鉆井技術論文大全11篇

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（2）在開采超高壓鉆井時通常需要不斷提高鉆井的濃密度，以便能夠使地層壓力得以平衡，并保證鉆井液的穩定性。在提高濃密度后可能影響高粘度及高密度鉆井液除氣效果，井控時難以有效分離毫米級的氣泡，由于無法及時進行除氣，所以極易造成井噴。

（3）在壓力較高的油氣層中實施開采中作業時，鉆井常會出現溢流問題，在井控時通常需要關井。如關井立壓過大，則鉆井泵所承受的壓力也在變大，在鉆井泵無法承受立壓時，壓井作業就無法正常進行，這也會對井控作業的安全性造成影響。

二、井控安全技術在鉆井過程中的應用分析

1.井控難點

某油田中的鉆井共有890口，油藏儲層埋深為1500m-2500m，天然氣儲藏埋深為2850m-3650m，油氣儲層具有滲透率低、連通性差及巖性致密的特點，屬于低豐度、低滲油氣藏。由于該油藏的地層壓力較大，如在井控作業中沒有重視采用安全技術控制溢流或油氣侵的發生，則有可能引起重大安全事故。例如，該油氣田中的12H井發生了井噴事故，鉆井深度為3567m，關井時套壓為15.7MPa，需要采用有效的井控安全技術恢復井下的壓力平衡。

2.井控安全技術應用情況

（1）改善井控設備控制能力

改善井控設備控制能力是提高井控安全性的有效措施。該油田在改善井控設備所具有的控制能力時采用了以下技術：1）油田中34H井的節流閥存在反應遲鈍、響應速度慢等問題，了解節流閥及鉆井實際情況后對節流閥的結構進行優化，并同時配備了與節流閥相適應的硬質合金保護套，經改造后有效提高了節流閥的精度、強度及抗腐蝕能力，目前該井未發生井涌或井噴事故。2）該油田中的76H井為高壓鉆井，在實施井控作業時利用了U形分離裝置代替原有的傳統液位分離器，采用U形分離裝置前天然氣的處理量為450×103m3，應用U形分離裝置后處理量為670×103m3，有效保障了井控安全。3）油田中的部分高密度井存在配備鉆井液速度較慢的問題，為提高配備速度，在此類鉆井中應用了氣動加重井控裝置。應用加重裝置后有效提高了鉆井效率，縮短了作業人員在井下等待的時間，同時也有效提高了井控的安全性[3]。

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1 前言

設備是企業的重要支柱之一，設備的生產能力對企業可持續發展起著至關重要的作用[1]。俗話說“一流的設備才能加工出一流的產品”，要想保持設備的良好狀態，則必須要有一流的設備管理。在石油鉆井行業，鉆井設備種類多而雜，使用過程中會產生許許多多的數據，如何管理好這些數據是一項重要的工作。在過去，主要依賴人工填寫紙質資料來處理這些數據，后來發展到計算機軟件管理。由于石油行業鉆井施工的分散性和流動性石油，使用設備管理計算機軟件也存在一些難題，設備的信息僅集中在后勤機關部門，沒有延伸到野外施工的鉆井隊一級，這種情況使得設備數據庫中的數據不能與現場數據進行實現實時更新。

為了更好地做好鉆井設備管理工作，江蘇油田信息中心開發了基于數據中心的鉆井設備信息管理系統，實現了鉆井設備管理的信息化、網絡化。

2 解決方案

2.1設計思路

開發一個鉆井設備信息管理系統，利用無線傳輸技術，將系統延伸到鉆井隊。后勤設備管理部門負責采集設備靜態信息——設備基本信息，鉆井隊和維修部門負責錄入設備維修信息，所有數據集中保存到基地數據中心，實現野外鉆井隊和后勤基地數據共享。

2.2功能設計

按照功能，將鉆井設備信息管理系統劃分為數據采集、生成報表、數據查詢、代碼維護、用戶配置等，具體實現以下目的：

（1）數據采集

實現鉆井設備信息的采集，具體分為靜態信息和動態信息，靜態信息是指設備基本屬性，動態信息是指設備使用信息和維修信息。

（2）生成報表

根據用戶輸入的查詢條件，按照給定的模版自動生成一定格式的報表，供用戶進行下載和打印論文格式模板。

（3）數據查詢

供用戶使用不同的條件查詢設備的靜態信息和動態信息。

（4）代碼維護

管理人員可以對設備類別等代碼進行擴展維護。

（5）用戶配置

管理人員可以對各類用戶進行授權配置，使不同的用戶能夠操作不同的數據石油，從而保證系統的信息安全。

系統的結構組成見圖1。

圖1 系統結構組成示意圖

3 系統功能實現

3.1軟件設計

在石油行業，進行鉆井施工作業的鉆井隊具有分散性和流動性的特點，如果采用常規的安裝計算機軟件的方法，將導致軟件維護升級工作難度非常大。為了避免這個問題，采用了基于Web的形式，即B/S模式。

3.2編碼

鉆井隊用到的設備類型多而雜，每一種設備需要關注的屬性也不一樣，為了解決這個問題，采用了編碼的方法。

（1） 鉆井設備類型編碼

對油田用到的所有鉆井設備進行分類，然后進行編碼，具體情況見表1。

 

鉆井設備代碼

鉆井設備名稱

0100

鉆機組成部件

0101

井架

0102

天車

0103

游動滑車

……

……

0200

工程設備

0201

鉆井泵

0202

柴油機

0203

壓風機

……

……

0300

鉆井液設備

0301

振動篩

0302

除砂器

0303

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1.凍結法與鉆井法鑿井介紹立井井筒工程是礦井建設的關鍵工程。我國立井井筒的主要特點是井筒深度大、斷面積大、表土層厚、水文地質條件復雜，導致其施工難度大、施工技術復雜、施工周期長。立井井筒表土段施工方法是由表土層的地質及水文條件決定的。立井井筒穿過的表土層，按其掘砌施工的難易程度分為穩定表土層和不穩定表土層。在不穩定表土層中施工立井井筒，用普通的施工方法是不可以通過其表土層的，必須采用特殊的施工方法，如凍結法、鉆井法、沉井法、注漿法、和帷幕法等。我國目前主要以凍結法和鉆井法為主。

凍結法鑿井就是在井筒掘進之前，在井筒周圍鉆凍結孔，用人工制冷的方法將井筒周圍的不穩定表土層和風化巖層凍結成一個封閉的凍結圈。以防止水或流砂涌入井筒抵抗地壓，然后在凍結圈的保護下掘砌井筒。待掘砌到預計的深度后，停止凍結，進行拔管和充填工作。鉆井法是用鉆頭刀具破碎巖石，用洗井液進行洗井排渣和護壁，直到將井筒鉆到設計直徑和深度后，進行支護的機械化鑿井方法。

2主要施工設備工作原理分析2.1凍結法人工制冷設備凍結法鑿井分為鉆凍結孔、形成凍結壁和井筒掘砌三大工序。首先在未開鑿的井筒周圍打一定數量的凍結孔，其深度穿過不穩定巖層進入穩定巖層，在孔內安裝凍結器。

形成凍結壁是凍結法鑿井的中心環節，是巖層冷凍的結果。人工制冷是通過凍結站的氨循環系統、鹽水循環系統、和冷卻水循環系統來實現的。通常使用氨作為制冷劑。利用氨由液態變為氣態吸熱的原理達到制冷。液態氨吸收蒸發器周圍鹽水的熱量，變為飽和氣態氨，經壓縮器壓縮變為過熱蒸汽氨，進入冷凝器中與冷卻水進行熱交換，又變為液態氨，經調節閥降壓后成為低壓、地溫的液態氨，回到蒸發器中重新汽化，構成氨的循環系統。

