石油装备行业调研报告146929.docx

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1、密级：内部部石油装备行行业调研分分析报告编制： 郭建光校对： 全 军审核： 日期： 22011年年8月311日北京星航机机电设备厂厂市场开发发部目 录第一章 概概述4石油装备概概述4油气勘探流流程与设备备4油气开发流流程与设备备6油气生产环环节技术与与设备9油气勘探开开发相关名名词注解12第二章 石石油装备技技术发展及及趋势20钻井装备发发展的历程程20我国企业在在十一五期间间完成的技技术创新项项目20石油装备技技术发展趋趋势20型式更趋于于多样化20技术更趋于于先进化20设计更趋于于人性化20水平井技术术与装备21连续管钻井井技术与设设备21地质导向与与旋转导向向钻井技术术22欠平衡钻井井与

2、装备23欠平衡钻井井所用的地地面常规装装备24第三章 石石油装备行行业市场分分析25油价上涨带带热石油石石化设备25老油田增产产稳产带动动装备市场场26世界陆地非非常规油气气藏储量丰丰富26海洋油田开开发带来巨巨大市场27我国油气勘勘探开发设设备和服务务前景广阔阔27我国油气设设备与服务务业增长迅迅速28设备和服务务进口替代代存较大空空间28三大油海外外投资引导导设备和服服务出口29第四章 石石油装备行行业竞争分分析30我国石油装装备制造行行业概况及及特点30中石油旗下下的装备制制造企业30中石化旗下下的装备制造业业31中海油旗下下的装备制制造业32民营石油装装备制造企企业32我国石油装装备及

3、服务务产业的特特点33国际石油设设备和服务务寡头企业业33斯伦贝谢33哈里伯顿33贝克休斯34国民油井35Camerron35钻采装备与与服行行业业概况36地球物理勘勘探行业概概况38第五章 我我国石油装装备行业发展展趋势及国国家政策40我国装备制制造行业的的发展趋势势40我国石油天天然气设备备和石油化化工设备的的发展目标标40石油勘探开开发设备的的发展目标标40石油勘探设设备41钻井设备41采油设备41石油天然气气集输成套套设备41海洋石油钻钻采设备41我国石油天天然气设备备和石油化化工设备的的发展重点点41石油勘探开开发设备41炼油石化设设备41石化设备重重点发展产产品:41合成氨关键键设

4、备42化工单元设设备42国家对振兴兴和发展装装备制造业业采取的政政策421.中共共中央关于于制定国民民经济和社社会发展第第十一个五五年规划的的建议422.国家家中长期科科学和技术术发展规划划纲要(2200620200年)423.实施施(国家中长长期科学和和技术发展展规划纲要要)若干配套套政策434关于于加快振兴兴装备制造造业的若干干意见435.中华华人民共和和国国民经经济和社会会发展第十十一个五年年规划纲要要446.“十十一五”重大技术术装备研制制和重大产产业技术开开发专项规规划44我国石化装装备的发展展展望44第一章 概概述石油装备概概述石油勘探开开发设备是是指石油、天天然气的勘勘探、钻采采

5、、开发、储储运等专用用设备，包包括各类物物探与测井井设备、钻钻井设备、采采油采气设设备、井下下作业设备备、油气集集输设备、海海洋钻采平平台设备等等及相关的的配件和工工具；炼油油、石化设设备是指石石油、天然然气加工、转转化全过程程中所需要要的成套设设备，包括括通用设备备(如各类类工艺压缩缩机、膨胀胀机、泵和和阀门等)和专用设设备(如反反应器、塔塔器、换热热设备、工工业炉、储储运设备、专专用机械等等)。炼油油、石化工工业装备规规格、参数数由炼油和和石化工业业的工艺决决定，炼油油和石化工工业是流程程工业，因因此，这类类设备的特特点是：成成套、专用用；设备的的品种、规规格多；整整个系统的的自动化要要求

6、高，要要求能常周周期连续稳稳定运行，因因此对设备备的可靠性性有较高的的要求。油气勘探开开发生产流流程具有环环节多、技技术复杂、个个性化需求求高等特点点。根据油油气生产的的特点，油油气产业链链通常可分分为上、中中、下游三三个环节：上游的主主要任务是是寻找地下下的油气藏藏分布，一一般分为勘勘探、开发发规划等；中游的主主要任务是是进行油气气的钻采、预预处理；下下游的主要要任务是对对油气进行行储运、炼炼制、深加加工及其成成品的销售售。由于石石油的生产产流程是非非常复杂和和精密的，因因此上中下下游还存在在着多个专专业化分工工的子流程程。图 石油产产业链油气勘探流流程与设备备上游业务中中，勘探工工作是石油

