 t 左右，运输和吊装条件大为改善，今后，新钻机推行2200 五缸钻井泵组也是一种选择。

表1 三种钻井泵模拟施工参数

表2 3000 与2200 钻井泵参数

3 结语

（1）以塔里木油田探区库车山前钻井参数为例，分析1600钻井泵、2200 和3000 大功率钻井泵在配置上的合理性。

（2）大功率钻井泵是今后石油装备提速的发展方向，配置3000 直驱泵组，推行多部钻机共享和二开大负荷专打的模式，是目前钻机升级改造的最佳机泵提速配置方案。