石油钻井装备的运行管理

张演

摘要：钻井施工作业是一项庞大的系统工程，通过精心的钻井施工设计，进行必要的钻前准备阶段，然后进入到钻探施工的过程，施工结束后进行完井施工，达到采油生产的需要后，交付采油生产部门管理，完成采油生产任务。对石油钻井装备的运行管理，保证各种机械设备安全运行，避免发生机械故障，提高钻探施工的效率。本文对石油钻井装备的运行管理进行探讨。

关键词：石油钻井;装备;运行;管理

1石油钻井装备概述

石油钻井装备由八大系统组成，包括起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座系统、辅助设备系统。每个系统具有独立的功能，配合起来完成石油钻探施工的任务。起升系统主要用于钻杆的起下操作，控制钻压，下放钻具。主要的部件包括绞车、游车、钢丝绳、大钩、吊卡等。合理控制起下管柱等的速度，保证安全起下，满足石油钻井施工的起升作业要求。绞车不仅是起升系统的部件，而且是钻机的核心部分，由钢丝控制钻具的起下。钻井大钩是重要的提升设备，能够提起下井的管柱等。旋转系统是驱动钻具旋转的部件，使钻具破碎岩层，钻穿井筒。包括水龙头、转盘和钻具。关键的设备是转盘，通过转盘的旋转，驱动钻机实施钻探施工作业。钻具一般包括方钻杆、钻铤、钻头等，为了防止井斜，也可以包括扶正器等设备。

循环系统包括泥浆罐、泥浆泵、水龙带等，泥浆泵是钻井液的循环用泵，必须达到高效运行的效率，一般选择活塞泵，提高钻井液的循环效率，满足钻井施工的技术要求。钻井泵以一定的流量和压力将钻井液输送给循环系统，满足钻井液的循环要求，携带岩屑，冷却钻头，达到预期的钻探施工的效率。地面管汇建立起泥浆的循环，包括高压管汇和低压管汇系统。为了达到环保的技术要求，地面设置废弃水泥浆的净化装置，包括振动筛、旋流器、离心机等，将其净化处理，转化为无害的成分，也可以再生水泥浆用于其他井筒的钻探施工，节约了水泥浆的用量，满足安全环保的需要。动力系统一般包括柴油机、柴油发电机、电动机等，为钻井机械设备提供动力，驱动泵机组安全运行，保持转盘的旋转，满足钻探施工的技术要求。传动系统，一般实现电动传动、液压传动或者机械传动的方式，使各个工作机组正常运行，达到预期的运行效率，保证钻井施工的顺利进行。控制系统包括司钻的平台、各种控制阀门、离合器和线路等，对钻井施工的各种设备进行控制和管理，统一协调钻井施工装备。井架和底座部分，用于支撑和安装钻井设备和工具，为钻井施工提供场所。而钻井的辅助系统，一些小型的机械设备和矿场使用的设备，如离心泵、动力大钳等，也是石油钻井施工必不可少的装备，缺少任何一个装备，都将影响到钻井施工的正常进行。加强对钻井装备的选择和使用，加强维护保养的质量，使其达到预期的作用效果，才能更好地完成石油钻井施工的任务。

2石油钻井装备的运行管理措施

2.1石油钻井装备的自动控制系统

为了提高石油钻井施工的自动化程度，对石油钻井装备进行优化。钻机和装备的自动化，自动送钻的控制，应用液压动力水龙头和液压卷扬机，实现钻机的自动给进。利用比例控制电磁刹车设计，使起下钻的过程达到自动控制的标准。顶部驱动系统的应用，不开钻盘，实现顶部驱动钻进的方式。信息处理和采集系统应用计算机控制，通过传感器将井场的数据资料，传输给控制的计算机系统，通过计算机的软硬件控制，达到自动化管理的效果。

