世界超深钻井装备展望
深井超深井钻井技术现状和发展趋势

在社会经济的快速发展中,我国石油 资源开采规模在不断扩大。深井超深井钻 井新技术在石油开采过程中占据着十分重 要的位置。现阶段,我国石油资源储量十 分丰富,其中70%以上的资源处于深层地 下,深茹超深井钻井新技术在发达国家应 用比较广泛,其应用在一定程度上提升了 油气行业的市场竞争力。而我国油气行业 的发展存在一些问题,因此,相关企业应 积极应用深井超深井钻井新技术。促进油 气行业的发展。
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理论.并根据这项理论提出了动力学防斜理论. 提高钻井速度的同时防止井筒歪斜。
1.3钻进速度提升技术 现阶段,提高深井超深井钻井速度的 方式主要为螺杆钻具和高效高强PDC钻头、 涡轮钻具加金刚石钻头、旋冲钻井技术、 欠平衡钻井技术、气体钻井技术、导向钻 井技术等,这在很大程度上提高了钻井效 率和钻井速度。 1.4钻并液技术 深井、超深井钻井液体系主要分油基、 水基、气体。油基钻井液成本高但稳定性好, 水基钻井液成本低但稳定性较差。气体钻 井在我国普光气田、元坝气田已经得到推 广应用.能够有效地避免地层水化膨胀、 垮塌、漏失问题。 1。5固井技术 固井技术主要体现在固井材料的创新 上,国外在这一领域的研究较为全面,我 国的研究也在逐步深入之中。 1.6信息技术 国内钻井信息系统主要将数学模型与 计算机信息技术相结合研发出的钻井工程 设计软件。随着信息技术及相关设备的发 展,可以将电缆嵌入钻杆,向地面传输数据。 为地质导向及储层评价提供数据支持。 二、深并超深并钻井技术发晨问囊 2.1地层结构比较复杂 我国地层结构比较复杂,比如,四JIl 等西部地区的盆地结构,山川邻里,河流 密布,地壳运动频发。在这些地区开展井 眼钻探难度很大,不仅要克服岩石层的结 构复杂带来的压力。还应克服裸眼深度大、 井周壁的安全性能难以保证等问题。同时 还有来自山形陡峭、岩石层坚硬、地质内 部应力不均、岩石层断裂不良高密度气体 等各种地层复杂造成的难题,不仅影响勘 探工作的开展,严重的还会引发安全事故。 2.2探井地质不确定性
探讨世界海洋钻井技术及装备现状与展望

探讨世界海洋钻井技术及装备现状与展望近年来智能化技术和计算机网络技术快速发展,带动了海洋石油钻井技术迈上了新的台阶,诸多以往实施起来极为复杂的钻井技术如水平井、多分支井、超深井以及在复杂地质他条件下的钻井技术等,经过不断发展而逐渐成熟。
近年来出现的钢粒钻井、膨胀管、甲酸盐钻井液、微泡沫钻井液等新技术为海洋钻井技术的开发提供了新的环境和条件。
本文将就世界海洋钻井技术和装备的现状展开探讨。
标签:海洋钻井;钻井技术;钻井装备油气是世界储量最丰富的资源之一,海洋石油资源量占全球石油资源量的35%左右,但是海洋石油的探明率仅有28%左右。
世界各大能源公司都非常关注海洋油气资源,特别是近年来经济危机状况下,国际能源存在严重的供求矛盾,石油价格越来越高,盈利空间不断增加,各国都投入了大量的财力和人力进行海洋石油资源开发,对于我国来说同样如此,这样才能获取更加丰富的油气资源,为国家经济的可持续发展提供坚实的基础。
1 海洋钻井技术的发展海洋油气钻井是以陆地油气钻井为基础发展的,从陆地到浅水,从浅水到深海,这是一个高度逐渐降低的过程,也是一个由易到难、由简到杂的过程。
美国加利福尼亚海岸于1887年最先建成了第一口海洋钻井,这也是世界海洋钻井技术发展的源头。
从上世纪三十年代到四十年代,海洋钻井主要出现在马拉开波湖、墨西哥湾等地区;到了六十年代逐漸在里海、波斯湾等地区出现;九十年代是海洋油气钻井快速发展的阶段。
近年来由于油气资源的重要性逐渐凸显出来,各个国家都开始投入大量的人力和财力开发海洋油气钻井,海洋油气钻井技术也得到了长足发展。