2.2鉆井法鑿井主要鉆井設備鉆井法鑿井的鉆井設備主要為鉆井機，鉆井機由多套設備組成，各設備的構造由鉆井工藝確定，按設備所起作用不同分為以下幾個系統：

鉆具系統設備。包括鉆頭和鉆桿，它們的主要功用是使鉆頭在旋轉中破碎工作面的巖石。

旋轉系統設備。包括轉盤及傳動裝置、方鉆桿。它們的功用是，電動機或液壓馬達驅動轉盤產生旋轉扭矩并經方鉆桿傳給鉆桿和鉆頭，使鉆頭旋轉。

提吊系統設備。包括鉆塔、絞車、復滑輪組、大溝。主要用于提升和下放鉆具。正常鉆進時，提吊鉆具、控制鉆壓并調節給進速度；砌井時，提吊下方井壁。

洗井系統設備。免費論文。洗井系統設備主要有水龍頭、壓氣排液器、排漿管和排漿槽，在地面還有沉淀凈化、清除巖渣和空氣壓縮機等輔助設備。它們的功用是產生洗井液循環的動力，造成洗井液的循環；使洗井液及時清除鉆頭破碎的巖渣，避免刀具重復破碎巖渣，提高鉆井速度和效率；對刀具進行沖洗和冷卻。

輔助設備。包括鉆臺車、封口平車、龍門吊車和氣動卡瓦等。

3施工技術對比3.1凍結法施工特點凍結法施工其主要的技術包括冷凍站的安裝、鉆孔的施工、井筒凍結、井筒掘砌,在復雜和特殊地層施工中具有很大的優越性:

(1) 支護結構靈活、易控制。可根據不同地質條件、環境及場地條件靈活布置凍結孔、調節冷媒水的溫度,從而獲得高質量的凍土帷幕,特殊情況下還可以采用液氮進行快速搶險,與鹽溶液人工凍結法相比,液氮人工凍結法具有溫度低、凍結速度快、凍結強度高、無污染等優點。同時可通過地溫監測指導施工,符合現代信息化施工的要求。

(2) 適應性強。它適應于各種復雜地質及水文地質條件下的任何含水地層的土層加固,并且基本不受基坑形式、平面尺寸和深度的影響。

(3) 隔水性好。它本身就是地下水的控制系統,防滲性能是其它施工方法無法相比的。免費論文。

(4) 對環境影響小。它充分利用土體自身的特點,材料是土體本身,對地下水及周圍環境無污染,凍結壁解凍后,凍結管可回收,地下土層恢復原狀,對地下工程較為有利。

(5)缺點是存在鉆機性能跟不上要求、制冷系統跟不上要求、凍結壁強度不夠、井壁結構設計不合理等問題，導致產生斷管等重大事故。免費論文。

3.2鉆井法施工特點鉆井法施工主要工藝過程包括井筒的鉆進、泥漿洗井護壁、下沉預制井壁和壁后注漿固井等。

(1)鉆井法實現地面作業或遠距離控制操作，徹底改變了普通鑿井法打眼放炮的井下作業方式，從根本上改善了鑿井工人的勞動條件和安全條件。

(2)施工機械化。鉆井法均實現了鑿井工藝綜合機械化和部分工藝自動化，使鑿井工人從繁重的體力勞動中解脫出來。由于鉆井速度快，勞動生產率高，降低了工程成本，建井投資費用比普通鑿井法低15%~40%。

(3)立井建井法采用地面預制鋼筋混凝土井壁，井壁強度高，質量好、減少了井筒的維護和排水費用。

(4)鉆井法不但能鉆鑿不穩定的松軟巖層，而且能鉆鑿穩定的硬巖層。可以鉆鑿立井、斜井，也可以鉆鑿地下的垂直、傾斜巷道。

(5) 在鉆井法施工中也存在一些問題，例如成井偏斜率大，生鉆頭、刀盤、滾刀、吸收器及風管等物意外掉落井內，在不穩定地層中、松散的流沙及砂礫層中易出現塌幫。

4 　結論通過對兩種特殊鑿井法的比較可知,兩種鑿井法各有利弊,實踐中要結合各地層的具體情況,合理地使用兩種鑿井法。凍結法施工不受井筒直徑和深度的限制，在深厚表土層中建鑿井筒時得到廣泛應用,同時還應用到建設斜井、水利工程、地下鐵道、過江隧道等工程。鉆井法在高層建筑樁基礎、大橋墩樁、高架公路基墩工程中也有廣泛應用。

參考文獻

【1】王建平,靖洪文,劉志強.礦山建設工程[M].中國礦業大學出版社.2007.

【2】汪正云．鉆井法與凍結法鑿井技術對比研究[J]．山東煤炭科技，2008，(4)．

【3】趙士弘，馬芝文.特殊鑿井[M].中國礦業大學出版社.1993

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連續油管（coiled tubing，簡稱CT）是相對于常規單根螺紋連接油管而言的，又稱為撓性油管、蛇形管或盤管，是油田鉆井、完井、試油、采油、修井和集輸等領域中重要的作業裝備。進入21世紀以來，隨著全球能源的緊張局勢，國外的連續油管得到了飛速的發展，在在性能、規格、長度等方面都有很大提高，新型連續油管作業機性能的改進使得連續油管的應用更為廣泛，連續油管在國內的應用處在初級階段，具有很大的發展空間。本論文對連續油管的技術優勢做了詳細的分析，并對其焊接方法做了詳細的闡述。

1.連續油管的技術優勢

1.1降低鉆井作業成本。美國應用小井眼連續油管技術鉆井的成本目標是比現在常規鉆井技術節省40%，50%的開支，最大深度1828.8m。原西德克隆斯用常規技術鉆一口1524m油井的總成本為25―35萬美元，而用小井眼連續油管鉆井的成本為15萬美元。

1.2適用于高壓油層和欠平衡壓力鉆井。常規欠平衡鉆井作業過程中，由于連接單根油管時暫停鉆機液循環，對油藏造成壓力波動，同時，停泵后會形成巖屑墊層，而連續油管無需連接單根油管，因而能保持井底壓力穩定，不會對地層產生外來的壓力波動，也可以避免出現巖屑墊層。

另外還能減少鉆井事故，節省鉆井液循環時間;更適用于鉆小井眼井、老井側鉆、老井加深;有利于提高自動化水平;連續油管內可以放置電纜，有利于實現自動控制和隨鉆測量;保護油藏。

從以上幾個方面來看，用連續油管鉆井其技術經濟指標是比較先進的，也減少了對環境的污染，這是符合節能環保的技術。連續油管技術之所以能迅速發展，還因為它的技術裝備有了很大的進步，達到了現代化水平。

2.連續油管的應用分析

連續油管作業技術應用最初開始于二十世紀60年代，90年代開始向更多的領域推廣應用。隨著常規作業項目穩步發展，新開發的作業項目迅速增加。通過相關的調查研究我們可以得出，作為主要常規作業項目的連續油管注氮、洗井和注酸共占連續油管作業量的75%，其中僅洗井一項就占了58%。以下為連續油管鉆井的應用范圍：

2.1軟地層小井眼直井;

2.2水平井欠平衡重鉆井;

2.3在不用永久性安裝鉆井設備的海上平臺或浮動生產設施上鉆井;

2.4 在88.9mm或更大直徑油管中過油管鉆井;

2.5加深井鉆井;

2.6探井;

2.7淺層氣救援井（降壓井）;

2.8淺層氣無基座鉆井;

2.9郊區或環境敏感區（降低噪音、場地限制、 防止漫濺、光學干擾）鉆井;

2.10老井重入、邊遠地區勘探、邊際油田開發。

3.連續油管焊接的要求

由于連續油管通常用于井下作業，工況條件極其惡劣，要承受高強度的拉伸，擠壓，扭轉和彎曲。其內表面一般用于傳送高速的帶有高腐蝕性的油，泥漿和液等液體，對內表面的磨損非常嚴重。連續油管新用途的開發應用，例如測井、射孔、裸眼鉆井、高壓井的修井作業和永久性井下安裝。以及作業的井口壓力不斷增大，現在連續油管則需要在井口壓力高達10000 psi的井中進行施工應用。因此，對連續油管的材質提出了更為苛刻的要求。雖然復合材料連續油管具有幾乎無限長的疲勞壽命，重量較輕，且能夠抵御20000 psi的內壓，但是其制造費用太高，使其難以投入常規連續油管作業服務市場的應用。或許這種復合材料連續油管將只能在采用常規連續油管不能夠實施作業的用途中得以應用。

