陳生慶　張殿龍

摘 要：油田開發(fā)的機(jī)械化能夠保障油田建設(shè)、能源供給的基本需要，而提高設(shè)備的機(jī)械化水平就要從鉆井、采油、油氣處理和集輸機(jī)械這幾個(gè)方面展開。從而實(shí)現(xiàn)油田開發(fā)設(shè)備的機(jī)械化、提高油氣資源的開發(fā)效益。

關(guān)鍵詞：油田開發(fā)；機(jī)械化；智能化

前言

隨著國家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國家對能源的需求不斷增長，對油田的勘探與開發(fā)的需求也在同樣增長。我們在對油田進(jìn)行開發(fā)的同時(shí)也要不斷提高我們的機(jī)械化水平，這是油田生產(chǎn)發(fā)展的必然需求，也是我國發(fā)展當(dāng)前對能源供給提出的新要求。

1 油田開發(fā)機(jī)械化的概述

石油開發(fā)機(jī)械化的本質(zhì)是油田生產(chǎn)工藝的自動(dòng)化、智能化。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)是石油開發(fā)機(jī)械化的輔助部分。石油開發(fā)機(jī)械化系統(tǒng)的主要任務(wù)是能在油田的開發(fā)任務(wù)中結(jié)合地質(zhì)條件的實(shí)況，并能高效、高精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)開發(fā)工作，使得生產(chǎn)指令得以實(shí)現(xiàn)。

2 油田機(jī)械化發(fā)展的重大作用

2.1 油田開發(fā)機(jī)械化對能源供給的作用

油田為社會(huì)的發(fā)展、工業(yè)的進(jìn)步提供著重要的資源。處在資源供給的關(guān)鍵領(lǐng)域，向市場提供的重要能源產(chǎn)品幾乎遍布了工業(yè)的絕大部分行業(yè)，所以對石油的需求量越大，社會(huì)對油田的開發(fā)等安全性、環(huán)保節(jié)能性越是關(guān)注，越是應(yīng)該向社會(huì)提供質(zhì)量優(yōu)良的能源。因而智能裝備的突出作用也得以顯現(xiàn)出來，它具有非常明顯的優(yōu)勢。節(jié)能降耗上，推廣智能化機(jī)械設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)油田開發(fā)過程中的自動(dòng)化目標(biāo)。一系列的工作包括調(diào)節(jié)壓力水平、調(diào)節(jié)工作頻率、調(diào)節(jié)溫度環(huán)境、調(diào)節(jié)傳輸?shù)牧髁?、調(diào)節(jié)動(dòng)能功率以及任意控制動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的輸出參數(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力平衡，節(jié)約電力等的損耗同時(shí)還能以計(jì)算機(jī)的程序工具操控機(jī)械結(jié)構(gòu)、解決機(jī)器在需要暫停時(shí)無用做功的情況，提高了機(jī)械的工作效率。智能機(jī)械化不僅可以提高產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性，還突破了操作人員的技術(shù)水平以及體能極限的限制作用，實(shí)現(xiàn)了真正生產(chǎn)的高效。值得一提的是，油田的開發(fā)設(shè)備機(jī)械化完全以石油勘探開發(fā)生產(chǎn)作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)，合理地調(diào)配資源，實(shí)現(xiàn)機(jī)組能不在工程現(xiàn)場也能遠(yuǎn)程遙控聯(lián)合工作，發(fā)揮最佳的工作效果。譬如鉆井工作過程中的鉆頭參數(shù)、采油過程中抽油泵參數(shù)和石油運(yùn)輸途中油品參數(shù)都能實(shí)現(xiàn)全程受機(jī)械化系統(tǒng)的多方面控制，實(shí)現(xiàn)多機(jī)智能聯(lián)動(dòng)保證生產(chǎn)過程全面受控、生產(chǎn)運(yùn)行平穩(wěn)可靠。

2.2 油田開發(fā)機(jī)械化對環(huán)保的作用

在安全環(huán)保方面，應(yīng)用智能裝備能夠及時(shí)有效地開啟安全環(huán)保防護(hù)裝置，更能體現(xiàn)預(yù)防為主的安全管理思想。機(jī)械智能化的開發(fā)過程中可以達(dá)到隨時(shí)防控、自主發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)、智能應(yīng)對風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)合實(shí)際現(xiàn)場情況實(shí)現(xiàn)自動(dòng)削減風(fēng)險(xiǎn)的安全環(huán)保管理目標(biāo)。同時(shí)機(jī)械化的開發(fā)進(jìn)程可以有效解決開采帶來的污染和能源外漏流失問題。

