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        石油鉆井裝備的運行管理

        2022-07-13 04:47:15張演
        科技研究·理論版 2022年9期
        關鍵詞:石油鉆井運行裝備

        張演

        摘要:鉆井施工作業(yè)是一項龐大的系統(tǒng)工程,通過精心的鉆井施工設計,進行必要的鉆前準備階段,然后進入到鉆探施工的過程,施工結束后進行完井施工,達到采油生產(chǎn)的需要后,交付采油生產(chǎn)部門管理,完成采油生產(chǎn)任務。對石油鉆井裝備的運行管理,保證各種機械設備安全運行,避免發(fā)生機械故障,提高鉆探施工的效率。本文對石油鉆井裝備的運行管理進行探討。

        關鍵詞:石油鉆井;裝備;運行;管理

        1石油鉆井裝備概述

        石油鉆井裝備由八大系統(tǒng)組成,包括起升系統(tǒng)、旋轉系統(tǒng)、鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、動力驅動系統(tǒng)、鉆機底座系統(tǒng)、輔助設備系統(tǒng)。每個系統(tǒng)具有獨立的功能,配合起來完成石油鉆探施工的任務。起升系統(tǒng)主要用于鉆桿的起下操作,控制鉆壓,下放鉆具。主要的部件包括絞車、游車、鋼絲繩、大鉤、吊卡等。合理控制起下管柱等的速度,保證安全起下,滿足石油鉆井施工的起升作業(yè)要求。絞車不僅是起升系統(tǒng)的部件,而且是鉆機的核心部分,由鋼絲控制鉆具的起下。鉆井大鉤是重要的提升設備,能夠提起下井的管柱等。旋轉系統(tǒng)是驅動鉆具旋轉的部件,使鉆具破碎巖層,鉆穿井筒。包括水龍頭、轉盤和鉆具。關鍵的設備是轉盤,通過轉盤的旋轉,驅動鉆機實施鉆探施工作業(yè)。鉆具一般包括方鉆桿、鉆鋌、鉆頭等,為了防止井斜,也可以包括扶正器等設備。

        循環(huán)系統(tǒng)包括泥漿罐、泥漿泵、水龍帶等,泥漿泵是鉆井液的循環(huán)用泵,必須達到高效運行的效率,一般選擇活塞泵,提高鉆井液的循環(huán)效率,滿足鉆井施工的技術要求。鉆井泵以一定的流量和壓力將鉆井液輸送給循環(huán)系統(tǒng),滿足鉆井液的循環(huán)要求,攜帶巖屑,冷卻鉆頭,達到預期的鉆探施工的效率。地面管匯建立起泥漿的循環(huán),包括高壓管匯和低壓管匯系統(tǒng)。為了達到環(huán)保的技術要求,地面設置廢棄水泥漿的凈化裝置,包括振動篩、旋流器、離心機等,將其凈化處理,轉化為無害的成分,也可以再生水泥漿用于其他井筒的鉆探施工,節(jié)約了水泥漿的用量,滿足安全環(huán)保的需要。動力系統(tǒng)一般包括柴油機、柴油發(fā)電機、電動機等,為鉆井機械設備提供動力,驅動泵機組安全運行,保持轉盤的旋轉,滿足鉆探施工的技術要求。傳動系統(tǒng),一般實現(xiàn)電動傳動、液壓傳動或者機械傳動的方式,使各個工作機組正常運行,達到預期的運行效率,保證鉆井施工的順利進行??刂葡到y(tǒng)包括司鉆的平臺、各種控制閥門、離合器和線路等,對鉆井施工的各種設備進行控制和管理,統(tǒng)一協(xié)調鉆井施工裝備。井架和底座部分,用于支撐和安裝鉆井設備和工具,為鉆井施工提供場所。而鉆井的輔助系統(tǒng),一些小型的機械設備和礦場使用的設備,如離心泵、動力大鉗等,也是石油鉆井施工必不可少的裝備,缺少任何一個裝備,都將影響到鉆井施工的正常進行。加強對鉆井裝備的選擇和使用,加強維護保養(yǎng)的質量,使其達到預期的作用效果,才能更好地完成石油鉆井施工的任務。

        2石油鉆井裝備的運行管理措施

        2.1石油鉆井裝備的自動控制系統(tǒng)

        為了提高石油鉆井施工的自動化程度,對石油鉆井裝備進行優(yōu)化。鉆機和裝備的自動化,自動送鉆的控制,應用液壓動力水龍頭和液壓卷揚機,實現(xiàn)鉆機的自動給進。利用比例控制電磁剎車設計,使起下鉆的過程達到自動控制的標準。頂部驅動系統(tǒng)的應用,不開鉆盤,實現(xiàn)頂部驅動鉆進的方式。信息處理和采集系統(tǒng)應用計算機控制,通過傳感器將井場的數(shù)據(jù)資料,傳輸給控制的計算機系統(tǒng),通過計算機的軟硬件控制,達到自動化管理的效果。