對連續油管補焊接頭的性能要求也隨著變得苛刻，焊接接頭的熱影響區時整個連續油管的薄弱環節，最容易在受到拉伸，擠壓等綜合作用力時，發生斷裂。焊縫強度與母材強度應滿足等強匹配原則。連續油管在井下作業中，管體要承受拉伸、壓縮、扭轉、流體內壓以及自重等多種力的作用。

4.連續油管焊接方法的選擇

4.1 焊接線能量

4.1.1TIG焊。焊接速度較慢，通過計算線能量較大，但可以通過背面銅墊的作用，有效降低線能量。

4.1.2等離子弧焊。等離子是一種壓縮程度很高的離子氣流，其方向性好，弧柱中心溫度可達8000～10000℃。能量密度高達105～106W/cm2。對于10～12mm厚度鋼材可不開坡口，能一次焊透雙面成型。

4.2焊縫成型

4.2.1TIG焊。TIG焊為單面焊雙面成型工藝，焊接參數選擇合適，焊縫正反面成型平整光滑，焊道寬度均在5～7mm 之間，而且反面為自由成型，有利于對接焊后續碾壓熱處理工作。

4.2.2等離子弧焊。等離子弧焊與TIG焊十分相似，它們的電弧都是在尖頭的鎢電極和工件之間形成的，能較好實現單面焊雙面自由成型。焊縫的深/寬比大，熱影響區窄，工件變形小，但具有小孔效應。

4.3飛濺情況

4.3.1TIG焊。熔池處于惰性氣體保護之下，而且惰性氣體不發生冶金反應，焊接過程穩定，電弧能量參數可精確控制，飛濺很小。

4.3.2等離子弧焊。焊接時熔池處于離子氣（氬氣形成的離子弧）和保護氣（保護熔池和焊縫不受空氣的有害作用主要為氬氣）的保護之下。形成溫度較低、沖擊力較小的等離子弧，焊接過程穩定，但設備比較復雜，氣體耗量大，只宜于室內焊接。

參考文獻：

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隨著鉆井技術的發展，勘探、開發、采油過程中人們對地下油藏的逐步認識，套管鉆井技術在大慶油田得到了研究與試驗。通過現場試驗，油層鉆遇情況、工期控制、成本控制等達到了預期效果，說明套管鉆井技術工藝的設計符合現場試驗要求。套管鉆井過程中，著重注意以下幾個方面問題：

1 套管鉆井應用的范圍

1.1 套管鉆井適用于油層埋藏深度比較穩定的油區。

由于套管鉆井完井后直接固井完井，然后射孔采油，沒有測井工藝對儲層深度的測量、儲層發育情況的評價，故此要求油層發育情況及埋藏深度必須穩定，這樣套管鉆井的深度設計才有了保證。

1.2 適用于發育穩定，地層傾角小的區域。

由于套管鉆井過程中不可避免地存在井斜，井斜影響結果就是導致完鉆井深和垂深存在差異，井斜越大，這種差異越大。而地層傾角的大小、裂縫、斷層等的發育情況，對井斜的影響起著重要作用。因此設計套管鉆井區域地層傾角要小，裂縫、斷層為不發育或欠發育，才有利于套管鉆井中井斜的控制。

2 套管鉆井中的準備條件

就位鉆機基座必須水平，為設備平穩運轉及鉆井過程中的防斜打直創造良好的條件。

套管鉆井中所選擇套管必須是梯形扣套管，因其絲扣最小抗拉強度是同規格型號圓形扣套管的2倍左右，能有效增大套管鉆井過程中的安全系數；其次梯形扣套管，便于操作過程中上卸扣鉆頭優選條件必須滿足施工中扭矩盡可能小，水馬力適中的原則。根據扭矩的情況，可以考慮選擇牙輪鉆頭和PDC鉆頭。因牙輪鉆頭數滾動鉆進，能有效減少轉盤及套管扭矩，但其要求鉆壓較大，不利于套管柱的防斜。PDC鉆頭需鉆壓小，一般（20-60KN），鉆進速度較快，套管柱所受彎曲應力小，扭矩小，符合選擇要求。在選擇鉆頭的同時，還要求選好水眼。水眼過小，總泵壓高，對套管內壁沖蝕嚴重，長時間高壓容易損壞套管；水眼過大，鉆頭處沖擊力低，將影響鉆井速度。

3 套管鉆井施工中需注意幾方面問題

3.1 井斜控制問題

套管鉆井過程中，井斜控制是首要問題，井斜直接影響到所鉆井眼的垂直深度。也就是說油層的埋藏深度與所鉆實際深度能否相穩合，關鍵取決于井斜。控制鉆壓10-30KN合理范圍內鉆進。由于套管鉆井時，套管柱中沒有鉆鋌和扶正器等，在加壓過程中，套管柱受壓極易彎曲導致井斜。因此鉆井過成中要嚴格控制鉆壓，從這個角度講，選擇PDC鉆頭更適合于套管鉆井。轉盤轉速控制為低轉速，一般控制在60-120r/min內，低轉速鉆進過程，有利于套管柱的穩定，有利于井斜的控制。井架基座安裝平直，保證開鉆井口垂直，加強中途測斜監控，一方面便于了解控制下部井斜控制情況，另一方面便于計算垂深。

3.2 套管保護問題

套管鉆井完井后，套管柱直接留在井內，因此對套管保護很重要。要使用套管絲扣膠。套管依靠絲扣密封，在套管鉆井過程中，要使用套管專用膠，保證絲扣部位密封可靠，聯接牢固。套管防腐問題。套管鉆進時，由于旋轉，外壁受到磨損，其外防腐層容易脫落。內壁受到鉆井液的沖刷，內防腐層也受到沖蝕。一是要求用于鉆井的套管，做好內外涂層防腐；二是鉆井中采用低轉速小鉆壓鉆進，有利于減少套管外壁的磨損，三是采用增大鉆頭水眼尺寸，降低管內泵壓，減少鉆井液對套管內壁的沖蝕。 轉貼于

3.3 鉆井參數控制

鉆壓控制在10-30KN。一是有利于防止套管彎曲引起井斜；二是有利于減少套管扭矩，防止鉆進過程中出現套管事故。

轉速控制壓60-120r/min。其優點是：①減少套管柱扭矩；②低轉速鉆進，有利于減輕套管柱外壁與井壁之間的磨損。

總泵壓控制在6-7MPa以內。一是減少鉆井液對套管柱內壁沖蝕；二是減少對回壓凡爾的沖蝕磨損。

3.4 完井工藝過程控制

鉆頭上部、套管柱底部安裝回壓凡爾，有利于固井施工后能實施敞壓侯凝。完鉆后要處理好鉆井液的粘切性能，并充分循環洗井，為提高固井質量做好準備。固井施工采用壓塞碰壓固井，碰壓后試壓，并盡可能敞壓侯凝。如果敞不住壓，可實施蹩壓侯凝，所蹩壓力為最大替壓三分之一左右，并分別在3小時后放掉50%，8小時后放盡。