3 油田開發(fā)機(jī)械化的基本要素

3.1 鉆井的機(jī)械化

鉆井技術(shù)是按照井身的獨(dú)特構(gòu)造和特殊地質(zhì)條件下，使用機(jī)械鉆井并鉆出合理規(guī)格井眼的生產(chǎn)過程，其重點(diǎn)在于鉆頭的參數(shù)選擇和泥漿灌注量參數(shù)的合理控制。提高鉆進(jìn)進(jìn)度的同時(shí)，還要考慮鉆井安全防止液體發(fā)生井噴、井漏或油井整體塌陷的事故。而實(shí)現(xiàn)鉆井生產(chǎn)自動(dòng)化，必須掌握足夠鉆頭參數(shù)包括地下壓力、工作轉(zhuǎn)數(shù)等，還有泥漿參數(shù)有壓力、輸出量、泥漿密度、切力、固體含量等。絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵這些機(jī)械化的重要設(shè)備的參數(shù)必須滿足隨機(jī)檢測、數(shù)據(jù)及時(shí)處理、信息準(zhǔn)確反饋、設(shè)備調(diào)控和設(shè)備各方聯(lián)控的智能條件。電機(jī)驅(qū)動(dòng)、自動(dòng)計(jì)量設(shè)備、自動(dòng)控制設(shè)備這些智能化機(jī)械就會(huì)實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。高效的機(jī)械化鉆井工具能避免鉆井過程中的安全事故、解決井身質(zhì)量不達(dá)標(biāo)問題、鉆井工作的進(jìn)度也會(huì)很大改善，鉆井工人的作業(yè)壓力減小。真正實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化時(shí)代的高效率作業(yè)。

3.2 采油機(jī)械化

采油作業(yè)要將石油從地下蘊(yùn)藏層提出并安全運(yùn)送到地上。可以采用液體排擠和氣體舉，油田開發(fā)的后半階段大都采取機(jī)械采油。采油技術(shù)的關(guān)鍵是依據(jù)地下施工狀況及時(shí)調(diào)整設(shè)備參數(shù)以提高石油采集率。采油機(jī)械化目標(biāo)必然是依據(jù)井下工況的不斷變化自行更改油泵的數(shù)據(jù)來應(yīng)對井下復(fù)雜的開采環(huán)境。電潛泵采油有輸送量大、使用壽命長、射程高和調(diào)節(jié)簡便的特點(diǎn)，可以良好應(yīng)對油田開發(fā)過程中的管道位置偏移和磨損問題。水力噴射泵的應(yīng)用也是機(jī)械化開采油田進(jìn)程中的一部分，在高油氣井、摻砂井、復(fù)雜構(gòu)造井、斜井以及海上油田使用更廣泛，它的特點(diǎn)是可適時(shí)調(diào)換井下泵管、無機(jī)械運(yùn)動(dòng)元件。水力噴射泵對于凝點(diǎn)高、富含蠟和稠油的特殊油田的開采有良好效果，源于水力噴射泵內(nèi)有添加降稠劑和破乳劑的特殊結(jié)構(gòu)。桿泵斜井提取技術(shù)包括連續(xù)桿、油管減磨接管和內(nèi)襯油管、減磨接管和斜井泵的協(xié)同作業(yè)形式，為較陡井段的工作提供了可能。而連續(xù)采油桿能有效降低油桿脫扣的可能性，減小桿和管間摩擦，減少了工人的工作量，保證斜井工作有序高效的開展。

3.3 油氣處理和集輸機(jī)械

油氣處理與集輸工藝是融合加熱、去水、除氣、去臘、除菌、除垢及輸送等多功能的處理裝置。這些機(jī)器的機(jī)械智能化是提供優(yōu)質(zhì)石油產(chǎn)品的關(guān)鍵部分。而這其中的重要組成是自主檢查，設(shè)立反饋系統(tǒng)，使用組態(tài)設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的過程控制。當(dāng)各個(gè)專項(xiàng)設(shè)備達(dá)到各自獨(dú)立功能的機(jī)械化運(yùn)轉(zhuǎn)條件后，加上遠(yuǎn)程通訊網(wǎng)、局域網(wǎng)和中央處理器的輔助，實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)協(xié)調(diào)機(jī)關(guān)的指令智能機(jī)械化調(diào)控與連環(huán)控制。最大程度發(fā)揮機(jī)械化在油田開發(fā)上的促進(jìn)作用。