7、油工业的前前端环节，包包括资源寻寻找、开发发方案的设设计和实施施等工作，对对维持资源源探明储量量的稳定、保保障石油工工业的持续续发展有着着重要意义义。油气资资源勘探开开发技术建建立在地球球物理勘探探的基础上上，即利用用地震、地地质等信息息来分析勘勘探区的地地层结构、寻寻找有利储储层、指导导钻井和油油田开发工工作。主要要涉及地质质调查、地地震勘探或或非地震勘勘探、钻井井、测井、完完井等业务务。图 油气资资源勘测流流程在上述的流流程中，主主要涉及的的设备是以以地球物理理和地球化化学分析为为基础的测测试、软件件分析仪器器与为分析析提供所需需样本的辅辅助设备。图 海洋勘勘探和陆地地勘探（地地球物理形形

8、式）地震勘探是是人工制造造强烈震动动所引起的的弹性波在在岩石中传传播时，遇遇着岩层的的分界面便便产生反射射波或折射射波。在弹弹性波返回回地面时用用高灵敏度度仪器记录录下来，根根据波的传传播路线和和时间，确确定发生反反射波或折折射波的岩岩层界面的的埋藏深度度和形状，认认识地下地地质构造，以以寻找油气气圈闭。地地震源可由由钻浅井孔孔埋炸药法法、可控震震源法（液液压控制机机械，夯击击地面）、空空气枪震源源法（海上上地震勘探探）等产生生。非地震震勘探包括括重力勘探探、磁力勘勘探、电法法勘探，地地震勘探是是地球物理理勘探中最最重要的方方法。在震震源产生弹弹性波之后后，由工程程地震仪之之类的记录录仪器收集

9、集数据。图 工程地地震仪 图 沼泽钻钻机油气开发流流程与设备备在油气田开开发方案确确定之后，进进入开发流流程，这其其中包括钻钻井和生产产两个主要要环节。钻钻井环节涉涉及的设备备有钻机设设备系统（其其中又包括括八大系统统）、测录录井设备，生生产环节涉涉及的设备有有采油设备备、测录井井设备。钻井固井完井钻井前，首首先要在地地面确定钻钻井的位置置（即钻井井井位），然然后，在井井位处打好好安装钻机机的基础并并安装井架架和钻机。钻钻井作业时时，依靠钻钻机的动力力带动钻杆杆和钻头旋旋转，钻头头逐次向下下破碎遇到到的岩层，并并形成一个个井筒（也也称井眼）。钻钻井井眼尺尺寸的大小小是由钻头头大小来决决定的。钻

10、钻头在破碎碎岩层的同同时，通过过空心的钻钻杆向地下下注入钻井井液（俗称称钻井泥浆浆），将钻钻头在破碎碎地层而产产生的大量量岩屑由循循环的钻井井液带到地地面。地面面的固控装装置将钻井井液中的岩岩屑清除后后，通过钻钻井泵再次次将钻井液液打入井内内。钻井液液是经过钻钻杆内孔到到达钻头水水眼处，再再从井壁与与钻柱的环环形空间返返回流至地地面的。钻钻进的过程程即钻头破破碎岩石及及钻井液通通过循环不不断携带出出钻屑并形形成井筒的的过程。钻钻达设计深深度后，要要在井筒内内下入专用用仪器进行行测井作业业，目的是是确定井下下地层岩性性和各个油油、气、水水层的位置置，然后再再下入小于于钻井井眼眼的无缝钢钢管（又称

11、称套管），并并在套管与与井壁的环环形空间内内注入水泥泥浆将套管管固定在井井壁上。最最后一道工工序是对油油层位置的的套管进行行射孔，人人为地形成成一个井下下油气流入入套管内的的孔道。油油气的地层层压力高时时可自行流流出地面，这这种井称为为自喷油气气井。油气气压力较低低时需借助助外力从井井下抽吸，这这种井称为非非自喷井。在在钻井的过过程中，可可以采用电电缆测井或或随钻测井井的方式进进行测井活活动。要完完成上述这这一系列的的工作流程程，需要钻钻机设备系系统中的八八大子系统统协调运作作。它们分分别是：起起升系统、旋旋转系统、钻钻井液循环环系统、传传动系统、控控制系统、动动力驱动系系统、钻机机底座、钻钻

12、机辅助设设备系统。表 钻机机设备八大大子系统所所涉设备列列表钻机设备子子系统所涉设备起升系统绞车、辅助助刹车、天天车、游车车、大钩、钢钢丝绳以及及吊环、吊吊卡、吊钳钳、卡瓦等等旋转系统转盘、水龙龙头、钻具具（钻具的的组成也有有所差异，一一般包括方方钻杆、钻钻杆、钻铤铤和钻头，此此外还有扶扶正器、减减震器以及及配合接头头等）钻井液循环环系统钻井泵，地地面管汇、泥泥浆罐、泥泥浆净化设设备等传动系统一般包括减减速机构、变变速机构、正正倒车机构构以及多动动力机之间间的并车机机构等控制系统顶驱系统、司司钻控制台台等动力驱动系系统柴油机、交交流电机、直直流电机等等钻机底座底座钻机辅助设设备系统防喷器组，为