4 結論與建議

4.1 套管鉆井在大慶地區目前適用于700米以內，且地層穩定區域。

4.2 由于受到井斜的影響，套管鉆井井深受到限制。如何擴大套管鉆井深度需要在鉆壓、轉速、鉆頭選型、施工工藝等各方面進一步優化。

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1.前言

在石油天然氣鉆井行業，就環境影響而言，鉆井液（鉆井泥漿）是最為顯著一個方面：配制鉆井液需要消耗大量的新鮮水，添加維持鉆井液性能化學藥劑，廢棄泥漿構成了最大的廢物流，甚至是環境負債，其中油基鉆井液（非水溶性鉆井液）礦物油相含的多環芳烴（PAH）是生物毒性主要來源。例如，在與厄瓜多爾石油二十年的聯營期結束后，根據政府按新的法規監督審計的結論，從按1995年開始，德士古石油公司（TexacoPetroleumCompany）花費4000萬美元，對161處泥漿池進行生態恢復，包括清理、換土、水處理、分析、植被恢復等多個環節。另一方面，鉆井液對提高鉆井效率、保護油氣藏、防治井噴事故起著不可或缺的作用。

按國際慣例，廢棄泥漿的環境責任由業主—油氣開發商承擔，盡管如此，對于專業的鉆井液公司，為主動保護環境、提升競爭力，開展專項清潔生產審核、實施清潔生產方案，依然十分必要。

2.審核重點與效果

2.1.產污節點分析

鉆井液的循環大致可以分為兩個部分，在地下是通過鉆桿、鉆頭高壓噴射到鉆遇層，而后攜帶巖屑從井筒返回地面。在地面則是經過一系列的固液分離、性能調整、增壓后重新進入地下。圖1是地面循環示意圖。在正常循環情況下，固液分離系統的固相物會將鉆井液帶出循環系統，造成了鉆井液的損失，或者說是廢棄鉆井液的形成。如在鉆進過程中調整鉆井液的性能、更換鉆井液配方、完井時，也會部分、甚至全部排放。

圖1鉆井液地面循環示意圖

根據現場實測數據，某口水平井累積配制鉆井液1940m，到完井時，累積排放200m，回收392m，井筒內留存144m，循環損失1200m。排放和循環損失合計1400m，價值達100萬元，占配置總量的72%，其中新鮮水780，鹵水653噸，柴油18噸，其他添加劑的綜合為327噸。

2.2.清潔生產方案

采用先進的堵漏工藝及材料，可顯著減少鉆井液在井筒內的漏失和降失水。投入防漏材料費用100萬元，防漏成功率85.91%，堵漏成功率78.79%。根據鉆遇的地質情況，每年可獲得經濟效益147萬元。

在保證性能、滿足鉆井生產的前提下，采用的新型劑有RT001、聚合醇，固體劑等替代柴油。年減少柴油2791噸的使用，價值1674萬元，扣除劑的費用后的凈效益達1346萬。

3.持續清潔生產

鉆井液公司的清潔生產水平滿足當前環境管理的要求，但與國際先進水平相比，還有一定的差距，應在以下幾個方面持續推進清潔生產：

通過減少基液的多環芳烴含量降低生物毒性。高芳烴柴油通常含有2~4%PAH，低毒礦物油的芳烴含量0.8%，二者的LC50介于0~0.25%。經特殊處理的礦物油芳烴含量遠遠小于0.1%，毒性微乎其微，LC50可達20%。

提高固控系統的分離效率。安裝干燥器可減少震動篩后的鉆屑上鉆井液損失89.5%，從原來的從34.2%降到3.61%，既可減少廢物的產生量，也顯著地節約鉆井液的費用。

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一、前言

隨著中國加入WTO和石油石化行業戰略性的重組改制，油田企業內外部環境發生了重大乃至轉折性變化，同時，國際能源需求逐年增加，石油產品價格不斷攀升，油田企業仍然面臨著巨大的成本管理壓力。在這種背景下，傳統的成本管理方法已經不能完全滿足現階段競爭環境下企業管理的要求，戰略成本管理應運而生。

戰略價值鏈分析是一種戰略性成本分析工具成本管理，是戰略成本管理的重要內容，融戰略管理、成本管理和價值管理于一體，包括行業價值鏈分析和企業內部價值鏈分析。運用戰略價值鏈分析企業價值鏈增值的過程，是提高企業國際競爭力的重要方法[1]。

基于以上對戰略價值鏈分析理論的認識，本文將油田企業界定為油氣開采企業，運用戰略價值鏈分析油田企業價值生成的過程及每一作業環節成本的投入，通過對價值增值關鍵環節的成本管理與成本控制來取得成本優勢，以實現油田企業價值最大化的戰略目標。

二、油田企業戰略價值鏈分析

(1) 油田企業行業價值鏈分析

油田企業行業價值鏈是指從油氣地質勘探到最終產品到達消費者手中直至報廢的全過程。行業價值鏈分析的目的在于識別企業在所處的行業價值鏈中的位置，以確定企業在行業競爭中的優劣勢。

油田企業不是孤立存在的個體，它處在一個價值系統中[2]，這個價值系統具體包括勘探、鉆井、集輸銷售以及同行業競爭對手等價值鏈作業環節；油田企業雖然處于油氣開采環節，但參與競爭要依靠其油氣生產的綜合成本，包括生產前的勘探、開發成本和生產后的煉化、銷售成本。油田企業行業價值鏈如下圖1所示：

圖1 油田企業行業價值鏈

油田企業由于其特殊的技術工程性，勘探、鉆井等價值環節由相應的工程技術服務公司完成，但是，技術上的聯系、經濟上的交易，使得這些作業環節消耗的資源成本管理，發生的成本，創造的中間價值，又都沿價值鏈轉移到最終油氣產品中。因此，油田企業核心競爭力不僅表現在某個價值環節上，更重要的是在其各個價值環節整合上產生的系統優勢論文下載。

(2) 油田企業內部價值鏈分析

油田企業內部價值鏈是指油田企業為創造產品價值而發生的一系列的作業活動，包括企業價值鏈與各業務單元價值鏈。

油田企業的油氣開采過程是一個需要多部門協作、對技術和設備要求高、成本消耗大的復雜的系統工程[3]。結合油田企業生產特點，按照油氣開采的工藝流程,將油田企業內部價值鏈各價值活動劃分為基本作業和輔助作業[4]。

基本作業包括注水、提液、油氣處理和井下作業；輔助作業包括油田物資采購、采油技術開發、相關配套運輸以及其他輔助生產等價值活動。油田企業內部價值鏈如下圖2所示：

圖2 油田企業內部價值鏈

三、戰略成本動因對油田企業戰略價值鏈影響

與傳統成本管理中的成本動因不同，戰略成本動因是指從戰略上對企業成本產生影響的驅動因素，與企業戰略價值鏈中價值活動相聯系的成本動因。戰略成本動因突破傳統成本分析的狹隘范圍，站在整體、長遠、宏觀、戰略的高度來分析企業成本的發生[5]。

本文將結合油田企業生產特點，分別分析結構性成本動因和執行性成本動因對油田企業戰略價值鏈的影響。

(1) 結構性成本動因對油田企業戰略價值鏈的影響

結構性成本動因是與企業基礎經濟結構有關的成本驅動因素，這些因素的形成通常需要較長的時間，而且一經確定往往很難變動，對企業成本的影響將是持久和深遠的，而且這些因素往往發生在生產之前，其支出屬于資本性支出，構成了以后生產產品的約束成本。

油田企業結構性成本動因一般包括石油行業發展形勢、油氣開采地理環境、油藏自然條件、國際化經營與縱向一體化、科技進步、油氣開發階段及國家財政政策。所有這些結構性成本動因都會對油田企業戰略價值鏈產生影響。譬如：油氣開采的地理環境、油藏自然條件會影響到油田開發的難易程度成本管理，加大油氣勘探、鉆井等過程中的作業量以及這些作業所消耗的資源。

(2) 執行性成本動因對油田企業戰略價值鏈的影響

執行性成本動因是與企業執行作業程序有關的成本動因，即影響企業成本結構和成本性態的驅動因素。

油田企業執行性成本動因一般包括資產管理、價值環節整合、投資方式抉擇、全面預算管理、全面質量管理、投資成本一體化、HSE管理體系以及全員參與管理。一旦結構性成本動因分析為執行性成本動因分析指明方向，成本管理的重點就應該放在執行性成本動因上。譬如：加強對油田企業固定資產管理可以降低單位油氣當量產品所負擔的折舊和其他固定費用，實現企業規模經濟。