4 實(shí)現(xiàn)油田開發(fā)機(jī)械化的途徑

4.1 建立油田開發(fā)與機(jī)械制造的平臺

石油開采機(jī)械化的推廣良久，但進(jìn)展還比較緩慢。究其原因大概是市場機(jī)制不健全。油田單位對施工技術(shù)掌握不熟練也會(huì)有很大影響，尤其對計(jì)算機(jī)軟件的使用程序等技術(shù)的不重視，加之相關(guān)方面的人才素質(zhì)不夠，導(dǎo)致機(jī)械化進(jìn)程推進(jìn)不完整的情況時(shí)常發(fā)生。加之油田作為政府壟斷性企業(yè)，項(xiàng)目撥款必須要從上級逐級批復(fù)，難以形成市場為核心的合理機(jī)制，阻礙了新設(shè)備的研發(fā)與推廣。所以根據(jù)這一發(fā)展瓶頸，主張建立聯(lián)結(jié)油田開發(fā)施工現(xiàn)場與機(jī)器制造廠的合作平臺。油田施工現(xiàn)場的工作負(fù)責(zé)人員、工程技術(shù)員和基層人員都是對生產(chǎn)流程十分清楚的人員，對石油機(jī)械化設(shè)備的改建方案有著很大話語權(quán)。而專業(yè)石油機(jī)械制造企業(yè)擁有專項(xiàng)設(shè)備強(qiáng)大的設(shè)計(jì)研發(fā)能力和高端的生產(chǎn)技術(shù)條件。因此實(shí)現(xiàn)油田開發(fā)機(jī)械智能化首先要向油田一線人員普及自動(dòng)化機(jī)械應(yīng)用的概念，聽取他們在這方面的建議以及對機(jī)械化實(shí)施的具體方案，其次敦促專業(yè)石油機(jī)械制造單位提升智能機(jī)械設(shè)計(jì)、配套硬件生產(chǎn)能力。建立油田生產(chǎn)現(xiàn)場與裝備制造公司在石油機(jī)械智能化進(jìn)程中的互動(dòng)關(guān)系，在實(shí)現(xiàn)互信互利的前提下推進(jìn)油田機(jī)械化進(jìn)程。

4.2 發(fā)揮市場調(diào)節(jié)功能

油田實(shí)施單位應(yīng)該就機(jī)械化需求展開開放式招標(biāo)，讓具備生產(chǎn)制造資質(zhì)的專業(yè)公司共同競爭。那些中間商和不合格企業(yè)必然會(huì)被逐出市場。市場機(jī)制也讓高品質(zhì)、高性能產(chǎn)品得以在循序漸進(jìn)過程中加以改進(jìn)和提升。競爭使得產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到生產(chǎn)要求。實(shí)現(xiàn)石油機(jī)械智能化關(guān)系到整個(gè)行業(yè)水平的改善，影響到施工應(yīng)用自動(dòng)化概念的推廣，更重要的是智能機(jī)器制造廠商決定了油田現(xiàn)場施工技術(shù)的水平和設(shè)備機(jī)械化開發(fā)的前瞻性和主觀能動(dòng)性。要想推動(dòng)石油機(jī)械智能化，就要從細(xì)節(jié)展開工作，組織科學(xué)調(diào)研，實(shí)施好基礎(chǔ)研究和開發(fā)以及基礎(chǔ)檢測等各項(xiàng)工作，將有限的精力投放到石油工業(yè)現(xiàn)代、機(jī)械化事業(yè)的偉大進(jìn)程中，專注做好技術(shù)更新和機(jī)械化推廣。

5 結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，油田開發(fā)機(jī)械化技術(shù)在這個(gè)領(lǐng)域的作用越來越無法替代，不能忽視油田開發(fā)機(jī)械化在環(huán)保節(jié)能等方面的作用，并且積極開展機(jī)械化的實(shí)施，努力搭建平臺促進(jìn)市場在機(jī)械化進(jìn)程中的重要作用，使得油田開發(fā)的機(jī)械化早日進(jìn)入更高的新水平。

參考文獻(xiàn)

[1]中國石油天然氣總公司新技術(shù)推廣中心編.油田開發(fā)綜合配套技術(shù)應(yīng)用[M].石油工業(yè)出版社，2010.

[2]萬邦烈，王躍宇，等.石油工程機(jī)械設(shè)計(jì)[M].科技出版社，2012.

[3]史國生.油田鉆采工藝研究院技術(shù)匯編[M].國防工業(yè)出版社，2011.