13、为钻井提供供照明和辅辅助用电的的发电机组组，提供压压缩空气的的空气压缩缩设备以及及供水、供供油设备等等图 绞车图 钻井泵泵下图为常规规的陆地钻钻井场配备备，相对于于特殊钻井井规划可能能使用连续续管作业设设备和压裂裂设备等。图 常规的的陆地钻井场配配备表 钻机设设备系统单单元部件列列表1天车2悬臂吊吊绳缆3钻井大大绳4二层台台5游车6顶驱7井架8方钻杆杆9司钻偏偏房10防喷喷器11水箱箱12电缆缆托盘13发电电机组14储油油罐15电气气控制房16泥浆浆泵17泥浆浆桶箱18泥浆浆罐19泥浆浆池20离心心器21振动动筛22节流流管汇23管子子坡道24钻杆杆架图 连续作作业机油气生产环环节技术与与设备

14、油井钻完之之后，开始始进入采油油阶段。工工序流程如如下图：安装采油树树井口口试压通井井、替泥浆浆套管管试压负压射孔测压力力恢复洗（压压）井下完井井管柱。安装完毕的的采油系统统主要由三三抽设备，即即抽油机、抽抽油泵、抽抽油杆，以以及其他辅辅助设备组组成。图 常规采采油系统组组成“三抽”设设备是采油油系统的主主要设备，抽抽油机大致致可分为常常规游梁式式、双驴头头游梁式、弯弯游梁式，抽抽油杆也有有空心与实实心之分，抽抽油泵有管管式抽油泵泵和杆式抽抽油泵之分分。除“三抽”之外，更多多的井口设设备、井下下设备、井井控设备、生生产中的测测井、录井井、洗井、修修井设备都都是采油生产环环节经常会会涉及到的的设

15、备。图 常规油油梁式抽油油机图 实心 空心推油油杆图 管式抽抽油泵井口设备包包括套管头头、套管四四通、油管管头、套管管悬挂器、油油管悬挂器器及整套采采油树、高高温高压阀阀门等等。图 采油树树 图 放喷器器(井口设设备)在生产过程程中，根据据油藏变化化情况和井井况来进行行修井、增增产等作业业。图 修井机机图 压裂车车修井机可满满足陆上油油气井大修修、试油、投投捞、检泵泵作业等要要求。具有有整机性能能可靠，操操作方便、越越野能力强强、移运方方便，作业业和搬迁费费用低等特特点。油田田增产措施施有两种：酸化和压压裂。酸化化就是用酸酸浆地层中中的一些物物质溶解掉掉，使油层层渗透率加加大，根据据地层岩性性

16、的不同采采用不同的的酸，盐酸酸、氢氟酸酸、甲酸、乙乙酸等。压压裂增产主主要采用压压裂泵车作作业。适用用于油气田田深井、中中深井、浅浅井的各种种压裂泵液液注压作业业，整机主主要由底盘盘、车台发发动机、液液力传动箱箱、柱塞泵泵、高低压压管汇及液液气路操作作控制系统统组成。适适应类型不不同液体的的泵送作业业，包括带带支撑剂压压裂液的水水力压裂、酸酸化压裂、高高压泵入不不同液体（液液体、混合合液）以及及压力测试试等。油气勘探开开发相关名名词注解地球物理勘勘探地球物理学学用物理学学的原理和和方法，对对地球的各各种物理场场分布及其其变化进行行观测，探索地地球本体及及近地空间间的介质结结构、物质质组成、形形

17、成和演化化，研究与与其相关的的各种自然然现象及其其变化规律律。在此基基础上为探探测地球内内部结构与与构造、寻寻找能源、资资源和环境境监测提供供理论、方方法和技术术，为灾害害预报提供供重要依据据。地理物物理勘探所所给出的是是根据物理理现象对地地质体或地地质构造做做出解释推推断的结果果因此它是间接接的勘探方方法。此外外用地球物物理方法研研究或勘查查地质体或或地质构造造是根据测测量数据或或所观测的的地球物理理场求解场场源体的问问题是地球物物理场的反反演的问题题而反演的的结果一般般是多解的的因此地球物理理勘探存在在多解性的的问题。为为了获得更更准确更有有效的解释结果果一般尽可可能通过多多种物探方方法配

