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國石化石油工程機械公司煤層氣鉆機運往印尼

概要:  中國石化石油工程機械公司四機廠生產的煤層氣鉆機將于8月20日運往印尼。隨后的3年中,印尼還將陸續從該廠進口煤層氣鉆機看包裝,驗收……最近一段時間,從印尼來的煤層氣鉆機驗收人員很忙?!拔覀兓?年,成功研制出鉆井效率高、搬遷速度快、鉆井深度可達1000米的地面煤層氣專用鉆機,首次出口,具有特別的意義?!彼臋C廠負責人說。立項:提高煤層氣開發的裝備水平煤層氣是煤層中自生自儲的非常規天然氣資源。在煤礦開采業,煤層氣(瓦斯)歷來被人們看作影響生產安全的因素,成為人們重點防護的對象。近年來,人們發現,這種“有害的因素”完全可以作為新型能源被大規模開發利用。在美國,煤層氣工業起步較早,科研人員根據煤層氣儲層特征、產出機理等方面與常規天然氣儲層的差異,研究開發出一整套適合煤層氣經濟開發的鉆井完井工藝技術。我國煤層氣鉆機應用雖然起步較早,但基本用于井下作業領域,用于保證煤礦開采的生產安全。為有效利用現有資源,國家發改委大力倡導開發利用煤層氣。資料顯示,我國煤層氣地質資源儲量為36.8萬億立方米,居世界第三位,目前探明地質儲量僅為預測儲量的0.74%?! 庥糜诿簩託饩?/div>
國石化石油工程機械公司煤層氣鉆機運往印尼

