（1.中國石化股份勝利油田分公司技術檢測中心，山東 東營 257000；2.東營市城市管理局，山東 東營 257091）

綠色低碳型修井機應用淺析

李建鵬1，譚慧敏2

（1.中國石化股份勝利油田分公司技術檢測中心，山東 東營 257000；2.東營市城市管理局，山東 東營 257091）

介紹了修井作業(yè)工作內(nèi)容以及我國的修井設備現(xiàn)狀。重點闡述了網(wǎng)電修井機、液壓蓄能修井機及不壓井修井機3種綠色低碳型修井機的應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

綠色低碳；修井機；現(xiàn)狀；趨勢

一、前言

在石油與天然氣勘探開發(fā)的過程中，修井作業(yè)是一個重要環(huán)節(jié)。諸如井下砂堵、井筒內(nèi)嚴重結蠟等油井本身的故障；油管斷裂、油管連接脫扣等油井結構損壞；抽油桿彎曲、抽油泵工作不正常等都要通過修井作業(yè)來排除故障，修井機是修井作業(yè)的關鍵設備。

目前我國修井機數(shù)量已達4 000余臺，在這些修井機的使用過程中，投入的各項費用每年可達人民幣100多億元，柴油消耗每年可達20余萬t，而柴油機工作效率僅為50%左右，不但能源浪費較為嚴重，作業(yè)成本高，而且還造成了一系列環(huán)保問題。在當前國家大力推行清潔生產(chǎn)、綠色低碳的大環(huán)境下，如何通過技術創(chuàng)新實現(xiàn)節(jié)能降耗已成為油田企業(yè)面臨的緊迫課題。

二、油田修井設備的現(xiàn)狀

1．履帶式通井機

履帶式通井機是由履帶拖拉機底盤改裝而成的修井設備，是油井小修作業(yè)的重要地面設備。履帶式修井機一般不配帶井架，其動力越野性好，適用于低洼泥濘地帶施工。缺點是移動速度緩慢、實際效率不明顯，必須通過專用設備來開展井位搬遷與立放井架工作，不僅能耗高，且污染大，未來會被淘汰。

2．車載修井機

也被稱為是輪胎式修井機，一般配帶自背式井架，行走速度快，施工效率高，適合快速搬遷，但在低洼泥濘地帶及雨季、翻漿季節(jié)行走和進入井場則相對受到限制，越野性能差，需要鉆地錨、拉繃繩。是目前油田企業(yè)最常用的修井設備之一。

3．海洋修井機

上世紀60年代，國內(nèi)某設備制造廠為海洋采油平臺設計配套了修井機。海洋修井機分平行和垂直兩種布置方式，多采用柴油機配液力機械傳動箱，使用塔形井架或直立套裝無繃繩井架。已經(jīng)形成多個系列最大鉤載的產(chǎn)品，主要應用在海洋鉆井平臺上。

目前傳統(tǒng)型的以柴油為動力的修井機正逐步被綠色低碳型修井機所替代。

三、綠色低碳型修井機

1．網(wǎng)電修井機

網(wǎng)電修井機由于采用電力為動力源，具有很多優(yōu)點，如耗能低、排放少、噪聲小、維護成本低。它具有較強的承載能力與越野性能。它利用能耗制動與液控盤剎復合剎車技術及數(shù)控、電控、液控一體化控制技術，使操作簡單方便，可以降低司鉆勞動強度。他還具有自動斷電保護、智能天車防碰等功能，防止因操作失誤而導致設備損壞情況的發(fā)生。