18、合进行对比比研究同时要注重与与地质调查查和地质理理论的研究究相结合进行综合合分析判断断。地球物理勘勘探仪器要要向轻便化化高精度多功能数字化系列化和和智能化的的方向发展展。现代地地质学理论论的发展使深部地地质问题的的研究愈显显重要。应应用于这方方面研究的的人工地震震反射剖面面大地电磁磁测深重力磁法地热等地地球物理勘勘探方法已显示出出其潜力和和优越性。重力勘探利用组成地地壳的各种种岩体、矿矿体间的密密度差异所所引起的地地表的重力力加速度值值的变化而而进行地质质勘探的一一种方法。它它是以牛顿顿万有引力力定律为基基础的。只只要勘探地地质体与其其周围岩体体有一定的的密度差异异，就可以以用精密的的重力测量

19、量仪器（主主要为重力力仪和扭秤秤）找出重重力异常。然然后，结合合工作地区区的地质和和其他物探探资料，对对重力异常常进行定性性解释和定定量解释，便便可以推断断覆盖层以以下密度不不同的矿体体与岩层埋埋藏情况，进进而找出隐隐伏矿体存存在的位置置和地质构构造情况。磁法勘探自然界的岩岩石和矿石石具有不同同磁性，可可以产生各各不相同的的磁场，它它使地球磁磁场在局部部地区发生生变化，出出现地磁异异常。利用用仪器发现现和研究这这些磁异常常，进而寻寻找磁性矿矿体和研究究地质构造造的方法称称为磁法勘勘探。磁法法勘探是常常用的地球球物理勘探探方法之一一。电法勘探根根据岩石和矿石石电学性质质（如导电电性、电化化学活动

20、性性、电磁感感应特性和和介电性，即即所谓“电性差异异”）来找矿矿和研究地地质构造的的一种地球球物理勘探探方法。它它是通过仪仪器观测人人工的、天天然的电场场或交变电电磁场，分分析、解释释这些场的的特点和规规律达到找找矿勘探的的目的。电电法勘探分分为两大类类。研究直直流电场的的，统称为为直流电法法，包括有有电阻率法法、充电法法、自然电电场法和直直流激发极极化法等；研究交变变电磁场的的，统称为为交流电法法，包括有有交流激发发极化法、电电磁法、大大地电磁场场法、无线线电波透视视法和微波波法等。按按工作场所所的差别，电电法勘探又又分为地面面电法、坑坑道和井中中电法、航航空电法、海海洋电法等等。地震勘探近

21、代发展变变化最快的的地球物理理方法之一一。它的原原理是利用用人工激发发的地震波波在弹性不不同的地层层内传播规规律来勘探探地下的地地质情况。在在地面某处处激发的地地震波向地地下传播时时，遇到不不同弹性的的地层分界界面就会产产生反射波波或折射波波返回地面面，用专门门的仪器可可记录这些些波，分析析所得记录录的特点，如如波的传播播时间、振振动形状等等，通过专专门的计算算或仪器处处理，能较较准确地测测定这些界界面的深度度和形态，判判断地层的的岩性，是是勘探含油油气构造甚甚至直接找找油的主要要物探方法法，也可以以用于勘探探煤田、盐盐岩矿床、个个别的层状状金属矿床床以及解决决水文地质质工程地质质等问题。近近

22、年来，应应用天然震震源的各种种地震勘探探方法也不不断得到发发展。测井也叫地球物物理测井或或石油测井井，简称测测井，是利利用岩层的的电化学特特性、导电电特性、声声学特性、放放射性等地地球物理特特性，测量量地球物理理参数的方方法，属于于应用地球球物理方法法（包括重重、磁、电电、震、测测井）之一一。石油钻钻井时，在在钻到设计计井深深度度后都必须须进行测井井，又称完完井电测，以以获得各种种石油地质质及工程技技术资料，作作为完井和和开发油田田的原始资资料。这种种测井习惯惯上称为裸裸眼测井。而而在油井下下完套管后后所进行的的二系列测测井，习惯惯上称为生生产测井或或开发测井井。其发展展大体经历历了模拟测测井

23、、数字字测井、数数控测井、成成像测井四四个阶段。图 测井示示意图和测测井仪实物物录井记录、录取取钻井过程程中的各种种相关信息息。录井技技术是油气气勘探开发发活动中最最基本的技技术,是发发现、评估估油气藏最最及时、最最直接的手手段，具有有获取地下下信息及时时、多样，分分析解释快快捷的特点点。现场录录井服务技技术以各类类录井系统统、分析仪仪器为手段段对油气勘勘探与开发发作业现场场信息进行行采集与整整理，具体体包括工程程录井、地地质录井、气气测录井、定定量荧光录录井、地化化录井、热热解气相色色谱录井、核磁共振录井、现场化验录井、岩屑成像录井等系列技术。录井技术进入商业性服务已有五十多年的历史。初期录