2.2交流变频调速电驱动石油钻机的运行管理

交流变频调速电驱动石油钻机是电动石油钻机，调速范围比较宽，绞车和转盘能够实现无级变速，简化钻机的结构，降低钻井维护保养的费用。提高钻机的运行效率，同时提高钻机的处理事故的能力。是现代钻机的发展趋势，有待于在石油钻井施工过程中使用，提高钻井施工的效率。优选合适的钻机设备，结合不同的钻探区块的地质条件，选择小型钻机设备还是顶部驱动的钻机设备，结合钻井施工设计的要求，能够满足石油钻井施工的需要即可。依据钻机系统，选择配套的钻井施工装备，在钻前准备阶段，进行各种钻井装备的优选，使其满足协调运行的要求。钻具的组合形式，必须满足预钻探地层的要求，结合钻井地质设计，保证钻井装备安全平稳运行，避免发生钻井事故。尤其卡钻事故的发生，既影响到钻井装备的安全运行，同时降低了机械钻速，延长石油钻井的周期，相应地增加了石油钻井的费用，给钻探施工企业带来经济损失。

2.3石油钻井装备的安全运行管理

建立石油钻井装备运行管理规章制度，每个不同的装备需要专业的操作人员现场把关，具有操作合格证书的人员，才允许操作设备。其他人员不允许随意启停设备，防止发生安全事故，给石油钻探施工带来危害。建立安全风险评估管理机制，在进行正式的钻井施工前，钻前准备阶段，依据钻井地质设计和钻井施工设计的要求，选择最佳的钻井施工装备，并对每种装备进行必要的维护保养，保证达到正常运行的条件，才可以应用于钻探施工中。实施井控管理，因此，在石油钻井施工过程中，井控设备也必须包含到钻井施工装备中，选择合适的井口防喷器，一旦井口出现溢流的状态，立即关闭井口防喷器，有效地防止井喷事故的发生，保证石油钻井施工的安全。起升系统的运行过程中，保证对准井口的中心位置，才能更好地起下钻具，保证钻井施工的正常进行。转盘驱动钻具旋转，需要动力设备供给足够的能量，保证达到设计的旋转速度，驱动钻头钻进，完成钻井进尺，满足正常钻井施工的需要。

钻井泵的运行管理，钻井施工过程中，钻井液系统的循环也是非常重要的。为了保证达到设计的循环效率，加强对钻井泵的管理，合理控制钻井泵的进出口压力，使其达到设计的钻井液的排量，建立起井筒的循环，才能满足钻井施工的安全要求。钻井泵一般使用柱塞泵，对注水的机械部件进行润滑保养，在钻井施工前，对钻井泵进行必要的维护保养，使其处于正常运行的状态，保证达到输送泥浆，形成泥浆循环的效果。通过专业人员的维护保养，将钻井液的进出口和泥浆罐以及水龙带进行连接，并检查连接部位的紧固情况，经过试压合格后，才能实现正常的循环，否则检查泄漏的部位，直至达到钻井施工的条件，才能进入正常钻探施工的程序。

对钻井的动力设备进行运行管理，在电动机及柴油机组运行前，加注合适的柴油，保证原材料的供应，使柴油发电机组能够供应电能。而电动机提供足够的电能，将电能转化为机械能，带动机械设备运行，保证钻井设备的几大件互相配合，完成钻井施工的任务。对石油钻井装备运行过程中的安全隐患问题进行排查和治理，保证所有的钻井装备安全平稳運行。如果发现安全隐患问题，立即进行整改，并对钻井施工过程进行监督和管理，存在严重的安全隐患问题，立即停钻处理。防止发生卡钻、井下落物、套管损坏事故，给钻井施工带来巨大的危害。加强钻井装备操作人员的管理，提高设备维护管理人员的专业素质，使其掌握钻井设备的运行状况，及时调整装备的运行情况，满足钻井施工设计的要求。

3结束语

通过对石油钻井装备的运行管理措施的探讨，提高石油钻井施工的效率，降低石油钻井施工成本，缩短钻探施工的周期，达到预期的石油钻探施工的质量，满足油田勘探开发的技术要求。加大对钻井装备的运行管理力度，实时监测各种钻井装备的运行状态，发现故障立即进行处理，避免钻井装备发生故障不处理，引发严重的事故，导致井筒的故障，给钻井施工带来巨大的经济损失。

参考文献：

[1]林靖.石油钻井机械设备的现状及其质量控制[J].军民两用技术与产品，2017（16）.

[2]韩雪，张焕，张团结，等.石油钻井机械设备的现状及其质量控制分析[J].科技与企业，2013（13）：356-356.