總之，戰略成本動因與油田企業戰略價值鏈是緊密相關的。戰略價值鏈各價值活動的劃分以戰略成本動因為基礎，戰略成本動因以戰略價值鏈上各價值活動為載體。戰略價值鏈各價值活動受制于多個成本動因的影響，成本動因分析的目的就是要建立價值量與成本動因之間的數量關系，以實現對成本動因的有效控制。

四、油田企業戰略價值鏈分析模型的構建

單純的定性分析只能揭示戰略價值鏈各價值環節之間的關聯關系，但不能揭示各價值環節之間的優化空間[6]。本文擬建立油田企業行業價值鏈和企業內部價值鏈分析模型,其目的并不是為了油氣成本核算，而是要利用各價值活動的作業成本數據來分析各價值活動之間存在的內在聯系，尋找各價值活動之間的優化空間論文下載。

1)油田企業行業價值鏈分析模型的構建

依據油田企業行業價值鏈示意圖，考慮成本信息的可獲得性，針對勘探、鉆井、采油和集輸銷售四大價值作業環節，并通過下述矩陣形式表示：

注：表示生產噸油油氣產品所消耗的第i種價值作業的數量。表示所消耗的勘探作業量（噸可采儲量/噸油）；表示所消耗的鉆井作業量（米/噸油）；表示所消耗的采油作業量（噸油/噸油）；表示所消耗的集輸銷售作業量（噸油/噸油）。

根據作業成本法“產品消耗作業，作業消耗資源”基本原理，結合油田企業的成本核算，將油氣產品單位作業成本所消耗的資源具體定位在直接材料、電費、水費、人工、折舊和其他直接支出6類資源成本管理，用j=1,2,3,…，6表示，建立矩陣如下：

注: 表示第j種資源的價格，表示第1-6種資源的價格。

注：表示第i種作業單位作業成本費用。表示勘探單位作業成本費用；表示鉆井單位作業成本費用；表示采油單位作業成本費用；表示集輸銷售單位作業成本費用。

注：表示生產噸油油氣產品總成本；、、、分別表示噸油油氣產品生產消耗的勘探、鉆井、采油、集輸銷售作業成本。

2)油田企業內部價值鏈分析模型的構建

同理，依據油田企業內部價值鏈示意圖，根據成本信息的可獲取性，針對注水、提液、油氣處理、井下作業四大價值作業環節，并通過矩陣形式表示：

將采油活動單位作業成本所消耗的資源具體定位在直接材料、電費、水費、人工和其他直接支出5種資源，用j=1,2,…，5表示，建立矩陣如下：

注：表示第j種資源的價格。表示第1-5種資源的價格。

注：表示第i種作業的單位作業成本費用。表示注水單位作業成本費用；表示提液單位作業成本費用；表示油氣處理單位作業成本費用；表示井下作業單位作業成本費用。

注：表示單位油氣產品所消耗的總成本；、、、分別表示單位油氣產品生產所消耗的注水、提液、油氣處理、井下作業的作業成本。

五、油田企業戰略價值鏈分析模型的管理應用

本文以油田企業行業價值鏈管理應用為主，為了探尋其行業價值鏈各價值活動之間的優化空間，以中石化××油田企業財務報表數據資料為基礎。在進行數據處理時，根據上述對油田企業行業價值鏈的分析，將該油田企業各類消耗進行了重新分類與匯總，同時考慮了數據的可獲得性與數據統一性的要求，經整理后將其代入油田企業行業價值鏈分析模型成本管理，具體如下：

據此：

（1）

=15.03+180.85+218.63+12.35

=426.86（元/噸油）

在油田企業行業價值鏈勘探、鉆井、采油及集輸銷售四大價值作業活動中，油氣集輸銷售作業基本處于地面，與其他價值活動之間的關聯性較差；本文主要研究勘探、鉆井和采油價值作業環節之間的關系并尋找其優化空間，進而分析其對油田企業綜合成本的影響。

① 勘探與鉆井價值活動之間的優化分析

地質勘探是鉆井活動的前期準備活動，地質勘探對鉆井活動有著重要的影響，例如：鉆井的速度、質量以及進度都對勘探的準確性提出了很高的要求。通過對中石化××油田企業財務報表數據整理分析，運用曲線擬合勘探與鉆井作業成本之間的函數關系得：

（2）

代入公式（1）得：

(3)

對公式（3）求偏導得：

當時，=15.44元/噸油，=178.84元/噸油。

由此可知：當勘探作業成本費用最優解為15.44元/噸油時，鉆井作業成本費用最優解為178.84元/噸油；勘探作業成本費用最優解較原勘探作業成本費用高0.41元/噸油，但鉆井作業成本費用則低于原鉆井作業成本費用2.01元/噸油。假設采油和集輸銷售作業成本費用不變，仍為218.63元/噸油和12.35元/噸油，可使得生產噸油油氣產品的總成本下降1.6元/噸油，下降比例為0.4%。總之，價值鏈分析模型計算結果表明：勘探與鉆井價值活動之間存在著優化空間，通過控制勘探價值活動作業量或單位作業消耗資源數量可以影響鉆井價值活動作業量和作業消耗資源數量，有助于油氣生產總成本的降低。

② 鉆井與采油價值活動之間的優化分析

鉆井活動是采油活動的基礎成本管理，鉆井活動完成質量高低對采油活動有著重要的影響，譬如：井壁平滑及垂直度對采油過程中的注水、提液等存在密切關系。通過對中石化××油田企業財務報表中數據整理分析，運用曲線擬合鉆井與采油作業成本之間的函數關系得：

（4）

代入公式（1）得：

（5）

對公式（5）求偏導得：

當時，=182.93元/噸油，196.32元/噸油論文下載。

由此可知：當鉆井作業成本費用最優解為182.93元/噸油時，采油作業成本費用最優解為196.32元/噸油；鉆井作業成本費用最優解較原鉆井作業成本費用高2.08元/噸油，但采油作業成本費用則低于原采油作業成本費用22.31元/噸油。假設勘探和集輸銷售作業成本費用不變，仍為15.03元/噸油和12.35元/噸油，可使得生產噸油油氣產品總成本下降20.23元/噸油，下降比例為4.7%。總之，價值鏈分析模型計算結果表明：鉆井和采油價值活動之間存在著優化空間，通過控制鉆井價值活動作業量或單位作業消耗資源的數量可以影響采油價值活動作業量和作業消耗資源數量，有助于油氣生產總成本的降低。

同理，對于油田企業來說，注水、提液、油氣處理、井下作業是油田企業內部價值鏈上四大價值活動。在這四大價值活動中，油氣處理與其他三大價值環節存在一定的內在聯系，但由于油氣處理基本處于地面成本管理，因此本文主要尋找注水與提液、提液與井下作業之間的優化空間。因此，可以通過曲線擬合建立注水與提液、提液與井下作業成本之間的函數關系，尋找出各價值活動之間的優化空間，通過改變若干價值活動的量或單位作業消耗資源的數量，最終實現油田企業總成本的降低。

六、 結論

通過油田企業戰略價值鏈分析模型的管理應用，分析結果表明：油田企業戰略價值鏈價值活動之間確實存在著優化空間。因此，針對油田企業開展戰略價值鏈分析，不僅可以明確企業自身的優劣勢以及在產業中的位置或范圍，而且還可以結合戰略價值鏈各價值活動進行清晰的成本定位。同時，運用戰略價值鏈分析模型，尋找各價值鏈活動作業成本之間的函數關系，進行成本抉擇分析，以達到企業總成本降低和競爭力提升的目的。并從樹立基于價值鏈分析的戰略成本管理意識、實現投資成本一體化與上下游一體化經營等方面提出了油田企業戰略價值鏈分析的保障措施。當然，開展油田企業戰略價值鏈分析的管理應用要考慮數據的真實性、完整性和歷史性等因素的影響，還要結合詳細的戰略成本動因分析和戰略定位分析及相應的控制和改善措施來加以實現。

參考文獻

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[2]Krumwiede Kip R.ABC: why is tried and how it succeeds managementaccounting [M]. [S.L]: [S.N], 1998:32-38.