24、井服务包括深度测量、地质描述以及使用热导检测仪进行气测录井服务。随着录井技术的发展，仪器的更新换代，计算机技术的应用，使得录井技术得到了迅速的发展，越来越多的高新技术及装备应用于录井，构成了现代录井技术。图 录井工工作示意图图试井油田开发过过程中的一一种作业，用用专门的仪仪表定时测测量部分生生产井和注注入井的压压力、产油油、气量与与含水量的的相对变化化及温度等等。目的是是监测井的的生产状况况是否正常常，测定生生产层的水水动力学参参数，分析析油藏的动动态。试井井工作内容容主要有以以下几方面面。生产能力试试井。其方方法是调节节生产井的的控制手段段（例如自自喷井的节节流器，抽抽油井抽油油机的冲程程冲

25、数和泵泵径等），改改变井的产产量和生产产压差，在在达到相对对稳定状态态后，记录录相应的一一系列产量量、压力的的数值,绘绘制成井的的指示曲线线,用以推推测产量随随压力变化化的状况和和井的最大大生产能力力。压力恢复试试井。生产产井在稳定定生产的条条件下，关关井测量并并绘制出井井底压力随随时间的恢恢复曲线。利利用它的直直线段斜率率可以推算算出生产层层的水动力力学参数（如如渗透率）、地地层压力和和井的完善善系数。压力降落试试井。生产产井在关井井后达到相相对稳定状状态后重新新开井生产产，测量并并绘制出井井底压力随随时间的降降落曲线。注注入井停注注后也类同同。测出压压力降落曲曲线的趋势势和压力恢恢复曲线相

26、相反，原理理和作用基基本相同。干扰试井。在在同一油、气气藏内，改改变一口井井的工作状状况后，在在邻近的一一口井中也也会出现一一个不稳定定的压力变变化阶段。工工作状况改改变了的井井称为“激动井”，后一种种井称“反映井”。在反映映井中测出出压力变化化曲线，结结合两口井井过去的生生产记录，可可以测定井井间的地质质状况和水水动力学参参数。这是是一种多井井的不稳定定试井法，可可用以解决决较复杂的的油藏工程程问题。脉冲试井。是是干扰试井井法的新发发展。在激激动井（脉脉冲井）中中周期地开开井和关井井，形成脉脉冲讯号在在反映井中中用高灵敏敏度仪表测测出脉冲式式的压力变变化曲线。通通过分析，可可在较短的的时间内

27、获获得与其他他不稳定试试井法相同同的结果。温度试井。把把自动记录的的井下温度度计放入生生产井或注注入井内，测测量井下温温度梯度变变化，通过过测量获得得的曲线可可判断油、气气、水层的的位置以及及不同生产产层的工作作状况。此此法比较简简单，有时时也能解决决较复杂的的油藏工程程问题。图 测井试试井示意图图图 试井撬撬固井固井是钻井井过程中的的重要作业业。在钻井井作业中一一般至少要要有两次固固井（生产产井），多多至455次固井（深深探井）。最最上面的固固井是表层层套管固井井，它起的的是“泥浆通路路，油气门门户”的作用。在在下一次开开钻之前，表表层套管上上要装防喷喷器预防井井喷。防喷喷器之上要要装泥浆导

28、导管，是钻钻井液返回回泥浆池的的通路。钻钻井过程中中往往要下技术术套管固井井，它起的的是“巩固后方方，安全探探路”的作用。和和公路的隧隧道、煤矿矿中的巷道道一样，钻钻井过程中中也会遇到到井塌、高高压和不稳稳定的地层层，同时也也是为了在在向前“探路”中遇险有有个退路，起起到“救助”的作用。图 固井成成套设备图 固井示示意图 修井修井流程工工程难度大大，技术要要求高，必必须用大型型的修井设设备，并配配备大修钻钻杆、大修修转盘等专专用设备工工具才能开开展工作。主主要作业内内容有以下下方面。复杂打捞。油油气井内，因因各种原因因造成井下下落物情况况非常复杂杂。例如：某井把井井下管柱、工工具全部卡卡死，小

29、修修作业队处处理时又拔拔断油管，无无法作业，只好由修作业队来处理。修复油井套套管。套管管是保证油油气井正常常生产的必必要条件，而而油井因各各种原因造造成套管损损坏经常发发生，因此此修复油井井套管是主主要工作内内容之一。套管内侧钻钻。用小钻钻杆带钻头头，从老井井套管内下下入，在预预定位置钻钻开一个窗窗口（术语语叫“开窗”），小钻钻头从“窗口”往外钻进进，打一个个小井眼，然后下小套管、固井。这种从老井套管内往外钻一段小井眼完井的工程叫老井侧钻，它适用于以下情况：老井下部报废，不能开采，侧钻后可以重新恢复生产；老井眼的油层不好，而井眼附近有好的油层，侧钻后可开采新的储量。解除储集层损坏。清除油管结垢