2 海洋钻井技术现状分析20世纪开始,智能化技术和计算机技术等新型技术开始应用到石油工业领域,传统的钻井技术也不断革新和发展,出现了诸如水平井、大位移井、多分支井等新型技术并且不断发展,超深井等特殊钻井技术也不断完善,新型钻井液大大提高了钻井的效率和质量。
21世纪开始,出现了套管钻井、膨胀管以及甲酸盐钻井液、微泡沫钻井液等新的钻井技术,油气钻探水平也提高了一个台阶。
探讨钻井工程技术现状及发展趋势

探讨钻井工程技术现状及发展趋势钻井工程技术是一项复杂而又重要的工作,它是油气勘探与生产的核心环节之一。
随着油气资源逐渐枯竭和需求增加,钻井工程技术不断得到改进和提高,使得勘探和生产成本逐渐降低。
本文将探讨当前钻井工程技术的现状以及未来可能的发展趋势。
1. 现代化智能化钻井设备的现代化智能化成为当前技术发展的趋势,随着计算机、电子技术的发展,各种智能化设备逐渐应用到钻井工程中。
钻井平台智能化控制系统、神经网络预测技术以及现代化电力传动系统等,极大提高了钻井工程效率和准确性,同时降低了安全风险和环境污染。
2. 深层钻井当前大部分国家油气资源逐渐减少,而深层气藏、超深层油藏等资源的勘探与开发已成为热点。
深层钻井涉及到高温、高压、高含硫等复杂地质条件,需要钻机、钻头、钻杆等设备高标准的抗压承载能力及温度耐受性。
因此,未来钻井技术向更深层油藏、气藏开发的方向发展是不可避免的。
3. 环保绿色化钻井工程技术的发展必须要考虑到环保问题,人们意识到,油气的勘探、开发和利用会对环境造成不良影响。
因此,当前一系列环保措施被逐渐采用到钻井工程中。
比如,利用先进的环保型钻头和钻杆、采用新型钻井泥浆缩短井口污染时间、实行无砖混凝土钻柱削弱地质障碍等。
未来,钻井工程技术将继续朝环保绿色化的方向发展。
4. 自动化化自动化技术将成为钻井工程未来的重要发展方向。
自动化工具和高效软件的应用将极大地提高钻井的效率和准确性,同时降低人为因素带来的不利影响,如提高钻井安全性、优化作业流程和降低维护成本等等,自动化化也逐渐成为钻井工程技术发展趋势的一项核心。
二、未来的发展趋势1. 数字化随着计算机和通信技术的飞速发展,数字化技术已成为未来钻井工程发展的前沿。
数字化技术可以对油气生产过程进行实时监测和数据处理,减少停机时间和运营风险,同时提高勘探的准确性和生产率。
2. 现代化的新材料现代化的新材料将成为未来钻井工程技术发展的重要方向。
新材料应用在钻头、钻杆、钻柱、钻井液等方面,可以加强机械性能和化学稳定性,从而提高钻井的质量和效率。
深水钻井技术装备现状及发展趋势

深水钻井技术装备现状及发展趋势近年來,人们生活水平不断提高,人们生产、生活的有序运行离不开资源的持续供应,基于此,深水钻井技术装备不断升级,以此增加石油资源数量,确保天然气资源更好的满足应用需要。
但随着钻井深度的增加,深水钻井技术应用阻力不断加大,为了提高深水钻井技术装备利用率,扩大深水钻井技术装备应用空间,本文针对该论题深入探究,希望能为同行提供借鉴。
标签:深水钻井技术;现状;趋势前言:随着科学技术的不断升级,深水钻井技术装备相应改造,以此丰富油气资源开采量,提高深水钻井技术水平。
对比于西方国家,我国深水钻井技术装备利用现状不容乐观,因此,我国应主动向西方国家借鉴先进经验,以此突破钻井技术应用阻力,取得良好的应用前景。
1深水钻井技术应用常见阻力深水钻井技术应用过程中受较多因素影响,常见影响因素包括水深、天然气水合物、海底低温、环保政策、千层气体及气流等,各方面阻力分析介绍如下。
1.1水深深水钻井活动主要在水深大于0.5km的位置展开,钻井平台具有悬浮式、移动式特点,水深增加的同时,钻井平台载荷相应增加,对此,应扩大钻井平台规模、提高定位准确定,以此抵御洋流冲击,增强钻井平台稳定性。
此外,相关操作设备精密度大大提高,灵活性不断增强。