目前以柴油為動力的修井機是修井作業(yè)設備的主力，因此油田在這樣的實際與國家對節(jié)能環(huán)保要求嚴格的背景下，油電雙動力修井機是接下來一個過渡時期修井設備的發(fā)展趨勢。油電雙動力修井機配備電機和柴油機兩套獨立動力系統(tǒng)，依托油田電網(wǎng)使用電機驅動作為修井時的主要動力，在不具備電網(wǎng)條件或者在搬遷路途行駛時，使用柴油機作為修井動力。青海油田的研究人員發(fā)現(xiàn)，XJ-250油電雙動力修井機1年按照10個月工作時間計算，就比純柴油動力節(jié)省11多萬元，此外遼河油田研制的XJ90DBZ型電動修井機也已獲得了可觀的經(jīng)濟效益。可以預見，發(fā)展電驅修井機將是一個重要的方向，且具有長遠的經(jīng)濟效益和社會效益。

2．液壓蓄能修井機

液壓蓄能修井機是勝利油田以顧心懌院士為首的科技人員于 1992 年發(fā)明的新型石油修井機。液壓蓄能修井機具有較高的節(jié)能效果，相較于以往的履帶式修井機，其1年能夠節(jié)省數(shù)10萬元的能源費；環(huán)保效益好，噪聲小，不會釋放黑煙或者石棉粉塵；液壓剎車效果好，有利于安全進行作業(yè)生產(chǎn)；鋼絲的磨損程度小，使用壽命達3年以上；對作業(yè)環(huán)境的要求很低，不需要立井架、埋地錨、拉繃繩、穿大繩，在井場狹窄的區(qū)域，使用非常方便；操作簡單運轉可靠，使用壽命約為15年以上；搬遷安裝省時省力，僅搬家費用每年液壓蓄能修井機比履帶式修井機節(jié)約費用約30萬元。因此可以說，液壓蓄能修井機就是為了克服常規(guī)修井機的固有缺陷而研制的。

勝利油田孚瑞特石油裝備有限責任公司在2012 年研發(fā)的新一代 XJ675YZ 液壓蓄能修井機先后在勝利油田東辛采油廠辛37X9、營13X134等11口井進行了現(xiàn)場試驗，其結果表明：XJ675YZ 液壓蓄能修井機具有安全環(huán)保、節(jié)能高效、適應性強、操作方便等諸多優(yōu)點，因此最終通過了中石化專家評審，目前已進入批量生產(chǎn)階段。

3．不壓井修井機

隨著對油氣深層次的開發(fā)，如何讓井下作業(yè)過程中使用的壓井液不對油氣層造成危害，并最大限度地保持油氣層的原始狀態(tài)已經(jīng)成為目前最重要的問題，也屬于綠色低碳的內(nèi)涵。由于不壓井作業(yè)技術具有減少酸化、保護地層的原始產(chǎn)能以及減少壓井成本等優(yōu)點，在國外已經(jīng)得到廣泛的使用。我國自2002年首臺全液壓輔助式不壓井作業(yè)裝置投入現(xiàn)場使用后，經(jīng)過10多年的發(fā)展，目前國內(nèi)各油田已經(jīng)有各種型號的國產(chǎn)不壓井作業(yè)裝置超過100套，進口設備13套，在全國各大油田進行年作業(yè)量超過4 000井次。

不壓井修井機主傳動采用液力機械傳動，可以在一定條件下隨外載的變化而達到無級變速，具有極強的功率利用率。此外，越野性能良好，由于車輪采用了大花紋越野輪胎，前橋懸掛采用了鋼板彈簧，后橋采用剛性梁懸掛，即使面對惡劣的路面，依舊可以很好地前行。整體的井口裝置不僅結構緊湊、重量輕，而且實踐操作極為便利，安全可靠性高。應將其作為一項保護油氣層和環(huán)保的新技術大力加以推廣。

四、結語

綜上所述，目前我國的修井機的制造技術、移運性能有了較大的提高，原來的高耗能、高污染的傳統(tǒng)柴油修井機已經(jīng)不能適應市場需要，而以電、液壓為動力的修井機將會取而代之。隨著主機性能的不斷提升，與其相匹配的井口機具的機械化水平也會隨之增強。毋庸置疑，未來我國油田企業(yè)修井機將在科學技術的基礎上，必會朝著完善可靠性、經(jīng)濟合理性、環(huán)保先進性方向邁進。

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