张小文
中海油服油田生产事业部完井中心 天津市 300459
摘要：海洋的石油储备资源丰富，但是相比于陆上开采，海洋的开采作业难度更大，对开采机械设备的要求也更高。如何加快石油开采设备的机械化水平，是我们要重点探讨的问题。本文将围绕石油钻井的机械化相关内容进行分析，以供参考。
关键词：海洋石油；钻井；机械；要求；现状；发展
1.前言
当前，我国对海上石油的开采重视程度越来越高，在石油的开采作业中，拥有先进的开采设备，必然能大大提高开采作业的效率，也能大大促进石油行业的更快发展。因此，世界各国对石油开采作业机械设备的研究从未止步。
2.海洋石油开发的特点及具体要求
2.1 深水位随钻测井技术
深水位随钻测井技术主要指的是在钻井的过程中应用仪表化的钻头来进行地层状态的测量，主要就是在钻头中加入了各种传感器，以了解周边区域中的岩石与油气等信息，然后将相应的数据反馈到测量系统中。深水位随钻测井技术的主要作用就是能够对钻井过程中的各种复杂信息进行收集和整理，从而可以掌握所有的地质信息。通过各种传感器的使用可以及时的掌握地层特性，为后续开采计划的制定提供基础条件。
2.2 井下闭环钻井技术
井下闭环钻井技术是一种集成化的技术，其中包含了随钻测量、数据分析与整合以及自动控制等方面。该技术的主要依据就是钻井技术，加入了自动化技术之后来实现的。井下闭环钻井技术在进行应用的过程中主要包含了井下与平台操作两个主要的组成部分，其可以通过随钻测井技术更加准确的获取井下地质信息，将所收集到的数据经过整理分析，从而可以为钻井方案的制定提供基础依据。利用井上与井下的自动化控制技术，能够更好的实现设备与底部钻具之间的协调运行，大大提升的开采工作效率以及设备运行的安全性。
2.3 喷射钻井技术
该技术的发展主要是在连续油管技术的基础上实现的，经过了必要的优化与改造之后而产生的新型钻井技术。在实际操作中，在钻头位置上安装有高速射流喷嘴装置，利用高压泵直接将钻井液以高压的方式从喷嘴位置喷出，此时其就会具备较大的冲击力，可以帮助钻头将岩石冲碎。经过试验可以发现，高压钻井液基本上可以达到100m的射深。应用喷射钻井技术能够直接将不同水平面位置上的岩石破碎，并且能够直接形成多方位的井眼，从而可以直接降低钻井周边位置的压力，实现泄油面积的增大。而该技术的最大优势在于能够解决当前油田低产的问题，提升开采工作质量。
2.4 深水位双梯度钻井技术
该技术目前多是在深海钻工程中应用，其是一种控制压力钻井技术。深水位双梯度钻井技术中包含的无隔水管钻井部分能够有效的解决深水钻井施工中所存在的技术难题，从而可以全面的提升钻井施工效率。在钻井实施的过程中，需要在管内充满海水，然后再应用海底泵来实现钻井液的注入，也可以采用诸如空气等低密度介质，这样就能够保证内部的空气密度与海水持平。海洋石油钻井平台为资源的开发提供了稳定的平台，这也是保障开采正常进行的基础条件。
3海洋石油钻井完井机械及工具的国产化发展现状
3.1设备专业水准
在中国目前的海上石油钻井和完井机械的发展中，人工岛式钻机，自升式钻井平台和其他机械是中国的主要研发对象。在国内开发的人工岛式钻机上，我们成功开发了钻深达7000m的钻机，并了解了钻机的建造程序。在井下稳定器的研发中，中国专有的钻柱稳定器非常适合中国海上石油的地下开采，促进了中国海上钻机的国内发展步伐。
在钻井泵的研发中，开发了3NB-1600F钻井泵。该钻井泵结合了国外先进技术，在原始3NB-1300F钻井泵的基础上，对动力端轴承和齿轮进行了改装和升级，以适应海上石油需求的发展。同时，在中国钻杆的研发中取得了较高的成果。