1.2天然气水合物深水钻井技术开展期间极易遇到固体天然气水合物,这类固体物质清除难度较大,如果清除工作未能及时推进,那么最终会出现导管堵塞现象,最终产生严重的钻井事故,大大降低钻井作业安全性。
1.3海底低温海底低温环境会在短时间内增强钻井液粘结强度,影响油基钻井液体系稳定性,最终会对深水钻井技术顺利应用增加阻力,导致钻井效率大大降低。
不同海水区域水温不相一致,因此,深水钻井技术应用的过程中应考虑所在区域海水温度。
1.4环保政策海洋环境保护工作推进的过程中,应遵循国际环境保护规定,相关规定明确支持,海洋接收的废弃物应具有可降解、无毒、清洁等特点。
这在一定程度上影响深水钻井技术施工技术,同时,钻井成本大大提高。
钻井装备的现状与发展前景

钻井装备的现状与发展前景摘要:我国石油钻井装备已初步踏入国际市场。
为了适应这种形势,在发展常规钻井装备方面,要建立名副其实的质量管理体系,切实改善产品的制造质量;要以提高钻机运移性、增强设备对当地环境和后勤保障条件适应能力为主要目标,改进产品设计;要借鉴国外新近出现的创新技术,有计划地发展新产品。
在发展新技术新装备方面,钻井液池容积统计系统和早期井涌探测仪等自动化检测仪表、轻便顶驱装置、旋转闭环钻井系统、欠平衡压力钻井技术和功率大重量轻的五缸钻井泵等,都是值得下力气研究开发的项目。
关键词:钻井;设备;发展随着我国对国际石油资源开发的参与,国产石油钻井装备已初步踏入国际市场。
为了适应这种新的形势,有必要探讨我国石油钻井装备的发展战略。
1、常规钻井装备的现状(1)钻机形成系列,基本满足国内市场需要根据GB1806—86《钻机型式与基本参数》形成的钻机系列包括了钻深从1500m至6000m 的钻机,基本满足了国内钻井需要。
但这种钻机系列存在基本参数与国外钻机不相符合的问题。
国外钻机的钻深是按照φ73~127mm(~5英寸)钻杆尺寸给出的,国标则是统一按φ127mm 钻杆标称钻深。
现在各厂家已经仿照国外规定标明钻深,国标也将作出相应修改。
(2)主要部件基本适应国际市场需要国产钻机部件,特别是按照引进技术生产的钻机部件,已能基本适应国际市场的要求。
外商认为我国的“石油钻机部件可用,距离世界先进水平尚有15~20年差距”。
这里所谓的差距,主要是指产品的质量水平和技术性能与国外新产品的差距。
(3)配套部件或零件与国际标准差距较大①机械传动钻机国际上钻深3000m以浅的钻机主要是机械传动钻机。
为了简化传动,采用柴油机加阿里森传动箱结构。
国产高速柴油机和阿里森传动箱等技术较复杂的产品的综合技术性能较差,尚未达到先进水平。
②电驱动钻机国产电驱动钻机已经开始由AC-SCR-DC驱动向AC变频驱动过渡。
但目前国产电气设备不论产品规格或者产品质量,都与国际先进水平还有一定距离。
利用率高未来需求看涨——全球深水及超深水半潜式钻井平台现状与前景

鲞堡!耋堑!里垒!三!!垡!!!苎:里旦翌欢迎投稿及提供新闻线索随着全球原油消耗量的不断增长,陆地和浅水区域的原油产量已不能满足需求,因此深水油气勘探与开发引起各国的高度重视,全球深水钻井装备以及深水钻井技术也随之得到了快速发展。
这其中,半潜式钻井平台因为在波浪中的运动响应、对恶劣海况的适应性、甲板可变载荷以及自持力等方面的优越性,逐渐成为深水钻井的主力。
深水油气开发:储量丰富前景良好原油和天然气在今后相当长一段时间内仍将是全球最主要的基础性能源,且在未来20年内全球一次能源消费量预计不会呈下降趋势,并一直会占据50%以上。
而辽阔的海洋蕴藏着丰富的油气资技术的不断创新,海洋油气勘探将向更深水区发展,储量还会继续增加。
因此,全球海洋油气资源潜力巨大,勘探前景良好,将成为今后世界油气勘探开发的重要领域。
国际能源署公布的数据表明,近10年发现的超过1亿吨储量的大型油气田中,海洋油气占到60%,其中一半是在水深500m 以上的深海,且海洋中发现的油田规模也远远超过陆地发现的油田规模。
