作者簡介:于文博(1993-),男,漢,吉林敦化人,西安石油大學機械工程學院,2012級本科生,機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)。
摘要:進入二十一世紀,石油及天然氣除了作為重要的能源外,甚至被賦予了國家安全和國際戰(zhàn)略意義。要想獲得更多的油氣,就要不斷提高石油工程水平,而油氣采集作為其中非常重要的環(huán)節(jié),一直受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。采油氣機械是油氣采集作業(yè)的關(guān)鍵,我國油井大多已經(jīng)進入機器采集階段,為了更好的進行采油氣機械的研究,了解其發(fā)展及趨勢是十分必要的。本文介紹了采油氣機械的國內(nèi)外發(fā)展情況,并論述了其發(fā)展趨勢,以期為我國采油氣機械的發(fā)展提供幫助。
關(guān)鍵詞:采油氣;機械;發(fā)展;趨勢
一、 前言
采油氣機械與石油工業(yè)的發(fā)展是離不開的。1859年在美國賓夕法尼亞州泰特斯維爾小鎮(zhèn)鉆成的第一口石油井——德雷克井,是打開了石油工業(yè)大門的金鑰匙,隨后石油工業(yè)的發(fā)展勢不可擋,石油工業(yè)在一些國家也逐步形成完整的工業(yè)體系,隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,世界上石油生產(chǎn)的范圍和規(guī)模擴大,國際石油卡特爾形成,在1945到1973年,中東成為世界石油工業(yè)中心,同時也是天然氣儲量大發(fā)現(xiàn)和產(chǎn)量大增長的時期。[1]
中國是世界上最早用機械開采石油的國家之一,1950~1959是中國石油工業(yè)的恢復(fù)和發(fā)展期,隨后進入了繁盛的高速發(fā)展期,中國在這個時候?qū)崿F(xiàn)了石油基本自給的歷史性轉(zhuǎn)折,1978年以來,石油工業(yè)仍在發(fā)展,但發(fā)展趨于穩(wěn)定,加之十八大以來,中國對環(huán)境污染方面非常重視,因此中國石油工業(yè)也向低排、減污、環(huán)境友好、可持續(xù)發(fā)展的方向進行轉(zhuǎn)型。我國的采油氣機械也隨著石油工業(yè)的發(fā)展得到了長足的進步,但仍存在一些問題,還需相關(guān)研究部門進行解決。
組成油氣開采成套設(shè)備的設(shè)備品種有幾百種,而油氣開采工業(yè)的高速發(fā)展使設(shè)備很快更新,并不斷研制出新型號規(guī)格和結(jié)構(gòu)的設(shè)備,系統(tǒng)化的分類是其基礎(chǔ),分為(1)生產(chǎn)井設(shè)備(套管柱、篩管等)(2)井的開采設(shè)備(自噴井設(shè)備、氣舉設(shè)備等)(3)修井、試油和井下作業(yè)設(shè)備(起下作業(yè)車、起下作業(yè)工具等)(4)強化采油、采氣和提高地層油氣采收率的設(shè)備(如水處理設(shè)備、注氣設(shè)備等)(5)油井產(chǎn)品的收集、分離(分離成油、氣、水和雜質(zhì)),以及油、氣、凝析的計算和預(yù)處理設(shè)備和實施(如輸送設(shè)備、儲油設(shè)備等)、(6)海上油氣田開采設(shè)備(叢式井固定平臺、固定式平臺基礎(chǔ)等)(7)機修廠設(shè)備(8)動力設(shè)備。[2]
其中井的開采設(shè)備是非常關(guān)鍵的,油氣開采的效率在很大程度上是由開采的設(shè)備來決定的,而現(xiàn)在的抽油設(shè)備的效率普遍不高,因此提升采油氣機械的性能是十分必要的,了解采油氣機械的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀是研究采油氣機械最基礎(chǔ)的一步,本來檢索了大量的資料,撰寫了采油氣機械的國內(nèi)外發(fā)展情況及趨勢,希望對采油氣機械的研究有所幫助。
二、采油氣機械國內(nèi)外發(fā)展情況
采油氣機械的國內(nèi)外發(fā)展情況總結(jié)起來就是:對于海上的石油機械裝備而言,國內(nèi)外還存在著較大的差距,即國外的技術(shù)水平明顯比國內(nèi)要發(fā)達,因此我國在海上油氣采集方面還是比較欠缺的。而對于陸上油氣采集而言,國內(nèi)外水平基本持平,即國內(nèi)外的發(fā)展基本處于同一起跑線,或國外較國內(nèi)技術(shù)略先進些,這也決定了我國的油氣采集對象主要在陸上。國內(nèi)外均重視抽油機、抽油桿、抽油泵的發(fā)展,國內(nèi)發(fā)展速度很快,大步追趕國外水平,國內(nèi)主要提高采油氣機械的適應(yīng)性,國外主要向自動化、智能化、高效節(jié)能等方向發(fā)展,國內(nèi)正在從技術(shù)進口向自主創(chuàng)新方面發(fā)展,我國采油氣機械中的抽油機、 抽油桿、 抽油泵生產(chǎn)量較大,在滿足國內(nèi)需求的同時,還可以大量出口,近幾年,我國生產(chǎn)的石油機械水平在不斷提升,質(zhì)量明顯提高,但是由于我國石油機械設(shè)備更新較慢,對于一些裝備仍需要依靠進口,因此,我國還不能稱為采油機械設(shè)備制造的強國,而只能說是生產(chǎn)大國。[3]