30、，清蜡、清除乳化液或水的堵塞。图 修井打打捞工具完井钻井工程的的最后环节节。在石油油开采中，油油、气井完完井包括钻钻开油层，完完井方法的的选择和固固井、射孔孔作业等。对低渗透率率的生产层层或受到泥泥浆严重污污染时，还还需进行酸酸化处理、水水力压裂等等增产措施施，才能算算完井。根根据生产层层的地质特特点，采用用不同的完完井方法。射孔完井法法。即钻穿穿油、气层层，下入油油层套管，固固井后对生生产层射孔孔，此法采采用最为广广泛。裸眼完井法法。即套管管下至生产产层顶部进进行固井，生生产层段裸裸露的完井井方法。此此法多用于于碳酸盐岩岩、硬砂岩岩和胶结比比较好、层层位比较简简单的油层层。优点是是生产层裸裸

31、露面积大，油油、气流入入井内的阻阻力小，但但不适于有有不同性质质、不同压压力的多油油层。根据据钻开生产产层和下入入套管的时时间先后，裸裸眼完井法法又分为先先期裸眼完完井法和后后期裸眼完完井法。衬管完井法法。即把油油层套管下下至生产层层顶部进行行固井，然然后钻开生生产层，下下入带孔眼眼的衬管进进行生产，此此种完井法法具有防砂砂作用。砾石充填完完井法。在在衬管和井井壁之间充充填一定尺尺寸和数量量的砾石。图 裸眼完完井法图 射孔完完井法不压井作业业不压井作业业这一思想想是19229年由美美国奥的斯斯公司提出出的，是指指通过钢丝丝绳和绞车车控制油管管的起下。11960年年美国人布布朗发明了了液压不压压

32、井作业设备用用于油管起起下，从此此作业机独独立于钻机机和修井机机。19881年VCC井控服务务有限公司司设计出车车载式液压压不压井作作业机，使使不压井作作业机具有有高机动性性。目前国国外已经广广泛用于欠欠平衡钻井井、完井、射射孔、压裂裂、修井和和油田增产产措施中。在油田生产产中，几乎乎所有的油油层在从勘勘探到开发发及后期的的维护过程程中都会受受到不同程程度的损害害，但不压压井作业技技术的引进进为实现真真正意义上上的油气层层保护提供供了可能。不不压井作业业设备就是是一种可以以有效保护护油气层、减减少储层污污染、提高高单井采收收率的设备备。它的使使用减少了了常规的压压井作业，使使油气层有有效防护了

33、了压井液的的污染，并并且提高了了低压低渗油气气田修井难难的问题。需需要指出的的是，不压压井设备并并不是一种种增产设备备，它不像像压裂等施施工设备，作作业后就能能立竿见影影地见效，它它的施工效效果体现在在气井的长长期开发中中，它可以以配合压裂裂设备等一一些对储层层改造的设设备共同作作业，从而而提高边际际油气田油油气井难动动用储量的的开采，延延长油气井井的开采寿寿命。定向井定向井技术术是当今世世界石油勘勘探开发领领域最先进进的钻井技技术之一，它它是由特殊殊井下工具具、测量仪仪器和工艺艺技术有效效控制井眼眼轨迹，使使钻头沿着着特定方向向钻达地下下预定目标标的钻井工工艺技术。采采用定向井井技术可以以使

34、地面和和地下条件件受到限制制的油气资资源得到经经济、有效效的开发，能够大大幅度提高高油气产量量和降低钻钻井成本，有有利于保护护自然环境境，具有显显著的经济济效益和社社会效益。定定向井就是是使井身沿沿着预先设设计的井斜斜和方位钻钻达目的层层的钻井方方法。其剖剖面主要有有三类：两两段型：垂垂直段+造造斜段；三三段型：垂垂直段+造造斜段+稳稳斜段；五五段型：上上部垂直段段+造斜段段+稳斜段段+降斜段段+下部垂垂直段。水水平井也是是定向井的的一种形式式。图 定向井井大位移井一般是指井井的位移与与井的垂深深之比等于于或大于22的定向井井，也有指指测深与垂垂深之比的的。大位移移井具有很很长的大斜斜度稳斜段

35、段，大斜度度稳斜角称称稳斜航角角，稳航角角大于600度。由于于多种类型型的油气藏藏需要，从不不变方位角角的大位移移井又发展展了变方位位角的大位位移井，这这种井称为为多目标三三维大位移移井。井的的垂直井深深与井的水水平位移比比已由800年代末的的1：2进进展到900年代末的的1：3。大大位移井钻钻井已在美美国、澳大大利亚、欧欧洲和我国国海上实施施。海上有些小小油田如单单独开发建建造平台成成本很高，没没有经济效效益。如果果这些小油油田在已有有生产平台台的钻井能能力范围以以内，就可可以用钻大大位移井的的方法，钻钻到小油田田的井位上上，利用现现有生产平平台的生产产设施进行行采油。这这样可以节节省大量投