全球可开发石油资源(不含轻质致密油)共2.7万亿桶,其中的45%位于海上,这其中的1/4藏于超过500m的深水中。
对于非O PEC 国家来说,这一比例则更高:55%位于海上,其中1/3是深水。
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国际钻井装备与技术发展趋势及方向
越 高的 需求 ,世界 各大 石油 公 司纷 纷 以 引进 或研 发先进 技
同时 ,壳牌 公 司正 在 进 行 一 种高 端 钻 机 、钻井 船 的
术 和高端 钻 井装备 的方 式 ,提高 钻井 完井 的工作效 率 ,促 研发 。该 钻机结 构相 比传 统钻机 将更 加 紧凑 ,工作更 有成 进技 术集 成 以实现 项 目一体 化解决 方案 ,提 高钻 井完井 技 效 。而新 型钻井 船在 建造 和作业 耗费 远低 于第五 代钻 井船
益 ,而 勘探 施工 环境 的复杂 化 统是 能够 在深水 域及 更加 不稳定 的海 况 中工作的 海底 高科
对钻井 装备 适应 不 同操 作情 况 技装 置 ,使二至 三代 的钻 机能够 代替 四至 五代钻 机进行 作
的能力也提 出了更高要求 。 业 ,从而 显著 降低 了隔水 管的作 业时 间及 巨大而 复杂 的常 目前 ,钻 井 的 投 资 占 整 规海 底防 喷器组 的安 装 ,可以用 小规 模作 业的钻 井耗 费实 个石 油勘 探 开发 投 资的 5 %以 现 深 水 钻 井 作 业 。 0
上 ,是 影 响油 气勘探 开发 整体
壳牌 公 司将无立 管泥 浆 回收 系统 与地 表防喷 器结 合构
效益 的关键 因素 。钻 井技 术的 成海 底隔 离装 置 ,使 之在 深水作 业 中实现 比常规 防喷 器更
进步对 石油 天然 气工业 的 发展 加优 化的效 率 与能 力。 目前该 系统工 作的 最大水深 是5 0 00
间 ,可以 用作准 备工 作 、钻机 配套设 施的 安放 。这种 钻井
精悍化钻机催生效 率质 变
更 小 更 紧 凑 的钻 机 结 构 ,一 直 是 各 大石 油 公 司 着 力 船 集 中体现 了壳 牌在 钻井 作业上 轻捷 精悍 并高效 的发 展构
国际钻井装备与技术发展趋势与方向
国际钻井装备与技术发展趋势与方向随着全球经济发展对油气资源的需求量日益增加、油气勘探开发的不断深入,能源行业对钻井装备与技术的要求越来越高。
作为石油天然气工业的核心施工环节,钻井是一项投资巨大的风险性工程,钻井装备的优劣直接影响着钻井速度、钻井安全和钻井经济效益,而勘探施工环境的复杂化对钻井装备适应不同操作情况的能力也提出了更高要求。
目前,钻井的投资占整个石油勘探开发投资的50%以上,是影响油气勘探开发整体效益的关键因素。
钻井技术的进步对石油天然气工业的发展有着举足轻重的作用。
针对钻井行业对装备可靠性、功能性与技术智能化越来越高的需求,世界各大石油公司纷纷以引进或研发先进技术和高端钻井装备的方式,提高钻井完井的工作效率,促进技术集成以实现项目一体化解决方案,提高钻井完井技术的自动化、智能化及人性化水平,从而实现油田开发的经济利益最优化。
精悍化钻机催生效率质变更小更紧凑的钻机结构,一直是各大石油公司致力于实现的发展构想,也是当今钻机技术发展的探索方向。
作为钻井作业最重要的“重武器”,精悍化的钻机能够在适应传统钻机同等的工作环境的情况下,达到减少能耗、加快施工速度的目的,同时能够满足复杂作业环境,如海上油井、滩涂等对技术与精度的要求,使钻机的适应能力进一步提高,同时也降低了作业成本,实现经济效益优化。
在促进钻井系统精简效率化的方案中,壳牌公司提出了一系列完整的构想。