在2000年渤海油田的开发中，中国开始使用国产E731025mm和E8819mm管。该管的质量水平已完全达到国际水平所需标准。在自升式钻机的研究中，中国成功开发了一种海上研究船钻井系统，用于在3000米深处进行研究和钻井。这为中国海上石油的发展提供了积极的动力。但是，在实际的石油钻具研发中，垂直补偿器的研发仍相对较低，导致我国在使用该装置的被动进口阶段。
3.2设备国产化体系
中国目前的海上石油勘探设备研发体系相对较慢，因为尚未形成相对完整的本地化体系。目前，就政府权力和政策支持而言，中国目前的本地化系统仍处于薄弱阶段，这主要是由于缺乏强大的大公司。应当对中国海上石油装备的生产和研发进行有计划和系统的规划。未来的发展致力于形成大规模的科学技术装备生产。同时，要注意设备质量检查，建立系统的质量检查体系，并注意完善不完备的设备国产化系统。
4海洋石油钻井完井机械及工具的国产化发展建议
4.1提升设备专业化水准
在中国海上石油钻探和整机研发的现阶段，其功率已达到1600kW的阶段。尽管这足以满足中国的钻井作业需求，但功能更强大的泥浆泵可以与其他机械设备更好地配合使用，从而进一步提高了中国在海上采油的效率。因此，有必要对海洋石油钻探泥浆泵设备进行专业升级。在绞车设备的开挖中，输出功率已达到4400kW，但垂直运动补偿功能的水平较低，为了提升海上油井挖掘机的水平，我们正在积极开发垂直运动补偿绞车。在自升式钻井平台的研究中，升沉补偿器的研发水平还没有达到国际平均水平，因此需要提高升沉补偿器的专业水平。
4.2完善设备国产化体系
在海上石油装备的研究中，注重建立本土化体系，确定石油勘探装备的发展方向，在海上石油装备的研究和生产领域开发更多的高端企业和人力资源。石油装备研发业务将焕发生命力，促进中国海上石油勘探装备的发展，积极拓展中国海上石油勘探领域，并利用其在石油机械研发方面的国际经验，促进石油机械发展的本地化步伐。中国正在逐步开始对石油设备的生产质量进行国际质量检验，并使用相应的API认证和ISO9000系列认可证书，严格执行石油设备的质量，进一步提高机器质量。为了提高我国海上石油勘探领域的综合水平，石油钻采机械设备的质量检验已形成了较为完整的管理体系。在完善海上石油勘探设备国产化系统的过程中，我们将积极引进和学习世界上更先进的设备生产经验和设备研发技术，并利用计算机技术开发中国的海上石油设备。在自动化和远程控制操作的指导下，中国应促进采油设备的可用性和技术性能的提高。
5.国产化装备发展展望
5.1市场前景
海洋石油开采是未来世界石油开采的主要方向，勘探表明，中国的海洋石油资源丰富。目前，一家中国石油开采公司正在制定一项计划，以开发深海油来提取深海油。这不可避免地需要大量海上采油商的支持，也为中国高性能钻机的本地化提供了合适的市场。
5.2采购成本
中国目前的海上石油开发主要集中在浅海和海上地区，介于深海石油开发水平与国际水平之间，尤其是深海半潜式钻井平台和动力定位钻井船。注浆之间仍然有很大的差距。设备仍在外国公司的垄断之下，国内公司的竞争力低下，设备采购和后续维护成本高昂，这为国内钻井设备的发展提供了机会。
5.3技术的发展起到了带动作业
垄断海上石油勘探设备的主要原因是中国的设备生产技术不足。从目前情况看，未来5-10年内，中国石油钻机设备企业在深海钻探主要设备的设计与制造上将不可避免地取得重大进展，将破坏深海钻探的主要设备，促进了中国海上石油勘探设备以及海上石油钻井和完井的设计和开发水平的提高。
6.结束语
总之，石油行业要想快速发展，离不开石油开采机械。随着科技水平的不断发展进步，高科技应用到石油钻井的开采作业中，更先进的机械设备的应用也大大提高了石油开采作业的效率，也促进了石油开发的进程，更为经济的发展提供了强劲的动力支持。
参考文献：
[1]杨松.浅谈我国海洋石油勘探开发装备的现状及发展趋势[J].中国资源综合利用，2019，35（10）：131-132.