        2.2交流變頻調速電驅動石油鉆機的運行管理

        交流變頻調速電驅動石油鉆機是電動石油鉆機,調速范圍比較寬,絞車和轉盤能夠實現(xiàn)無級變速,簡化鉆機的結構,降低鉆井維護保養(yǎng)的費用。提高鉆機的運行效率,同時提高鉆機的處理事故的能力。是現(xiàn)代鉆機的發(fā)展趨勢,有待于在石油鉆井施工過程中使用,提高鉆井施工的效率。優(yōu)選合適的鉆機設備,結合不同的鉆探區(qū)塊的地質條件,選擇小型鉆機設備還是頂部驅動的鉆機設備,結合鉆井施工設計的要求,能夠滿足石油鉆井施工的需要即可。依據(jù)鉆機系統(tǒng),選擇配套的鉆井施工裝備,在鉆前準備階段,進行各種鉆井裝備的優(yōu)選,使其滿足協(xié)調運行的要求。鉆具的組合形式,必須滿足預鉆探地層的要求,結合鉆井地質設計,保證鉆井裝備安全平穩(wěn)運行,避免發(fā)生鉆井事故。尤其卡鉆事故的發(fā)生,既影響到鉆井裝備的安全運行,同時降低了機械鉆速,延長石油鉆井的周期,相應地增加了石油鉆井的費用,給鉆探施工企業(yè)帶來經(jīng)濟損失。

        2.3石油鉆井裝備的安全運行管理

        建立石油鉆井裝備運行管理規(guī)章制度,每個不同的裝備需要專業(yè)的操作人員現(xiàn)場把關,具有操作合格證書的人員,才允許操作設備。其他人員不允許隨意啟停設備,防止發(fā)生安全事故,給石油鉆探施工帶來危害。建立安全風險評估管理機制,在進行正式的鉆井施工前,鉆前準備階段,依據(jù)鉆井地質設計和鉆井施工設計的要求,選擇最佳的鉆井施工裝備,并對每種裝備進行必要的維護保養(yǎng),保證達到正常運行的條件,才可以應用于鉆探施工中。實施井控管理,因此,在石油鉆井施工過程中,井控設備也必須包含到鉆井施工裝備中,選擇合適的井口防噴器,一旦井口出現(xiàn)溢流的狀態(tài),立即關閉井口防噴器,有效地防止井噴事故的發(fā)生,保證石油鉆井施工的安全。起升系統(tǒng)的運行過程中,保證對準井口的中心位置,才能更好地起下鉆具,保證鉆井施工的正常進行。轉盤驅動鉆具旋轉,需要動力設備供給足夠的能量,保證達到設計的旋轉速度,驅動鉆頭鉆進,完成鉆井進尺,滿足正常鉆井施工的需要。

        鉆井泵的運行管理,鉆井施工過程中,鉆井液系統(tǒng)的循環(huán)也是非常重要的。為了保證達到設計的循環(huán)效率,加強對鉆井泵的管理,合理控制鉆井泵的進出口壓力,使其達到設計的鉆井液的排量,建立起井筒的循環(huán),才能滿足鉆井施工的安全要求。鉆井泵一般使用柱塞泵,對注水的機械部件進行潤滑保養(yǎng),在鉆井施工前,對鉆井泵進行必要的維護保養(yǎng),使其處于正常運行的狀態(tài),保證達到輸送泥漿,形成泥漿循環(huán)的效果。通過專業(yè)人員的維護保養(yǎng),將鉆井液的進出口和泥漿罐以及水龍帶進行連接,并檢查連接部位的緊固情況,經(jīng)過試壓合格后,才能實現(xiàn)正常的循環(huán),否則檢查泄漏的部位,直至達到鉆井施工的條件,才能進入正常鉆探施工的程序。

        對鉆井的動力設備進行運行管理,在電動機及柴油機組運行前,加注合適的柴油,保證原材料的供應,使柴油發(fā)電機組能夠供應電能。而電動機提供足夠的電能,將電能轉化為機械能,帶動機械設備運行,保證鉆井設備的幾大件互相配合,完成鉆井施工的任務。對石油鉆井裝備運行過程中的安全隱患問題進行排查和治理,保證所有的鉆井裝備安全平穩(wěn)運行。如果發(fā)現(xiàn)安全隱患問題,立即進行整改,并對鉆井施工過程進行監(jiān)督和管理,存在嚴重的安全隱患問題,立即停鉆處理。防止發(fā)生卡鉆、井下落物、套管損壞事故,給鉆井施工帶來巨大的危害。加強鉆井裝備操作人員的管理,提高設備維護管理人員的專業(yè)素質,使其掌握鉆井設備的運行狀況,及時調整裝備的運行情況,滿足鉆井施工設計的要求。

        3結束語

        通過對石油鉆井裝備的運行管理措施的探討,提高石油鉆井施工的效率,降低石油鉆井施工成本,縮短鉆探施工的周期,達到預期的石油鉆探施工的質量,滿足油田勘探開發(fā)的技術要求。加大對鉆井裝備的運行管理力度,實時監(jiān)測各種鉆井裝備的運行狀態(tài),發(fā)現(xiàn)故障立即進行處理,避免鉆井裝備發(fā)生故障不處理,引發(fā)嚴重的事故,導致井筒的故障,給鉆井施工帶來巨大的經(jīng)濟損失。

        參考文獻:

        [1]林靖.石油鉆井機械設備的現(xiàn)狀及其質量控制[J].軍民兩用技術與產(chǎn)品,2017(16).

        [2]韓雪,張煥,張團結,等.石油鉆井機械設備的現(xiàn)狀及其質量控制分析[J].科技與企業(yè),2013(13):356-356.

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