壳牌开发了地表防喷器系统,该系统是能够在深水域及更加不稳定的海况中工作的海底高科技装置,使2至3代的钻机能够在需要4至5代钻机的条件下进行钻井作业,从而显著降低了隔水管的作业时间及巨大而复杂的常规海底防喷器组的安装,可以用小规模作业的钻井耗费实现深水钻井作业。
壳牌公司将无立管泥浆回收系统与地表防喷器结合构成海底隔离装置,使之在深水作业中实现比常规防喷器更加优化的效率与能力。
目前该系统工作的最大水深是5000英尺(约1500米)、配合套管尺寸达到45英寸。
探讨钻井工程技术现状及发展趋势
探讨钻井工程技术现状及发展趋势钻井工程技术是石油钻井行业的核心技术之一,它涉及到油气井的钻井设计、材料选择、钻井操作等方面。
随着石油资源的逐渐枯竭和技术的不断进步,钻井工程技术也在不断发展。
本文将探讨钻井工程技术的现状及其发展趋势。
目前,钻井工程技术已经取得了一系列重要的技术进展。
钻井设备的发展使得钻井作业更加高效、安全。
自动化钻井系统的应用使得钻井操作能够更加精确和可控,大幅度提升了钻井的效率。
随着钻井技术的不断提高,已经可以实现超深井的钻探。
目前,全球最深的油井已经达到了12,376米的深度,超深井的钻井技术成为了当前的研究热点之一。
随着水平井和多级压裂技术的发展,已经可以有效地开采页岩气和致密气等非常规油气资源。
未来,钻井工程技术将继续朝着以下几个方向发展。
随着石油资源的逐渐枯竭,未来的钻井工程技术将更加注重提高勘探效率和生产效率。
新型的勘探技术和仪器将被开发,以提高发现和采集油气资源的能力。
随着环境保护的重要性的提升,钻井工程技术也将更加注重降低对环境的影响。
开发更环保的钻井液和能源系统,减少废弃物的排放和化学物质的使用,是未来的发展方向之一。
随着人工智能技术的发展,将有更多的智能化和自动化的设备应用于钻井作业中,提高工作效率和安全性。
与此钻井工程技术的发展还面临一些挑战。
超深井的钻井技术是目前一个较为困难的问题。
钻井过程中的高温高压、井壁不稳定和井眼塌陷等问题对钻井工程师提出了更高的要求。
非常规油气资源的开采技术也需要进一步突破。
目前,非常规油气资源的开采技术尚不成熟,且对环境的影响较大,亟需创新的技术解决方案。
钻井工程技术的发展还需要增加对新型设备和材料的研究投入,以满足不断提高的工业需求。
钻井工程技术在不断发展并取得了重要的技术突破。
未来,钻井工程技术将继续朝着提高勘探和生产效率、环保化、智能化等方面发展。
面对挑战,钻井工程师需要不断创新和提高自己的技术水平,以应对日益复杂的工作环境和任务要求。
超深钻井技术现状与发展趋势
231我国未探明的石油储量达到8500万吨,其中约七成以上是埋藏在深层,有关油气资源的勘探,对于社会发展和秩序稳定以及国家燃料安全都具有非常重大的意义,同时在未来的竞争中,企业之间的竞争方式主要是通过提高油气勘探的成果和效率来进行角逐的。
随着目前我国浅层油气资源开发已经过了峰值水平,未来该行业的发展,更多的是面向深层石油勘探和开发。
超深井钻井技术是一项复杂的工程,工程内包含各项复杂的科学技术和装备,由于其专业性较高,其操作人员也必须是具有高素质的人才才能进行运作,为了提高团队运作的效率,还需要一支能具有科学管理水平的管理团队进行监督和指导。
1 超深井发展概况美国是全世界第一个进行该方面工作,研究和实验的国家,也是目前所有国家中,探深历史最长,技术水平最高的国家。
经过半个多世纪的发展,美国的深井钻井技术已经达到了全球领先水平,在深井钻井的过程中,能够从容的,在成本和效益之间选择平衡点,同时钻井速度很快,工作中出现安全事故的几率较少,其对于单井成本的控制为世界之最,仅仅是世界平均水平的40%~50%。
2005年3月,中国大陆科学钻探工程科钻一井顺利完钻,井深达5158米,在该工程中运用了大量最新的技术成果,标志着目前我国钻井技术的最高水平。