  中國石化石油工程機械公司四機廠生產的煤層氣鉆機將于8月20日運往印尼。隨后的3年中,印尼還將陸續從該廠進口煤層氣鉆機看包裝,驗收……最近一段時間,從印尼來的煤層氣鉆機驗收人員很忙。 “我們花了3年,成功研制出鉆井效率高、搬遷速度快、鉆井深度可達1000米的地面煤層氣專用鉆機,首次出口,具有特別的意義。”四機廠負責人說。 立項:提高煤層氣開發的裝備水平 煤層氣是煤層中自生自儲的非常規天然氣資源。在煤礦開采業,煤層氣(瓦斯) 歷來被人們看作影響生產安全的因素,成為人們重點防護的對象。 近年來,人們發現,這種“有害的因素”完全可以作為新型能源被大規模開發利用。在美國,煤層氣工業起步較早,科研人員根據煤層氣儲層特征、產出機理等方面與常規天然氣儲層的差異,研究開發出一整套適合煤層氣經濟開發的鉆井完井工藝技術。 我國煤層氣鉆機應用雖然起步較早,但基本用于井下作業領域,用于保證煤礦開采的生產安全。為有效利用現有資源,國家發改委大力倡導開發利用煤層氣。資料顯示,我國煤層氣地質資源儲量為36.8萬億立方米,居世界第三位,目前探明地質儲量僅為預測儲量的0.74%。
  國外用于煤層氣井的鉆機主要是鉆進效率高的車載鉆井設備。國內用于煤層氣的鉆機主要有石油鉆機、水源鉆機和煤田鉆機等。實踐表明,石油鉆機、水源鉆機和煤田鉆機不能很好地滿足煤層氣井的鉆井作業需要。國內企業開始大量引進國外先進鉆井設備,許多廠家也開展煤層氣裝備的研制工作。 江漢石油管理局與華東石油分公司共同調研,確定了煤層氣鉆機的總體方案、主要部件的結構形式和整機的技術參數,由四機廠負責鉆機的研制,由華東分公司負責研究鉆機的配套和鉆機的應用技術方案。 2009年4月21日,在湖北省荊州市,石油工程機械公司四機廠與華東分公司就煤層氣鉆機開發,簽訂了“地面煤層氣鉆機開發”項目合作意向書。 攻堅:不斷完善設計提升鉆機性能 “采用專用的煤層氣鉆機開采,是煤層氣發展的必然方向。使用專用煤層氣鉆機是提高煤層氣開發速度,以及降低開采成本的有效途徑。”該項目負責人說。 四機廠結合煤層地理環境和鉆井的特點,研制了煤層氣鉆機。這種新型的鉆機,采用全液壓頂驅技術,鉆井可使用空氣、泥漿和泡沫多種循環介質,應用多工藝鉆進技術。 為了給煤層氣鉆機的改進與配套提供依據,2010年9月,四機廠煤層氣鉆機完成樣機試制并進行了廠內試驗。2011年5~12月,在貴州省織金縣,煤層氣鉆機進行了工業性試驗???井是該鉆機打的第一口試驗井,在鉆進過程中,浮動頭密封不好、浮動阻力過大、液壓管鉗易損壞等問題出現。對此,四機廠研發人員通過現場應用情況和數據分析,在第一口試驗井完井時,完成了新型結構浮動頭和液壓特制B型鉗的試制,配套完成了鉆機參數儀和井架外接電源照明系統的試制。事實證明,在第二口井的試驗中,這些設計改進,提升了鉆機的性能。 織試1井是該鉆機打的第二口試驗井,是一口排采試驗探井,其鉆井、擴孔過程充分體現了專用鉆機的優勢。該鉆機的進給系統具有加壓能力,正常最大加壓力為140千牛,在織試1井的表層鉆進中,由于地層3米以下的石灰巖地層較硬,而開采用的是某種牙輪鉆頭,需要較大的鉆壓,鉆進才能有效進行。鉆機實際加壓120千牛,機械鉆速達1.37米/時。對普通鉆機來說,由于沒有加壓功能,同時鉆鋌等加重鉆具也沒有空間位置加裝,無法收到加壓的鉆井效果。鉆機的加壓功能在織試1井得到體現。 對比貴州省織金地區來說,普通鉆機打織1井的鉆速為2.11米/時,打織2井的鉆速為1.08米/時,打織3井的鉆速為0.81米/時。與普通鉆機相比,本專用鉆機打織5井的鉆速為5.99米/時,織試1井鉆速為6.07米/時,機械鉆速明顯高于普通鉆機。 創新:打破技術封鎖形成專有技術 油缸、動力頭、專用液壓閥是地面煤層氣鉆機的關鍵部件。“當時我們想從美國引進這些關鍵部件,但是美國相關企業實行技術封鎖,我們必須自己去研究。”四機廠高級工程師李勇說。
  在美國,購買專用液壓閥要到專業廠家訂制。四機廠研發人員找到美國某專業廠家設在上海的辦事處,沒想到對方開出了苛刻的條件:1套液壓閥定價22萬元,四機廠要保證連續3年每年訂購20套。 四機廠轉而尋求與德國一家公司合作。該閥在德國試制,由于沒有條件進行鉆機工況試驗,液壓閥回廠裝上鉆機后,第一次進行模擬工業性試驗,試驗結果和理論結果相差甚遠。 設計人員根據試驗結果,更改閥芯結構的設計方案,對閥芯進行修正加工,前后經過6次試驗,生產出了適合國內煤層氣開發的液壓閥。目前,四機廠在申請液壓閥的發明專利。 此后,四機廠研發人員通過研究負載敏感方向流量控制閥,解決系統憋壓問題;研究非對稱大流量液壓系統,掌握液壓非對稱流量回油控制方法;通過結構優化和受力分析,研制出新型箱式伸縮井架;掌握沖管氣、液密封關鍵技術,研制出新型隔環式動力頭密封裝置;掌握液壓升降同步技術,研制出新型高位自鎖液壓底盤。這些研究成果,讓首臺問世的ZJ10CZ煤層氣鉆機顯得“與眾不同”。 “未來,我們在提高鉆機自動化程度領域,還有很大空間。”項目組負責人說。 目前,為適應不同深度的煤層氣開發,合理使用煤層氣鉆機,該廠以“安全、智能、經濟、高效”為設計理念,繼續研制不同等級的多種系列煤層氣鉆機并實現批量生產,為國家非常規油氣資源開采做貢獻。

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