36、投资。另外外，海上和和陆地上有有很多断块块油气藏，如如果在一个个固定平台台上，用大大位移井把把许多油气气藏串联起起来，可以节省省大量重复复建设的费费用。同时时，在已生生产油气田田的外围有有许多要进进一步扩大大勘探的目目标，根据据目前钻大大位移井的的能力，2200平方方千米的范范围内都有有可能用现现有的生产产平台上的的钻井装备备进行钻探探，可大大大的降低勘勘探费用。图 大移位位井第二章 石石油装备技技术发展及及趋势钻井装备发发展的历程程由于地质条条件和油气气储藏分布布不同，为为求效率最最大化，油油气钻采过过程对设备备和操作流流程都会有有不同的要要求。因此此，也产生生了众多新新的进展。概念时期（1

37、900-1920）：旋转钻井、钻井液、牙轮钻头、水泥固井发展时期（1920-1950）：牙轮钻头、固井工艺和固井液进一步发展、大功率钻井设备科学钻井时时期（19950-19970）：射流流理论、三三合一牙轮轮钻头、喷喷射钻井技技术、最优优化钻井技技术、螺杆杆钻具、单单多点测斜斜仪、定向向井、丛式式井自动化初期期（1970-19995）：地面半自自动化：直直流电动钻钻机/液压压驱动/复复合驱动钻钻机、顶驱驱装置；井井下半自动动化：PDDC钻头、泥泥浆马达/导向钻井井系统、水水平井、大大位移井、分分支井自动化完善善期（19995- ）地面面自动化：交流变频频电动钻机机、连续管管钻机；井井下自动化化

38、：地质导导向、自动动垂直钻井井系统、旋旋转闭环导导向钻井系系统、智能能完井、智智能钻杆我国企业在在十一五期间完完成的技术创新新项目我国企业十十一五期间间重大技术术与装备突突破10项重大大装备10项核心心技术1. 9000米米钻机水平平井2. 120000米钻机气气体3. CGDS-I近钻头头地质导向向系统4. 德玛LWDD5. 自动垂直钻钻井系统6. 交流变频系系列顶部驱驱动装置7. 气体钻井成成套装备8. 全过程欠平平衡配套装装备9. 连续管作业业机10. 双燃料/高高可靠性钻钻机动力机机组1. 分支井钻井井2. 欠平衡钻井井3. 全过程欠平平衡钻井4. 中浅井快速速钻井5. 4000米米大

39、位移钻钻井6. 密集定向井井防碰绕7. 高效PDCC复合钻井井8. 套管钻井9. 高压气井井井控10. 连续管技术术石油装备技技术发展趋趋势目前，国内内外已建立立起一套更更科学、更更先进、更更完善的设设计思想、设设计理论、设设计方法和和设计软件件，引进了了相关学科科的高新技技术与设备备，进一步步提高了石石油钻机的的整体设计计和制造水水平。近年年来，石油油钻机的发发展呈以下下新趋势：型式更趋于于多样化钻机品种更更趋向多样样化、系列列化，研制制出了适用用于不同地地区、不同同环境条件件，能满足足不同钻井井工况、不不同钻井工工艺、不同同井深和不不同井型要要求的专业业化特种钻钻机，形成成了石油钻钻机的多

40、样样化，进一一步提高了了钻机的适适应能力，扩扩大了作业业范围，提提高了钻井井效率。技术更趋于于先进化通过交流变变频、液压压驱动、自自动控制和和人工智能能等先进技技术的交叉叉结合，并并随着计算算机、通讯讯和网络技技术的广泛泛应用，钻钻井装备的的机械化、自自动化、智智能化发展展显示出更更大的优越越性，钻机机技术的集集成化、信信息化、智智能化、自自动化及完完善的钻井井专家系统统，有可能能从根本上上改变钻井井方式，大大幅度提高高钻井效率率。设计更趋于于人性化新型钻机充充分体现以以人为本的的思想，特特别注重HHSE(健健康、安全全、环保)方面的考考虑，最大大程度地满满足环保、安安全等要求求，设计更更精细