2 深井超深井钻井工作的主要难点2.1 地质条件复杂目前我国陆上深井的分布位置主要位于新疆,四川等地,上述地区地形复杂,自然气候多变,地质情况较为复杂。
进行深井超深井钻井时,会出现地层压力过大,井壁稳定性条件复杂,局部地区还会出现高温高压等情况影响工程的进行。
在地壳深处深层地层岩石的可钻性较差,也是影响深井超深井钻井工程顺利进行的原因。
为了达成深井超深井钻井工作的顺利完成,工作人员需要同时面对地应力集中,地层压力异常,地层破碎,高矿化,高硫化氢浓度等。
2.2 深井地质不稳定性钻井尤其是新区第一口钻井具有地质环境因素不确定的特点。
在进行第一口钻井的过程前,工作人员需要综合调查分析当地的地质条件,尤其是对于当地的地层压力,地质成形年代,地质分层深度,完井深度,地层状态,主要地质材料进行准确的调查,并通过岩石力学的专业知识进行综合考量,充分了解当地的地质条件你作为选择状态方案的重要参考。
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专家视点:世界超深钻井装备展望---- 作者:廖谟圣时间:2009-05-26 来源:石油与装备专家介绍:廖谟圣,上海石油天然气有限公司教授级高工。
现任中国石油和石化工程研究会海洋石油和石化工程专业委员会主任。
曾主持设计钻井泥浆泵、遥控海底取心钻机、浮船钻井水下设备等均先后投入生产或获部级科技成果奖等。
主要著作有《海洋石油开发机器与液压技术》、《石油钻采设备?国内外技术发展水平跟踪与分析(海洋部分)》等八册,在全国性学术刊物发表技术论文120余篇,出版物共超过350万字。
廖谟圣/中国石油和石化工程研究会海洋石油和石化工程专业委员会超深水(Ultra-Depth Water,简称UDW)和超深井钻井(Ultra-Depth Drilling,简称UDD)是近十余年来海洋石油钻井不断向深水和深地层钻井而形成、用以界别普通深水和普通钻井井深的概念。
一般以≥400m-≤1500m为深水,≥1500m(或5,000ft)为超深水(UDW);以钻井深度能力≥15,000ft(即4,500m)-≤25,000ft(即7,620m)为深井钻井;≥25,000ft(即≥7,620m)为超深井钻井(UDD)。
全球深水油气产量主要分布于西非、北美墨西哥湾、拉丁美洲的巴西近海、亚洲、澳洲和西欧六大海域。
2006-2010年深水油气产量占比例最大首推非洲(特别是西非),占40%;其次是北美(特别是墨西哥湾),占25%;其三是拉丁美洲(特别是巴西近海),占20%;亚洲占10%;西欧占3%;澳洲占2%;其他为1%。
以上全球十大深水油气藏发现国合计发现油气藏储量约达135.5亿m3。
超深钻井装备主要指UDW钻井平台-船(包括勘探用UDW半潜式钻井平台和钻井船及用于钻生产井的半潜式FPS、浮船式FPSO、TLP和Spar平台上的钻井设备)和UDD钻井设备(包括UDD钻机、泥浆泵、TDS和浮式钻井专用水下设备和水面钻柱运动补偿器和张紧器等)。
2006年11月统计的世界海洋石油移动式钻井平台新定货和正建造的共107艘(工作水深均≥1500m的UDW半潜式钻井平台和钻井船),配套的石油钻机钻井深度能力均为≥30,000ft的超深井钻机。
可见超深钻井装备的旺销。
世界UDW钻井平台(船)发展展望A.新发展均为第6代钻井平台(船),对其特点的浅见是第6代钻井平台(船)出现时间在2000年甚至2003年及其以后;钻井工作水深大都在10,000ft(3,048m)~12,500ft (3,810m)乃至更深;钻井深度≥35,000ft(10,668m)~40,000ft(12,200m)乃至更深;钻机为双套,单套钻机主绞车功率≥5000hp~7200hp乃至更大;钻机、顶驱和泥浆泵的驱动方式多为交流变频驱动或静液驱动;立管多为竖直排列或竖、平相结合排列并有专供立管吊运的吊机(行车);动力定位系统多为DP3或更高级。
