03：我国钻机问题

我国钻机方面的一些问题以及钻机发展的趋势,很好

石油钻机的有关问题作者：马家骥

2013年10月12日

我国钻机方面的一些问题以及钻机发展的趋势,很好

一、我国石油钻机发展历程经过六十年的努力，我国从钻机进口国，已成为钻机出口国，产品出口到美洲、非洲、中东、亚太等国家和地区。特别是以成套钻机、顶驱、钻井泵批量出口北美市场，标志着我国已成为继美国之后又一个钻机制造大国。

2005-2009我国钻修机生产与出口情况生产 3520台出口 2371台出口占比 0.67

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表1年份1878 1907 1909 1940 1953 1957 1959 1966 1970

石油钻机发展历程石油钻机发展历程在台湾引进美国蒸汽驱动顿钻钻机在延长引进日本蒸汽驱动顿钻钻机在独山子引进俄国顿钻钻机开始引进德国、美国的转盘钻机引进前苏联5д、бу-40等钻机太原矿山机器厂成功бу-40钻机兰石厂仿制成功5д钻机命名为130-1兰石厂研制锥齿轮万向轴并车4000m钻机兰石厂生产锥齿轮万向轴并车3200m钻机(130-2)引进罗马尼亚F320(6000m)钻机在北京召开钻机座谈会确定生产胶带并车的大庆-I型钻机以兰石厂为主机厂生产20台大庆I型钻机颁布GB1806“钻机型式与基本参数”国家标准 ZJ45J钻机通过鉴定 ZJ45钻机通过鉴定 ZJ60D钻机通过鉴定 2010宝鸡12000m钻机通过鉴定，宏华行星减速9000m钻机出口俄罗斯；宝鸡出口阿联酋大轮胎拖挂5000m钻机 2002 2002 2003 2004 2005 2006 2007

年份1989 1996 1997 1998 1999

石油钻机发展历程ZJ45D丛式井钻机通过鉴定 ZJ60D沙漠电驱动钻机通过鉴定 ZJ20K钻机去加拿大打井宝鸡成功研制50D钻机 GW-1000型大模块钻机通过验收南阳3000m车装钻机面世(累计共生产 500余台)四川宏华ZJ40DBS钻机通过鉴定宏华五台ZJ70D钻机出口乌兹别克斯坦宏华向乌兹别克出口10台ZJ50DBS钻机南阳3000M车装钻机出口俄罗斯宏华向NABORS出口交流变频电驱动钻机；宝鸡厂多次向美国出口50D钻机四机厂开始出口BE钻机宝鸡9000m钻机通过鉴定钻机。06-07宝鸡厂向美国NABORS等公司出口70DBS钻机；宏华9000m钻机出口印尼；

1974 1975 1979 1980 1985 1987

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表2给出了我国和国外近年生产钻修机统计。表2

05中国国外340

06688

07840

08953

09699

10583

11

12

合计

782 753 5575

536 751半年 512数据表明我国已成为陆地钻修机生产大国

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历年钻修机生产统计

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中国石油天然气钻机出口规模统计石油天然气钻机石油天然气钻机零件

出口额合计 (万美元) 7510.7 19727.5 24048.9 28601.4 36199.9 49853.5 116878.

年份

出口量 (台)

均价

出口额

出口量 (万吨) 1.58 2.78 3.17 3.91 4.46 6.96 12.34

出口额 (万美元) 5522.4 8421.5 9657.2 14765.4 20544.2 31241 63108.6

(万美元/台) (万美元) 58.48 89.02 369.02 212.86 107.97 148.9 107.54 1988.3 11306 14391.7 13836 15655.7 18612.5 53770.3

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

34 127 39 65 145 125 500

9 147143. 2007 748 89.83 67195.7 13.86 79948 7 218528. 2008 731 126.51 92480.9 19.67 126047.9 8 158515. 2009 267 195.21 52120.3 14.89 106395.4 7

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二、石油钻机标准问题1、借鉴美国先进技术、符合AP1规范形成我国成套钻机标准。确定机械钻机以链条并车为基本型。

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2、钻机主要特点：较好满足钻井工艺要求(1)具体借鉴的National公司①市场容量大 1973年美国286个陆地和40个海洋钻井公司使用 1891台钻机中，八大钻机公司占90%,其中National公司最多。公司 Natio nal 30.8 Emsc o 13.9 Ideco Oilwe ll 8.25 MidConti nent 8.25 Wilso n 7.15 C-D Brew ster 4.85

百分比

10.7

5.15

另据“油气杂志”1978年9月一期中估计，全美78年共生产330台钻机National占一半。

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②比较好体现美国钻机作业效率高的特点 a、绞车功率大为适应提高起下钻效率要求，进入上一世纪70年代，国民器材公司绞车功率均有提高。表5国民器材公司绞车功率变化情况(单位：马力)

型号原来改进后

110M 1375 1500

1320M 1800 2000

1625M 2500 3000

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美国国民器材1320钻机绞车起升性能图

1320-M绞车高挡提升速度为2.45m/s

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b、井深越深配备功率越大绞车型号 80B 110M 1500 4877 31.25 1320M 2000 6096 32.8 1625M 3000 7621 39.36输入功率(马力) 1000名义钻深(米)马力/百米 3658 27.33

③兰石厂于83年引进了National的1320UE与1625UE设计制造技术。

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(2)79年标准①作业能力强(与已有钻机比较) ZJ32 (ZJ40)最大钩载 (吨)底座高度 (米) 225 5д(130-1) ZJ60 (ZJ70) 450 F320