[3]國立華.我國石油企業實施戰略成本管理探討[J].黑龍江對外經貿,2009,7:82-89.

[4]郭春林.基于價值鏈分析的戰略成本管理[J].濮陽職業技術學院學報,2009,22(4):91-92.

篇（8）

作者單位：牟德強（勝利油田勝利動力機械集團有限公司，山東東營257032）

孫佳俊（勝利油田勝利動力機械集團有限公司，山東東營257032）

劉慶雷（勝利油田勝利動力機械集團有限公司，山東東營257032）

1前言

現在，油田鉆井使用柴油成本高，油田內部支持以氣代油節能減排，降本增效。同時，從油田反映使用雙燃料機組情況來看，減排和節支效果不太理想，更傾向于用純天然氣機組。開發鉆井動力用天然氣機的目的是在滿足鉆井動力性要求的情況下，利用天然氣作燃料，最大限度地降低鉆井成本，實現節能減排、清潔生產。如果鉆井動力用天然氣機經驗證性能可完全取代柴油機，那么會在油田進行全面普及，將開創油田鉆井新局面，使油田經濟效益和社會效益雙豐收。本文通過對一臺12V190天然氣機的性能對比試驗，模擬鉆井動力性能需求變化，系統研究了各工況機組參數變化，驗證了鉆井動力用天然氣機的可行性。通過優化配置和改善燃氣控制、調速等系統，初步確定和設計出適合鉆井動力用的天然氣機基本配置及型式。

2正文

2.1柴油機井隊應用現狀

大部分井隊配置3臺柴油機，驅動2臺泥漿泵、一臺發電機、轉盤和壓縮機，適合于“三開”鉆井作業。12V190柴油機配置現在多采用2臺1000kW加上1臺882kW，認為階梯型功率配置節能。1500r/min的柴油機實際使用轉速空車時在1350r/min，帶載后的轉速在1250~1300r/min。作業中突加負荷轉速最低一般降到1130r/min，最大轉速下降量為160r/min。據考察，柴油機運行點常在外特性線上。負荷突增幅度最大的工況為提鉆，此時柴油機不帶注水泵，只帶電機，柴油機從200kW突加450kW,達到了650kW。在豎井架和撤井架時用單臺柴油機工作在1000r/min。因此，通過對鉆井時柴油機應用現狀的了解，針對12V190天然氣機進行了模擬試驗。

2.212V190天然氣機有關參數和配置

表1發動機有關技術參數和配置

型號

T12V190Z D

型式

四沖程、V形、增壓中冷

氣缸數

12

氣缸直徑，mm

190

活塞行程，mm

210

總排量，L

71.45

活塞平均速度，m/s

7

活塞壓縮比

（8~9）：1

旋轉方向

逆時針（面對輸出端）

起動方式

24V直流電機起動或氣馬達起動

點火方式

火花塞電點火

點火次序

1-8-5-10-3-7-6-11-2-9-4-12

點火系統

篇（9）

1 海上鉆井發展及現狀

1.1 海上鉆井可及水深方面的發展歷程

正規的海上石油工業始于20世紀40年代，此后用了近20年的時間實現了在水深100m的區域鉆井并生產油氣，又用了20多年達到水深近2000m的海域鉆井，而最近幾年鉆井作業已進入水深3000m的區域。圖1顯示了海洋鉆井可及水深的變化趨勢。20世紀70年代以后深水海域的鉆井迅速發展起來。在短短的幾年內深水的定義發生了很大變化。最初水深超過200m的井就稱為深水井;1998年“深水”的界限從200m擴展到300m，第十七屆世界石油大會上將深海水域石油勘探開發以水深分為:400m以下水域為常規水深作業，水深400~1500m為深水作業，大于1500m則稱為超深水作業;而現在大部分人已將500m作為“深水”的界限。

1.2海上移動式鉆井裝置世界擁有量變化狀況

自20世紀50年代初第一座自升式鉆井平臺“德朗1號”建立以來，海上移動式鉆井裝置增長很快，圖2顯示了海上移動式鉆井裝置世界擁有量變化趨勢。1986年巔峰時海上移動式鉆井裝置擁有量達到750座左右。1986年世界油價暴跌5成，海洋石油勘探一蹶不振，持續了很長時間，新建的海上移動式鉆井裝置幾乎沒有。由于出售流失和改裝(鉆井平臺改裝為采油平臺)，其數量逐年減少。1996年為567座，其中自升式平臺357座，半潛式平臺132座，鉆井船63座，坐底式平臺15座。此后逐漸走出低谷，至2010年，全世界海上可移動鉆井裝置共有800多座，主要分布在墨西哥灣、西非、北海、拉丁美洲、中東等海域，其中自升式鉆井平臺510座，半潛式鉆井平臺280座，鉆井船(包括駁船)130艘，鉆井裝置的使用率在83%左右。目前，海上裝置的使用率已達86%。

2我國海洋石油鉆井裝備產業狀況

我國油氣開發裝備技術在引進、消化、吸收、再創新以及國產化方面取得了長足進步。

2.1建造技術比較成熟海洋石油鉆井平臺是鉆井設備立足海上的基礎。從1970年至今，國內共建造移動式鉆采平臺53座，已經退役7座，在用46座。目前我國在海洋石油裝備建造方面技術已經日趨成熟，有國內外多個平臺、船體的建造經驗，已成為浮式生產儲油裝置(FPSO)的設計、制造和實際應用大國，在此領域，我國總體技術水平已達到世界先進水平。

2.2部分配套設備性能穩定海洋鉆井平臺配套設備設計制造技術與陸上鉆井裝備類似，但在配置、可靠性及自動化程度等方面都比陸上鉆井裝備要求更苛刻。國內在電驅動鉆機、鉆井泵及井控設備等研制方面技術比較成熟，可以滿足7000m以內海洋石油鉆井開發生產需求。寶石機械、南陽二機廠等設備配套廠有著豐富的海洋石油鉆井設備制造經驗，其產品完全可以滿足海洋石油鉆井工況的需要。

2.3深海油氣開發裝備研制進入新階段目前，我國海洋油氣資源的開發仍主要集中在200m水深以內的近海海域，尚不具備超過500m深水作業的能力。隨著海洋石油開發技術的進步，深海油氣開發已成為海洋石油工業的重要部分。向深水區域推進的主要原因是由于淺水區域能源有限，滿足不了能源需求的快速增長需求，另外，隨著鉆井技術的創新和發展，已經能夠在許多惡劣條件下開展深水鉆井。雖然我國在深海油氣開發方面距世界先進水平還存在較大差距，但我國的深水油氣開發技術已經邁出了可喜的一步，為今后走向深海奠定了基礎。

3海洋石油鉆井平臺技術特點

3.1作業范圍廣且質量要求高

移動式鉆井平臺(船)不是在固定海域作業，應適應移位、不同海域、不同水深、不同方位的作業。移位、就位、生產作業、風暴自存等復雜作業工況對鉆井平臺(船)提出很高的質量要求。如半潛式鉆井平臺工作水深達1 500~3 500 m，而且要適應高海況持續作業、13級風浪時不解脫等高標準要求。

3.2使用壽命長，可靠性指標高

高可靠性主要體現在:①強度要求高。永久系泊在海上，除了要經受風、浪、流的作用外，還要考慮臺風、冰、地震等災害性環境力的作用;②疲勞壽命要求高。一般要求25~40 a不進塢維修，因此對結構防腐、高應力區結構型式以及焊接工藝等提出了更高要求;③建造工藝要求高。為了保證海洋工程的質量，采用了高強度或特殊鋼材(包括Z向鋼材、大厚度板材和管材);④生產管理要求高。海洋工程的建造、下水、海上運輸、海上安裝甚為復雜，生產管理明顯地高于常規船舶。