B.UDW半潜式钻井平台主要发展趋势采用甚高强度钢和优良设计,其可变载荷与总排水量的比值将超过0.18以上,总排水量与自重的比值将超过4.0;大的甲板可变载荷(≥9,000t)和大的甲板空间;平台大多为正方形或矩形,立柱多为4-6立柱、矩形截面、无斜撑、少节点的简单外形结构,以减少建造费用和降低船体结构产生的意外事故;良好的船体安全性和抗风暴能力,全球全天候的工作能力和长的自持能力;更大的工作水深:目前最深的工作水深为12,000ft(3,810m)。
可预料,未来20年内将有工作水深4,000-5,000m的半潜式平台出现;装备最先进、大功率、高精度的动力定位系统(DPS-3乃至DPS-4);装备交流变频驱动或静液驱动的大功率UDD钻机(单套钻机主绞车功率≥5000hp~7200hp乃至更大);钻井深度能力≥35,000ft(10,668m)~40,000ft(12,200m)乃至更深,预计在未来20年内,钻井船的钻井深度能力将突破15,000m;具有当代最先进的浮式钻井专用设备和双井架、双套钻机系统。
C.UDW钻井浮船发展趋势采用甚高强度钢和优良的船型及结构设计,将总排水量与船总用钢量的比值进一步提高,主尺度≥长250m×宽38m×型深18m;船具有良好的安全性(船为双船壳)和抗风暴能力,全球、全天候的工作能力和长的自持能力;甲板可变载荷≥2万t,船主机功率≥5万hp;设计工作水深≥10,000ft~12,000ft(3,658m),预料在未来20年内工作水深将达4,000~5,000m(13,120ft~16,400ft);装备最先进、大功率、高精度的动力定位系统(DPS-3乃至DPS-4);装备交流变频驱动或静液驱动的大功率超深井钻机(单套钻机主绞车功率≥5000hp~7200hp乃至更大)。
钻井深度能力≥35,000ft(10,668m)~40,000ft(12,200m)乃至更深,预料在未来20年内,钻井船的钻井深度能力将突破15,000m;具有当代最先进的浮式钻井专用设备和双井架、双套钻机系统。
世界UDD钻井设备发展展望常规石油钻机为适应UDW和UDD钻井,常规石油钻机将向大功率交流变频方向发展。
如美国National-Oilwel公司生产的交流变频钻机,绞车功率4,000、5,000、7,200 hp;美国C-Emsco公司生产的交流变频钻机,绞车功率5,000 hp;Varco公司生产的交流变频钻机,绞车功率4,500和6,000hp;德国Wirth公司生产的交流变频钻机,绞车功率分别为3,750、4,500、5,000和6,000hp。
以上转盘通径分别为49.5in和60.5in。
可作为主动型钻柱运动补偿的AHD型数控变频驱动钻机绞车值得关注。
如美国National-Oilwel公司生产的AHD型2300、3450、4000、6900hp数控变频驱动钻机绞车。
新型石油钻机无绞车、液缸升降型钻机(Ram Rig)显示其发展的生命力。
已分别装于2艘半潜平台和2艘钻井船上的Ram型钻机,钻深能力10,660m(35,000ft)。
用升降液缸替代了庞大笨重的绞车,也替代了浮式钻井的庞大的钻柱运动补偿器,显著减少井场占用面积与空间,可降低成本约30%。
显示其发展的生命力。
新型无绞车液压升降型钻机值得关注。
目前,除挪威海事液压公司Ram钻机和意大利Drillmec钻机是一种新式无绞车型液力提升钻机外,新近又有Schramm公司推出的伸缩桅杆的TXD系列静液传动无绞车型动力头钻机值得关注:该钻机首台于2006年8月推出。
目前,TXD系列钻机共有三种规格,即T90XD型、T130XD型和T180XD型,提升能力分别为90,000-lb(400kN)、130,000-lb(580 kN)、180,000-lb(801 kN);钻机动力头起下钻行程为50ft(15.24m),适用钻杆长度可达48ft(14.6m)。