160

320

5.6、7.5

2.2 7.5、9、10.5、 12 (大庆I型4.4)

6.7

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a、最大钩载

通过增加滑轮绳数，并以更低起升速度工作，大部分绞车能够提起相当于2-3倍名义钻柱重的套管柱。采用特级犁钢钢芯钢丝绳和API游动效率确定的大钩最大载荷钢丝绳直径(英寸)破断拉力(吨)绳系 6安全系数 2 3 8 2 3 10 2 3 12 2 3 14 2 3 16 2 3 18 2 3 123 81.8 158.6 106 191 127 222 147 252 168 273 182 297 198 154.5 103 200 133 240 160 278.6 186 311 207 343.6 229 374 250 190 127 245 163.6 295.5 197 342.7 228.6 382 255 422 281 460 306 228.6 152 295 197 354.5 236 411.8 274.5 459.5 306 507 338 552 368 271.3 181 350 233.6 421 281 488.6 326 556 371 602.7 402 656 437 314 209.5 405 270 487.7 325 566 377 631 421 698 465 760 506 364 242.7 470 313 565 376.8 656 437 732 488 808.6 539 880 587 414.5 275.5 534 356 642.7 428 746.4 496 849 566 919.5 613.6 1000 665 472 313 607.7 405.5 731.4 487.3 849.5 566 966 644 1046 698 1139 757

1 47

11/8 59

11/4 72.6

13/8 87.3

11/2 103.6

15/8 120

13/4 139

17/8 158.6

2 180

b、机械钻机采用电爬台，解决高钻台转盘动力上台问题。

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②作业效率高 a、绞车配备功率相同时，我国钻机钻深能力(此处指79年标准)小于或

等于美国国民器材标准。

钻机型号配备功率 (马力)名义钻深 (米)

ZJ32 1000 3200

80B 1000 3658

ZJ45 1500 4500

110M 1500 4800

ZJ60 2000 6000

1320M 2000 6096

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②作业效率高 b、配备钻井泵与动力机功率大(见表6、7)表6 5д 2×470大庆I型 2×600 ZJ32 (ZJ40) 2×1000 F320 2×1250 ZJ60 (ZJ70) 2×1600

配备功率大为喷射钻井和特殊井钻井提供设备条件。

表7

5д

大庆I型3×900

ZJ32 80B (ZJ40)3×900 3×525

ZJ45 (ZJ50)3×900

110M

ZJ60 F320 (ZJ70)4×900 4×870

1320

5×300

3×777

3×10 35

为配备大泵提供了动力条件。动力机配备过大，为液力传动钻机燃油消耗过大埋下隐患。

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美国各型钻机的主要配置

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(3)99年修订主要内容出于出口和对外承包钻井工程有利出发、参考美国其它公司绞车的钻深能力，适当增大了各级钻机的能力。ZJ32 79年 99年国民器材美国其他公司。 3200 4000 80B 3600 36004400 ZJ45 4500 5000 110M 4800 4900 ZJ60 6000 7000 1320 6000 61006700 ZJ80 8000 9000 1625 7620 9144

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3、成套钻机命名：名义钻深/最大钩载起升系统中的最大钩载和绞车功率，是钻机钻深能力的必要条件。因此，我国成套钻机的命名是借鉴国民器材绞车命名加最大钩载。体现了钻机的最基本的特征。特别是由于下大尺寸套管柱，需要生产加强型钻机时，主要特征即可在命名中体现。比如生产7000米加强型钻机，原钻机命名为ZJ70/4500.加强型钻机即为ZJ70/5850型。

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三、钻机名义钻深能力钻机的名义钻深是指井眼尺寸为81/2〃时，该钻机能钻达的井深。 1、钻机的起升系统功能直接影响钻机钻深能力。在钻机基本参数中的最大钩载、绞车额定功率、游动系统绳数和钢丝绳直径直接限定了钻机的名义钻深能力。而钻盘开口直径、钻井泵功率主要受井眼尺寸限定。比如在粗略估算钻机功率时，可见上述这些判断。 (1)对于起升能力，每1000英尺需要100马力。井深(米) 3000米 6000米 9000米 12000米绞车功率(马力) 1000马力 2000马力 3000马力 4000马力

(2)对于钻井泵功率，需要马力=10D2井眼尺寸(英寸) 81/2 121/4 171/2钻井泵功率(马力) 722.5 1500 3063

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2.钻机名义钻柱负荷的确定美国有关文章介绍，使用41/2〃钻杆的钻柱平均重量为30kg/m,此时钻杆重 27.5kg/m(18.5磅/英尺)二者之比为1.09.我国钻机标准规定使用5〃钻杆(重30kg/m),钻柱平均重量为36kg/m,二者之比为 1.2。实际钻柱重：完钻井眼尺寸8 1/2”使用牙轮钻头钻压为20t。按7柱6½”钻铤(考虑加扶正器)配，重123kg/m,总长192.15m,即9.15m×21根计算最大钻柱=30kg/m×名义井深+(123-30)kg/m×192.10m。实际结果见下表钻机名义井深(KM) 1.2倍 1 2 3 4 5 7 9 12 36 72 108 144 180 252 324 432 1.09倍

32.7 65.4 98.1 130.8 163.5 229 294.3 392.4实际 47.87 77.87 107.87 137.87 167.87 227.87 287.87 377.87

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/48ae.html