當今世界主要的油田服務(wù)公司有哈里伯頓、斯倫貝謝、貝克休斯等,這些公司的采油氣裝備都非常先進,掌握著核心技術(shù),這對我國采油氣機械的發(fā)展還是有一定影響的:一是其搶占了很大一部分市場,二是使我國的采油機械競爭力下降,這些都是我國在研究采油氣機械時所不得不面對的問題。
三、我國采油氣機械的發(fā)展方向
采油氣機械的發(fā)展需要遵循正確的方向,當今計算機、自動化、電氣、材料、國家政策、社會因素等對采油機械的發(fā)展均具有影響,因此只有把握住正確的方向,才能使我國采油氣機械的發(fā)展更加健康、快速,同時與石油工程更好的結(jié)合。
(一)環(huán)境友好
十八大以來,國家加大了對環(huán)境的治理,因此我國采油氣機械在未來會向著節(jié)能、高效、環(huán)保的方向發(fā)展。對于抽油機來說無功補償、改造、減小沖次,應(yīng)用小抽油桿及小泵徑等都可以達到節(jié)能的目的。節(jié)能抽油機解決了常見的抽油機耗電量大的問題,減少了環(huán)境污染,并降低了采油成本,提高了采油效率。例如武漢江漢石油機械有限公司研制的新型無游梁式抽油機 ZXCY 系列抽油機,其結(jié)構(gòu)內(nèi)無傳動裝置,但是仍然可以實現(xiàn)電能向機械能的轉(zhuǎn)變,其直線運動方式也與傳統(tǒng)方式不同。它適用于超深井、間抽井、斜直井等,擴大了抽油機的適用范圍。[4]
(二)提高技術(shù)創(chuàng)新
我國的采油氣機械與國外的主要差別在于技術(shù)創(chuàng)新水平,要想縮短與國外的差距,發(fā)展技術(shù)創(chuàng)新是重中之重。技術(shù)創(chuàng)新是石油機械企業(yè)得以生存和發(fā)展的本質(zhì)所在,技術(shù)創(chuàng)新是 石油機械企業(yè)實現(xiàn)高效益的有效手段。[5]因此采油氣機械公司為了實現(xiàn)公司利益最大化,也會向技術(shù)創(chuàng)新方向發(fā)展。但是提高技術(shù)創(chuàng)新水平并不是一朝一夕的事,它需要一個循序漸進的過程,國家近幾年也大力支持全民創(chuàng)新,在大環(huán)境下,相信采油氣機械的整體技術(shù)創(chuàng)新水平會有所提高。
(三)拓寬各種機械采油方法的適應(yīng)范圍
當今的油井條件趨于復(fù)雜化,高溫高壓、出砂油藏、稠油油藏、深抽井、高油氣比井、斜井、偏磨井、腐蝕性油井等不斷增多,原來單一的采油氣機械已不能滿足這些特殊油井的開采需求,因此更加具有適應(yīng)性的采油氣機械是今后發(fā)展的主要趨勢。如特殊型泵的研制,可以適應(yīng)高油氣比、出砂和稠油等特殊井況。
(四)提高耐久性及使用壽命
由于井況的復(fù)雜性不斷提高,采油氣機械在使用時遇到的問題也越來越多,磨損、腐蝕等不斷降低機械的耐久性及使用壽命,這無疑會增加油氣井的成本。國內(nèi)外各大石油機械公司、工程服務(wù)公司也在不斷探索新材料、新結(jié)構(gòu)等,以提高機械的使用壽命,除此之外,定期的維護也是必不可少的。
四、結(jié)語
深刻認識采油氣機械的發(fā)展及趨勢是發(fā)展我國石油工程的關(guān)鍵。我國現(xiàn)在的技術(shù)水平雖然部分達到國際領(lǐng)先水平,但是短板還是十分明顯的,為了獲得長足的發(fā)展,還需要夯實基礎(chǔ),結(jié)合正確的發(fā)展方向,進行技術(shù)創(chuàng)新,除此之外,對傳統(tǒng)工藝的提升也是必不可少的。國際各界對于石油方面研究的投入是有目共睹的,我國也要加強石油機械方面的投入,才能不落后于國際浪潮,但肯定的是,我國采油氣機械的發(fā)展會越來越好,也會趨于完善。(作者單位:西安石油大學機械工程學院)
參考文獻:
[1]任曉娟.石油工業(yè)概論[M].北京:中國石化出版社,2012,7-17
[2]李繼康.石油和天然氣開采機械設(shè)備[M].北京:石油工業(yè)出版社,1991,6-14
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[4]侯尚俊.淺談油田機械采油工藝技術(shù)[J].工程技術(shù),2012(03):120-122
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