3.3安全要求高

由于海洋石油工程裝置所產生的海損事故十分嚴重，隨著海洋油氣開發向深海區域發展、海上安全與技術規范條款的變化、海上生產和生活水準的提高等因素變化，對海洋油氣開發裝備的安全性能要求大大提高，特別是對包括設計與要求、火災與消防及環保設計等HSE的貫徹執行更加嚴格。

3.4學科多，技術復雜

海洋石油鉆井平臺的結構設計與分析涉及了海洋環境、流體動力學、結構力學、土力學、鋼結構、船舶技術等多門學科。因此，只有運用當代造船技術、衛星定位與電子計算機技術、現代機電與液壓技術、現代環保與防腐蝕技術等先進的綜合性科學技術，方能有效解決海洋石油開發在海洋中定位、建立海上固定平臺或深海浮動式平臺的泊位、浮動狀態的海上鉆井、完井、油氣水分離處理、廢水排放和海上油氣的儲存、輸送等一系列難題。

4海洋石油鉆井平臺技術發展

世界范圍內的海洋石油鉆井平臺發展已有上百年的歷史，深海石油鉆井平臺研發熱潮興起于20世紀80年代末，雖然至今僅有20多年歷史，但技術創新層出不窮，海洋油氣開發的水深得到突飛猛進的發展。

4.1自升式平臺載荷不斷增大

自升式平臺發展特點和趨勢是:采用高強度鋼以提高平臺可變載荷與平臺自重比，提高平臺排水量與平臺自重比和提高平臺工作水深與平臺自重比率;增大甲板的可變載荷，甲板空間和作業的安全可靠性，全天候工作能力和較長的自持能力;采用懸臂式鉆井和先進的樁腿升降設備、鉆井設備和發電設備。

4.2多功能半潛式平臺集成能力增強

具有鉆井、修井能力和適應多海底井和衛星井的采油需要，具有寬闊的甲板空間，平臺上具有油、氣、水生產處理裝置以及相應的立管系統、動力系統、輔助生產系統及生產控制中心等。

4.3新型技術FPSO成為開發商的首選

海上油田的開發愈來愈多地采用FPSO裝置，該裝置主要面向大型化、深水及極區發展。FPSO在甲板上密布了各種生產設備和管路，并與井口平臺的管線連接，設有特殊的系泊系統、火炬塔等復雜設備，整船技術復雜，價格遠遠高出同噸位油船。它除了具有很強的抗風浪能力、投資低、見效快、可以轉移重復使用等優點外，還具有儲油能力大，并可以將采集的油氣進行油水氣分離，處理含油污水、發電、供熱、原油產品的儲存和外輸等功能，被譽為“海上加工廠”，已成為當今海上石油開發的主流方式。

4.4更大提升能力和鉆深能力的鉆機將得到研發和使用

由于鉆井工作向深水推移，有的需在海底以下5000~6000m或更深的地層打鉆，有的為了節約鉆采平臺的建造安裝費用，需以平臺為中心進行鉆采，將其半徑從通常的3000m擴大至4000~5000m，乃至更遠，還有的需提升大直徑鉆桿(168·3mm)、深水大型隔水管和大型深孔管等，因此發展更大提升能力的海洋石油鉆機將成為發展趨勢。

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中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）35-0024-03

東北石油大學石油工程專業是第二類國家特色專業，在專業建設過程中，始終十分重視對大學生“創新意識與創新能力”的培養，對主要實踐教學環節進行了改革，取得了良好的實踐效果。具體工作主要體現在以下三個方面。

一、實驗教學環節改革

以強化實驗教學環節對學生實踐能力和創新意識的培養作用為核心，構建實驗教學體系。按照理論教學與實驗教學既互相關聯又相對獨立的原則，構建了“1個目標，2個結合，3個層面，4種模式，多種模塊”的實驗教學體系。即以培養學生實踐能力和創新精神為目標，堅持課內與課外、校內與校外相結合，按照石油工程專業實驗教學特點設置油氣井工程、采油工程、油藏工程3個實驗教學模塊，通過課程基礎實驗、綜合設計實驗、探索創新實驗、自主開放實驗4種實驗教學模式的訓練，使學生得到基本技能、綜合技能、創新能力3個層面能力的培養，優化了以不同教學內容與方式組成的實驗教學體系，構建實驗教學內容有機結合、系統銜接的實驗教學平臺。實驗教學體系中油氣井工程、采油工程、油藏工程3個模塊，是按照學科專業理論教學與實驗教學有機結合，根據實驗教學內容特點進行劃分的。各模塊實驗教學依據專業培養目標設立實驗項目，形成了由課程基礎、綜合設計、探索創新3個層次實驗構成的實驗教學內容體系，并注重將教學改革成果、科學技術研究項目、結合生產實際問題、國家大學生創新實驗計劃項目、學科競賽項目等引入、固化在實驗項目中，不斷更新實驗教學內容。設置了一定比例的學生自主選做實驗項目，充分調動學生參與實驗教學的積極性、主動性，為滿足學生個性化發展提供了條件。按照人才培養方案，制定了完備的教學大綱，體現了教學指導思想。分層次實驗教學由基本技能、綜合技能、創新能力3個層面能力的培養構成。根據理論教學與實驗教學有機結合、系統銜接的原則，上述3個層面的能力培養主要通過課程基礎實驗、綜合設計實驗、探索創新實驗、自主開放實驗4種實驗教學模式來實現。

1.課程基礎實驗。用于理論知識驗證和認知、基本實驗操作方法及技能訓練、數據處理方法及實驗報告書寫方法訓練。采用以教師教學輔導為主導的教學方式，學生邊學邊實踐，通過基礎實驗項目的全面訓練，鞏固相應的理論知識，獲得實驗的基本操作方法及技能，掌握正確的數據處理及實驗報告書寫方法，培養學生嚴肅認真的實驗作風。該層次培養任務主要由演示或驗證性實驗和野外地質實習、油田現場實習完成。

2.綜合設計實驗。該層次實驗教學在學生掌握了一定的專業理論知識和實驗基本技能的基礎上開設，用于訓練學生綜合分析問題解決問題的能力及自主開展科學研究的實踐能力。實驗項目內容以理論教學多知識點綜合分析與應用為基礎設立，采用以學生自主實驗為主，教師為輔的教學模式，即學生利用各種信息資源，通過自行查閱資料、設計實驗方案、實施實驗操作、完成實驗結果綜合分析和實驗報告等。綜合設計實驗項目的主要由原有的常規實驗項目整合、結合生產實際問題、科研項目轉化、部分競賽類項目轉化形成。

3.探索創新實驗。探索創新實驗項目用于培養學生科學研究、科技創新能力，為具備一定科研潛質的學生提供較高級別的創新平臺，進行特色培養。鼓勵有創新性的實驗研究成果申請專利或公開，對這些學生給予創新學分獎勵。該類實驗教學采取導師制，以學生自主設計實驗方案、安排實驗過程、實施實驗檢測為主的教學模式，并根據創新實驗項目的類型及容量，成立大學生創新實驗組及教學指導小組的方式開展集體創新實驗教學工作。探索創新實驗項目主要由國家大學生創新實驗計劃項目、科研課題、結合生產實際問題、學生申請項目等轉化形成。

