第一节 钻井设备

Original URL: http://lib.sdsqw.cn/bin/mse.exe?seachword=&K=g0&A=14&rec=56&run=13

胜利油田的钻井设备分陆上钻井设备和海上钻井设备两种类型。1996-2005年,
胜利油田先后引进和研发转盘独立驱动钻机、链式钻机和代表当时国际先进水平的交
流变频电动钻机、直流电动钻机以及先进的配套设备,提高钻井设备的技术含量和钻
井业务的整体竞争实力。截至2005年,胜利油田共有陆上钻机124台、海洋钻井平台
8座,顶部驱动设备17部,防喷器438套,固井水泥车66台,有线随钻测量仪25套,无
线随钻测量仪60套,欠平衡钻井专用设备10套,具备承钻井深在7000米以内各种井型
的施工能力。

一、陆上钻井设备
陆上钻井设备主要包括钻机、配套设备及主要配套工具等。
(一)钻机

图3-3 1999年胜利油田引进的ZJ70D电动钻机。

20世纪80年代前, 胜利油田使用的国产钻机主要为130型钻机。1982年,开始使
用国产45型钻机,引进电动钻机。1998年后,胜利油田立足于优化资源配置,加大设
备引进力度,逐步提高钻井装备水平。1999年,胜利油田首次引进最大钻深7000米的
电动钻机,之后又逐步配套形成钻深3000米——7000米电动、机械及混合驱动等各型
钻机, 钻机整体性能得到改善。1996-2005年,胜利油田共配套引进各类钻机61台,
其中,较为先进的主要有ZJ70D、ZJ50D等电动钻机类型。
同时,胜利油田不断加大钻机类型的优化配套和升级改造力度,配套发电机组、
柴油机组、顶部驱动装置和螺杆空压机等主要动力设备。同时,更新钻机井架底座,
安装了电磁刹车、盘式刹车、新型钻井液固控设备、井场标准化防爆电路、硫化氢及
有毒有害气体检测报警装置、电视监控系统以及先进的多参数钻井仪表和钻台操作工
具等,钻机的施工能力有很大程度提高,进一步提升了钻机的本质安全水平。截至2
005年底,胜利油田有陆上钻机124台,其中,大型钻井120台;包括电驱动钻机、机
械钻机、混合驱动钻机等类型。
(二)顶部驱动装置

图3-4 1997年胜利油田引进的顶部驱动装置。

顶部驱动装置是集机、电、液技术于一体的较为先进的钻井装备,主要配套在电
动钻机和机电混合传动钻机上,以满足大位移定向井和水平井等特殊工艺井钻井需要。
1 997年12月,胜利油田60501钻井队首先配套顶部驱动系统,通过中国石油天然气总
公司的鉴定, 并在轮古1井试验成功,使胜利油田成为全国第一家具有顶部驱动钻机
的油田。截至2005年,胜利油田共有顶部驱动装置13部,其中,进口加拿大顶部驱动
装置4部、美国7部,引进北京石油机械研究所2部。
(三)井下动力钻具
1996-2005年,胜利油田常用的井下动力钻具为液体驱动的涡轮钻具、螺杆钻具
和电驱动动力钻具,其中螺杆钻具可应用于定向井、直井施工。随着钻井技术的不断
发展,对螺杆钻具的要求越来越高,螺杆钻具也不断改进:一是产品实现规格化、系
列化,能够满足不同种类钻井的要求;二是一次下井时间大幅度提高,可达到120小
时以上;三是马达定子采用新型材料,在高温下仍具有优良性能;四是普遍设计防掉
装置,径向轴承采用新材料,具有更优良的耐磨性。
(四)钻头
20世纪90年代前,胜利油田主要使用国产刮刀钻头、牙轮钻头和美国钻头等。2
0世纪90年代初期,PDC钻头开始试验并逐步推广。1996年后,适应不同地层的PDC钻
头、牙轮钻头得到广泛应用。PDC钻头在早期刮刀钻头基础上发展而成,由于其破岩
能力强而成为胜利油田主力钻头。截至2005年,胜利油田总结出使用PDC钻头的关键
环节,单只PDC钻头进尺突破8000米。1996-2005年,胜利油田不断加大金刚石系列取
心钻头的研发力度,研制出适应各类复杂地层取心需要的高效金刚石系列取心钻头,
满足了中、长筒取心要求。

二、海上钻井设备
海上钻井设备主要是海上钻井平台。胜利油田自1975年进入海上勘探起,先后建
造、购置胜利一号、胜利二号、胜利三号、胜利四号、胜利五号、胜利六号、胜利七
号、胜利八号、胜利九号9座海上钻井平台,其中坐底式平台4座、自升式平台5座,
有顶部驱动装置4部。1996年后,随着山东石油工业的发展,胜利油田海上钻井平台
装备不断升级改造,性能持续提高。截至2005年,除胜利一号平台于1987年退役外,
其他8座海上钻井平台均在服役。
(一)胜利二号钻井平台
胜利二号钻井平台是国内第一艘极浅海步行坐底式钻井平台,也是国内唯一可进
入0米水深的钻井平台。 该平台由胜利油田与上海交通大学联合设计,青岛北海船厂
建造。1988年10月,试钻埕北20井投产。该平台为长方形内外体(沉垫)结构,甲板高
度固定不变, 浮态时可拖航, 极浅海可步行,开钻前需用海水压载坐底。外体总长
75.24米, 总宽43.14米,最大作业水深6.8米,最大钻井深度4500米,抗风能力12米
每秒, 钻井状态最大可变载荷1941吨,生活区可居住90人。2003-2005年,先后进行
检修和部分设备升级改造,平台整体性能得到提高。该平台自1988年投产至2005年底,
共计开钻44口,完井44口,累计钻井进尺121771米。

