中國石化股份勝利油田分公司技術(shù)檢測中心

目前，我國修井機(jī)數(shù)量已達(dá)4,000余臺(tái)，其原因是我國東部油田大都已步入開發(fā)中、后期，采油難度越來越大，工藝井況條件越來越復(fù)雜，隨之而來的修井機(jī)任務(wù)也越加繁重。同時(shí)，由于西部油田的油井相對較深、自然環(huán)境嚴(yán)酷且復(fù)雜，因此每年在修井過程中的花費(fèi)高達(dá)上百億元，修井成本頗高，并存在對環(huán)境的潛在威脅。

電驅(qū)修井機(jī)節(jié)能環(huán)保成主流

從上世紀(jì)80年代引進(jìn)、消化國外先進(jìn)技術(shù)，到研制適合我國油田使用的修井機(jī)，大約經(jīng)過了20年時(shí)間。目前，我國石油機(jī)械制造廠生產(chǎn)的修井機(jī)不僅能滿足國內(nèi)市場需求，還可參與國際市場競爭?，F(xiàn)階段國內(nèi)常見的修井機(jī)主要有履帶式修井機(jī)和車載修井機(jī)。

履帶式修井機(jī)是由履帶拖拉機(jī)底盤改裝而成，是油井小修作業(yè)的重要設(shè)備。履帶式修井機(jī)一般不配帶井架，其動(dòng)力越野性好，適用于低洼泥濘地帶施工，缺點(diǎn)是移動(dòng)速度慢，工作效率低，需要專用設(shè)備進(jìn)行井位搬遷、立放井架作業(yè)，且耗能大、污染高，已無法適應(yīng)當(dāng)前節(jié)能環(huán)保需要。車載修井機(jī)也被稱為輪胎式修井機(jī)，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(jìn)入井場則會(huì)受到限制，越野性能差，需要鉆地錨、拉繃?yán)K等工具，是目前油田企業(yè)最常用的修井設(shè)備之一。

國內(nèi)最新研發(fā)的修井機(jī)主要有網(wǎng)電修井機(jī)、AC變頻驅(qū)動(dòng)修井機(jī)、液壓蓄能修井機(jī)和不壓井修井機(jī)。幾類修井機(jī)各有優(yōu)勢，其特點(diǎn)、性能也有明顯差異。網(wǎng)電修井機(jī)由于采用電力為動(dòng)力源，具有耗能低、排放少、噪聲小、維護(hù)成本低的特點(diǎn)。網(wǎng)電修井機(jī)有較強(qiáng)的承載能力與越野性能，操作簡單方便，可以降低司鉆勞動(dòng)強(qiáng)度，涵蓋自動(dòng)斷電保護(hù)、智能天車防碰等，防止因操作失誤而導(dǎo)致設(shè)備損壞情況的發(fā)生。

以柴油為動(dòng)力的修井機(jī)是修井作業(yè)的主力設(shè)備。在國家對節(jié)能環(huán)保要求嚴(yán)格的背景下，網(wǎng)電修井機(jī)將會(huì)是應(yīng)用趨勢。其中，油電雙動(dòng)力修井機(jī)是接下來一個(gè)過渡時(shí)期修井設(shè)備的主力。油電雙動(dòng)力修井機(jī)配備電機(jī)和柴油機(jī)兩套獨(dú)立動(dòng)力系統(tǒng)，依托油田電網(wǎng)使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)作為修井時(shí)的主要?jiǎng)恿Γ诓痪邆潆娋W(wǎng)條件或在搬遷路途行駛時(shí)，可使用柴油機(jī)作為修井動(dòng)力。未來，發(fā)展電驅(qū)修井機(jī)將是一個(gè)重要的方向，具有長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

新型修井機(jī)降本增效有妙招

常規(guī)修井機(jī)傳動(dòng)形式主要是柴油機(jī)和Allison液力變矩器。AC變頻驅(qū)動(dòng)形式的工作效率可達(dá)97%，柴油機(jī)功率要扣除輔機(jī)功率10%左右，液力變矩器最高效率在85%左右。就工作效率而言，AC變頻驅(qū)動(dòng)比常規(guī)修井機(jī)高，節(jié)能效果好。80t修井機(jī)可選354kW的柴油機(jī)滿足作業(yè)需求，或者也可采用270KW的AC變頻驅(qū)動(dòng)。從價(jià)格角度來分析，卡特匹勒柴油機(jī)和Allison液力變矩器主要部件均從美國進(jìn)口，約$100萬元。采用AC變頻驅(qū)動(dòng)形式達(dá)到同樣目的只需$50萬元。從油田每年需求量來分析，AC變頻驅(qū)動(dòng)每年可節(jié)約資金幾千萬元。

液壓蓄能修井機(jī)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(jī)。液壓蓄能修井機(jī)具有較高的節(jié)能效果，相較于以往的履帶式修井機(jī)，有以下優(yōu)點(diǎn)：每年可節(jié)省數(shù)十萬元能源費(fèi);環(huán)保效益好，噪音小，不會(huì)釋放黑煙或者石棉粉塵;液壓剎車效果好，有利于安全進(jìn)行作業(yè)生產(chǎn);鋼絲的磨損程度小，使用壽命達(dá)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?yán)K、穿大繩，在井場狹窄的區(qū)域，使用方便;操作簡單運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，使用壽命約為15年以上;搬遷安裝省時(shí)省力，僅搬家費(fèi)用每年液壓蓄能修井機(jī)比履帶式修井機(jī)節(jié)約近30萬元?？梢哉f，液壓蓄能修井機(jī)就是為了克服常規(guī)修井機(jī)的固有缺陷而研制的。

隨著對油氣深層次的開發(fā)，井下作業(yè)過程中使用的壓井液如何實(shí)現(xiàn)不危害油氣層，最大限度保持油氣層原始狀態(tài)成為當(dāng)前最大的挑戰(zhàn)。不壓井作業(yè)技術(shù)具有減少酸化、保護(hù)地層原始產(chǎn)能以及減少壓井成本等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已在國外得到廣泛使用。2002年我國首臺(tái)全液壓輔助式不壓井作業(yè)裝置投入現(xiàn)場使用，經(jīng)過10多年發(fā)展，目前國內(nèi)各油田已經(jīng)配有各種型號(hào)的國產(chǎn)不壓井作業(yè)裝置，總數(shù)超過100套，進(jìn)口設(shè)備13套，在全國各大油田進(jìn)行年作業(yè)量超過4,000井次。

不壓井修井機(jī)主傳動(dòng)采用液力機(jī)械傳動(dòng)，可在一定條件下隨外載變化而達(dá)到無級(jí)變速，具有極強(qiáng)的功率利用率。

此外，不壓井修井機(jī)越野性能良好，其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，可應(yīng)對惡劣路面;整體的井口裝置不僅結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，而且實(shí)踐操作極為便利，安全可靠性高。該裝置可作為一項(xiàng)保護(hù)油氣層的環(huán)保裝置大力推廣。

綜上所述，我國修井機(jī)制造技術(shù)、移運(yùn)性能有了較大提高，原來高耗能、高污染的傳統(tǒng)柴油修井機(jī)已經(jīng)不能適應(yīng)市場需要，而以電、液壓為動(dòng)力的修井機(jī)將會(huì)取而代之;隨著主機(jī)性能的不斷提升，與其相匹配的井口機(jī)具的機(jī)械化水平也會(huì)隨之增強(qiáng)。毋庸置疑，未來我國修井機(jī)將在科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，朝著完善可靠性、經(jīng)濟(jì)合理性、環(huán)保先進(jìn)性方向邁進(jìn)。