4.自主開放實驗。實驗室開放教學是在合理配置和優化整合實驗中心資源，實現資源共享，完善實驗教學、實驗室建設制度和運行機制的基礎上進行的。主要用于滿足學生的興趣、個性化發展等培養需要。開放的形式主要包括實驗管理層面上開放、實驗內容層面上開放、課內外科技創新活動開放三種。實驗管理層面的開放主要用于實驗教學課程內必做項目的時間開放，學生通過實驗教學管理網絡系統自主選擇實驗時間；實驗內容層面開放主要用于實驗教學課程內選做項目的實驗，主要為綜合設計實驗，通過網絡預約、實驗方案設計提交、批準等程序實施；科技創新活動開放主要用于學生創新能力及個性化培養，實驗時間根據項目研究內容確定，按照預約、實驗方案提交、可行性分析、計劃安排、批準等程序開展。上述三個層面的開放，滿足了學生個性化培養的需求，為實現課程基礎實驗、綜合設計實驗、探索創新實驗三個層次教學目標提供了保障。通過幾年建設與改革，2009年“石油工程與地質實驗室”被批準為國家級實驗教學示范中心建設單位，為石油工程專業實驗教學進一步發展提供了廣闊平臺。

二、實習教學環節改革

東北石油大學與大慶油田技術培訓中心簽訂了長期實習培訓協議，成為我校石油工程專業固定實習基地。該中心具有國家二級安全生產培訓機構資質，擁有國內比較先進和完備的訓練設施和設備，具有一個4萬多平方米室外訓練場（包括鉆井工程演練場，采油工程演練場）和500多平方米的模擬演示陳列室。鉆井演練場，承擔著鉆井技能訓練的任務，演練場共分工具識別、設備解剖、二層平臺操作、鉆臺操作大鉗訓練以及系繩套等六個訓練區，能夠完成鉆井方向的全部實習任務；模擬演示陳列室包括石油鉆井簡介、鉆進技術、固井技術、鉆井常用工具、鉆井機械、氣控制流程、全套模擬井架等部分組成，采用了實物、模型、照片、光機電模擬顯示板、錄像等方式，直觀形象地展示石油鉆井工藝技術、工具設備和流程，對鉆井工程培訓直起到了非常重要的輔助教學作用。采油工程演練場，承擔采油技能培訓任務，演練場分抽油機操作、注水井搗流程、油井修井作業三個訓練區；模擬演示陳列室包括油水井搗流程、井下管柱、管柱連接、集輸流程、油水分離等部分組成，對采油工程培訓起到了非常的重要輔助教學作用。近年來，石油工程專業生產實習一直在該中心進行，由該中心老師擔任設備操作指導工作，學生能夠親手操作各種設備，避免了以前在油田生產單位實習，對各種設備只能看不能動的局面，既培養了學生動手操作能力，又培養了學生安全操作的意識，切實達到了生產實習的目的。

三、畢業設計改革

2010年，畢業設計由原來13周拓展到15周，增加了畢業設計時間，學生有充分的時間進行創新性研究。由于石油工程專業教師科研題目較多，畢業論文95%來源于教師真實課題，結合工程實際，使學生的實踐能力得到真正的鍛煉，80%左右的論文質量較高，具有較高的理論水平和實際應用價值。這些論文的一個共同特點是：工作量大，有一定的理論深度，學生在畢業設計期間花費了大量精力深入論文，與教師的科研工作相結合的同學大多數完成的論文質量較高，獲得校級優秀和創新杯的同學大部分來源與此。針對石油工程專業教師科研任務多的特點，石油工程專業有20%左右的學生提前半年左右進入畢業設計，參與到課題研究工作中，一方面緩解了教師繁重的科研工作量，另一方面，更重要的是學生的動手能力和工程實踐能力得到很好的培養和加強。這些提前進入畢業設計的學生所從事的科研工作主要是以下幾個方面：

1.編制軟件或參與軟件的部分編制工作。實行雙學位制度以來，一些對計算機感興趣的同學輔修了計算機課程，但由于條件限制，這些同學的上機時間很少。這樣，一些同學提前介入到教師的課題中來，由教師提供先進的計算機設備和必要的編程書籍，在教師給出理論模型的基礎上，獨立或參與編制部分軟件。一方面，學生需要應用所學專業知識理解掌握數學模型，培養了學生理論聯系實際、解決實際問題的能力；另一方面，學生的計算機知識在真刀實槍中得到鍛煉，提高了學生的變成能力和計算機知識綜合應用能力。

篇（11）

中圖分類號：TG333.7 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）20-0202-01

一、30及40鉆機應用頂驅的作用

頂驅可從井架上部空間直接旋轉鉆桿，沿專用導軌向下送進，完成鉆桿旋轉鉆進，循環鉆井液，接立柱，上卸扣和倒劃眼等多種鉆井操作。使用頂驅鉆井時，在起下鉆具的同時可循環鉆井液、轉動鉆具，有利于鉆井中井下復雜情況和事故的處理，對深井、特殊工藝井的鉆井施工非常有利。該系統顯著提高了鉆井作業的能力和效率，并已成為石油鉆井行業的標準產品。

近年來大慶油田采用30及40鉆機開發的水平井、大位移井、平臺井等特殊工藝井逐年增加，該類井如能使用頂驅，將大大提高鉆井效率和處理復雜的能力。

二、在30及40鉆機應用頂驅應具備的技術特性

1.安裝快捷

對于30及40小井架而言，打每口井的時間約為1個月左右，這樣就不能把時間過多的浪費在安裝頂驅過程中。傳統頂驅采用分段式導軌結構，安裝時需要一段一段提起，通過銷子人工進行連接，這種連接方式在惡劣工況下難以施工。

采用一體式折疊型導軌，安裝時只需將導軌提起，導軌受重力在鋼絲繩的作用下自動完成安裝，省時省力。

2.尺寸小重量輕

齒輪箱作為整個頂驅幾何位置的中心，它決定整個頂驅的徑向尺寸，常規齒輪箱的規格為1200×1250。如果頂驅的齒輪箱在保證強度的前提下，材料選用上一級材料，使它的大小縮小到80%左右，縮小后的尺寸為1100×1000，既可以減重又可以增大井架與頂驅之間的間隙。

軸向方面，頂驅裝置中的防噴器采用一體式，省去了自動式與手動式連接處的防松裝置，從而在長度上減小了1/10。采用小尺寸的管子處理系統，從而確保頂驅可使用常規水龍頭吊環。

3.主軸精確定位，便于水平井使用

針對水平井，頂驅采用先進的主軸旋轉精確定位技術，可通過人機對話界面，輸入主軸旋轉的角度，進行精確鉆進。

4.防碰高度規范要求

通過查看相關標準，“阻攔繩距天車梁下平面距離依據使用說明書或現場設備要求安裝”，見《石油鉆機現場安裝及檢驗》。在現場使用過程中，若不使用頂驅，阻攔繩安全距離一般為5-6m。在使用頂驅的情況下，50以上井架（凈空高度45m以上）阻攔繩安全距離可以到達5m。40井架（凈空高度A型42m，K型43m）阻攔繩安全距離一般為4m。30井架（凈空高度伸縮式33m，A型40-40.6m，K型41-42m）阻攔繩安全距離進一步受限，具體如下表所示。通過上述分析，在應用一體式游車的前提下，所有40井架以及30井架中的33m2根一柱的井架和伸縮式井架的防碰高度符合規定要求。

三、方便現場應用的一些優化設計

1.簡化管子處理系統，采用防濺保護接頭

傳統方鉆桿防濺閥存在著壽命短、通徑小、防濺效果不明顯等缺陷，DQ30/40BC-JR型頂驅采用了一種耐沖蝕、通徑大、防濺預緊力大、適用于頂驅的保護接頭，該保護接頭同時具備防止頂驅主機接頭段因斷裂、松脫等原因發生脫落現象的發生。

2.使用管路串聯保養點，簡化注油流程，方便現場保養

DQ30/40BC-JR型頂驅的滑車滑輪采用串聯結構，滑輪之間聯通液路，在注油時，只需注入一次油，便可實現滑輪的整體。

3.設計可與主機對接的維修吊籃及馬凳，方便現場維修

DQ30/40BC-JR采用可與主機對接的維修吊籃及馬凳，方便現場維修。

參考文獻

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