图3-5 1988年10月,胜利油田与上海交通大学联合设计的中国第一艘极浅
海步行坐底式钻井平台--胜利二号钻井平台投产。

(二)胜利三号钻井平台
胜利三号钻井平台为坐底式,分矩形沉垫和上层平台两部分,由中国船舶工业总
公司第708所设计,上海中华船厂、烟台造船厂分阶段建造完成。1988年10月,试钻
埕北11井投产。该平台外体总长77.82米,总宽39.5米,最大作业水深9米,最大钻井
深度6000米,抗风能力36米每秒,钻井状态最大可变载荷2286吨,生活区可居住85人
。1998-1999年、2001年、2003年、2005年,经过4次设备更新改造并增加井架移动装
置,具备一次坐底施工8口井的能力,适应海上深井、复杂井等不同井型施工的需要
。该平台自1988年投产至2005年底,共计开钻52口,完井50口,累计钻井进尺13555
8米。
(三)胜利四号钻井平台
胜利四号钻井平台为坐底式,由美国默德默特船厂建造。1985年5月,试钻垦东
11井投产。该平台外体总长67.12米,总宽24米,最大作业水深5.5米,最大钻井深度
9000米,抗风能力36米每秒,钻井状态最大可变载荷2198吨,生活区可居住70人。1
999年,更新一台20吨/25米吊机。2003年、2005年,分别进行检修和部分设备改造,
平台本体结构强度和新度系数明显提高。该平台自1985年投产至2005年底,共计开钻
49口,完井47口,累计钻井进尺127890米。
(四)胜利五号钻井平台
胜利五号钻井平台为近海四桩腿移动自升式钻井平台,由美国贝克海洋公司建造
,1990年3月从美国奥格公司引进,10月试钻埕北26井投产。该平台外体总长39.62米
,总宽30.48米,最大作业水深15米,最大钻井深度6400米,抗风能力36米每秒
,桩腿入泥深度3.05米,钻井状态最大可变载荷1162.76吨,生活区可居住75人。19
99年、2000年、2002年和2004年,先后4次对设备进行升级改造,生活区定员扩容至
105人,平台装备水平有效提升。该平台自1990年投产至2005年底,共计开钻97口,
完井97口,累计钻井进尺203107米。
(五)胜利六号钻井平台
胜利六号钻井平台为近海四桩腿移动自升式钻井平台,由美国贝克海洋公司建造
,1990年3月从美国奥格公司引进,8月试钻埕北19井投产。该平台外体总长47.75米
,总宽33.50米,最大作业水深30.5米,最大钻井深度7500米,抗风能力36米每秒,
桩腿入泥深度3.05米,钻井状态最大可变载荷1360吨,生活区可供100人居住。2001
-2003年,先后3次对大型设备进行更新和检修,平台装备状况得到不断改善。该平台
自1990年投产至2005年底,共计开钻78口,完井81口,累计钻井进尺167117米。
(六)胜利七号钻井平台
胜利七号钻井平台为三桩腿移动自升式钻井平台,1997年3月从新加坡金声公司
引进,经过修理改造,8月投产。该平台外体总长44米,总宽32.2米,最大作业水深
30米,最大钻井深度4000米,抗风能力36米每秒,桩腿入泥深度3米——1 0米,
钻井状态最大可变载荷4500吨, 生活区可供87人居住。 1998年、2002年、2003年和
2005年, 先后进行4次设备更新和改造,提高了钻井施工能力。该平台自1997年投产
至2005年底,共计开钻48口,完井48口,累计钻井进尺104892米。

图3-6 1997年胜利油田引进并投产的胜利七号钻井平台在海上作业施工。

(七)胜利八号平台
胜利八号平台由钻井平台和辅助船两部分组成,1993年从印度尼西亚引进,199
4年6月试钻埕北25A-6井投产。辅助船部分在1996年10月、1997年11月分别遭遇风暴
潮且老化严重,1998年9月作报废处置,钻井平台部分转入修井作业。钻井平台部分
为三桩腿移动自升式钻井平台,外体总长44.5米,总宽35.36米,最大作业水深20米
,最大钻井深度5000米,抗风能力36米每秒,生活区可供100人居住。1998年,更换
井架,并对生活区进行改造,与主平台配合使用,代替原辅助船的功能。后经1999年
和2005年两次维修改造,平台新度系数和装备能力大幅提升。该平台自1993年投产至
2005年底,共计开钻30口,完井27口,累计钻井进尺46417米。
(八)胜利九号钻井平台
胜利九号钻井平台为三桩腿移动自升式钻井平台,由美国贝克海洋公司建造,1
995年12月由中国物资装备总公司引进并交付胜利油田,1996年3月投产。该平台外体
总长48.16米,总宽47.55米,最大作业水深35米,最大钻井深度6000米,抗风能力5
1米每秒,钻井状态最大可变载荷1360.8吨,生活区可供73人居住。1999年、2002年
和2003年,先后进行3次设备更新改造,为平台安全高效施工创造了条件。该平台自
1995年投产至2005年底,共计开钻115口,完井115口,累计钻井进尺222891米。