目前这种在陆地使用的钻机值得海上借鉴。
无绞车、机械升降型钻机具有发展潜力美国洛杉区西部闹市区的BeverlyHills油田,由无绞车、机械升降行程19.8m(65ft)的钻机,以顶部驱动旋转钻井,置于由液压缸推拉的可南北移动的滑橇上;北部为双排井、移动长41.45m,南部为单井、移动长31.09m,井距1.8in (6ft)。
共可钻69口井。
目前这种在陆地使用的钻机值得海上借鉴。
小井眼钻机小井眼石油钻机造价可降低40%、运载费用减少50%、占井场地减少40%、钻井成本可降低50%;操作自动化程度高并可实现自动送钻等一系列优点。
在海洋石油钻井中将得到进一步推广使用。
套管钻井石油钻机新近由加拿大TESCO钻井技术公司开发的套管钻井石油钻机专门设计用于套管钻井(也可用于常规技术钻井),可提高钻井效率30%以上,作业费因而相应降低。
其钻机绞车、转盘均用静液驱动。
石油钻井顶部驱动装置顶部驱动装置重点发展交流变频驱动或静液驱动。
Varco公司的TDS?8SA型,功率1150hp,1000t;National-Oilwell 公司的PS2 650/750型,Canrig公司的1275E型750hp、750t,均为交流变频驱动;挪威海事液压公司则发展静液驱动,效果亦佳。
石油钻井泥浆泵三缸单作用泥浆泵向大功率交流变频方向发展。
如National-Oilwel公司的14-P220 2,200hp,Wirth公司的51.7Mpa-69Mpa,功率2,200-3,000hp,Lewco公司的功率3,000hp等泥浆泵,均为交流变频驱动。
机械驱动长行程泥浆泵值得重视。
2003年,美洛杉矶闹市区的Beverly Hills油田,钻机所配套的泥浆泵,是一种机械驱动长行程泥浆泵。
共有4个液力端,每缸行程长达2,718mm(107in)。
值得海上借鉴。
静液驱动的泥浆泵,配备用于自动化钻机、小井眼石油钻机和套管钻井石油钻机。
轻重量长寿命泥浆泵:美国埃里斯-威廉姆斯工程公司(Ellis WilliamsEngineering Co.)生产的E-2200型2200hp 泥浆泵活塞行程15in,活塞杆负荷达158,374lb(704.8 kN),110冲/min;轴承平均的使用寿命达125,000hr。
EH-2200型2200hp泥浆泵活塞行程14in;活塞杆负荷达149,324lb(664.6 kN);125冲/min;轴承平均的使用寿命达100,000hr。
海洋防喷器海洋防喷器向大通径高封井压力和高剪切力发展。
如美国Cameron和Shaffer公司的BOP通径13.75in和18.75in,封井压力103.5Mpa(15,000PSI),其全封剪切闸板可切断13 3/8in以下的套管和6-5/8in、S-135钻杆;美国Hydril 公司的BOP通径13.75in和18.75in,封井压力最高达138Mpa(20,000PSI)。
深水和超深水钻井新近发展了水面BOP组,即将通径13.75inBOP组置于立管(隔水管)与伸缩立管之间,从而避免将BOP组置于深水和超深水的海底、需要昂贵的大通径BOP组和庞杂的控制系统等,不但节约费用而且更加安全可靠。
但它主要用于采油的半潜式FPS、TLP或Spar平台。
钻柱运动补偿器天车型和游车型被动型钻柱升沉运动补偿器发展趋势是:补偿器补偿行程≥7.62m(25ft),补偿能力≥4,450kN(1,000千磅);补偿器的系统工作压力≥20.7Mpa(3,000ps);补偿器的可靠性、操作灵敏度、使用寿命等将更加提高。
主动型钻柱升沉运动补偿器发展趋势是:可作为主动型钻柱升沉运动补偿器的AHD型数控变频驱动钻机绞车实现恒压自动送钻并主动补偿升沉运动的装置,今后可能有更多此类装置投入海洋浮式石油钻井。