41、，最最大程度地地采用遥控控设备，通通过钻机的的自动化设设计，尽量量避免人工工作业和高高空作业。另另外，通过过提高钻机机的移运性性和模块化化水平，尽尽可能减少少运输车次次，降低安安装难度。水平井技术术与装备水平井是指指在油气藏藏产层内有有一定延伸伸长度、井井斜角接近近90的水水平井段的的特殊形式式油气井。水水平井钻井井技术是在在定向井钻钻井技术的的基础上发发展起来的的。一般的的油井是垂垂直或倾斜斜贯穿油层层，通过油油层的井段段较短。而而水平井是是在垂直或或倾斜地钻钻达油层后后，井筒转转达接近水水平，与油油层保持平平行，得以以长井段的的在油层中中钻进直到到完井。油油井穿过油油层井段上上百米以至至二

42、千余米米，生产能能力比普通通直井、斜斜井生产能能力提高几几倍一般来来说，水平平井适用于于薄的油气气层或裂缝缝性油气藏藏，目的在在于增大油油气层的裸裸露面积。上世纪40070年年代，美国国和前苏联联等国钻了了一批水平平井试验井井。70年年代后，美美国、加拿拿大、法国国等国开展展了水平井井开发油气气藏的研究究，进入880年代，此此项技术才才大规模工工业化推广广应用。水水平井工艺艺实际上是是定向井、大大位移井技技术的发展展和进步。根根据井眼的的曲率半径径可将水平平井分为长长半径水平平井、中半半径水平井井和短半径径水平井三三种类型；根据其深深入地层状状况又可分分为阶梯式式、联通式式等；又分分为常规水水

43、平井、非非常规水平平井。其中中非常规水水平井包括括：阶梯式式水平井、三三维水平井井、多靶点点水平井、拱拱形水平井井、成对水水平井、测测钻水平井井、连通水水平井、多多分支水平平井。近几年水平平井钻井技技术获得了了迅速发展展并大量投投入实际应应用。采用用的技术包包括导向钻井井组合、随随钻测量系系统、串接接钻井液马马达、PDDC钻头和和欠平衡井井等。目前前水平钻井井流程较通通常使用的的随钻测量量系统有贝贝克休斯的的MWD（mmeasuuremeent wwhilee driillinng）、LLWD（llog wwhilee driillinng），哈哈里伯顿的的FEWDD（Forrmatiion

44、EEvaluuatioon Whhile Drilllingg）等。根根据不同的的作业需求求经常采用用不同的仪仪器组合，如如常用的：伽玛、电电阻、密度度、孔隙度度四道地址址参数的仪仪器组合，伽伽玛、电阻阻率两道地地质参数的的仪器组合合。施工过过程中主要要以动力钻钻具为钻进进工具的导导向钻进为为主。作业过过程中用到到随钻测井井技术、地地层预测技技术、轨迹迹预测技术术、轨迹精精确调整技技术，井下下钻具监测测技术。FFEWD可可以测量的的参数包括括：地质参参数（双向向自然伽玛玛、4种探探测深度的的电阻率、补补偿中子孔孔隙度、岩岩石密度），定定向井工程程参数（井井斜角、方方位角、磁磁性工具面面、高边工

45、工具面），井井下仪器工工矿诊断（钻钻具振动量量、仪器工工作温度），磁磁参数测量量（地磁场场强度、磁磁倾角）。十一五期间间，我国累累计完成水水平井35547口，是是“十五”的6.99倍。平均均单井产量量提高3-5倍，超超浅层水平平井、SAAGD井、分分支井、鱼鱼骨井、大大位移井等等取得实质质突破。图 水平井井连续管钻井井技术与设设备据国外的经经验，与用用常规钻井井或修井设设备达到同同样的目标标相比，用用连续油管管可节约费费用25%至40%。在钻机机动迁费高高的地区，用用连续油管管进行无钻钻机过油管管重钻甚至至比常规重重钻降低550%以上上成本。连连续油管钻钻井技术具具有无接头头、无变径径、弯曲大

46、大、能动态态密封和强强度大、承承压高、体体积小等特特点。连续续管钻井技技术和欠平平衡工艺可可以很好地地应用在老老井重入加加深、钻水水平井上，对对油田增产产、难动用用储量开采采，利用现现有井筒低低成本开采采深部储层层、提高最最终采收率率有重要作作用。美国国从上世纪纪90年代代就开始研研究和使用用连续管，我我国近些年年也加大了了对连续管管钻井技术和和装备的研研究。主要设备包包括：连续续油管装置置、井下工工具仪器和和循环除砂砂装置三大大部分。连连续油管钻钻井技术为为进行短半半径、大位位移、多侧侧向的水平平钻井，以以及欠平衡衡、小井眼眼钻井，提提供了安全全、先进、有有效的技术术手段。图 连续管管作业机图 连续管管工具地质导向与与旋转导向向钻井技术术斯伦贝谢公公司于900年代中期期研制成功功近钻头传传感器，并并将其应用用在导向钻钻井作业中中，形成了了一种新的的导向钻井井技术即地地质导向钻钻井技术，并并将这项钻钻井技术向向全世界推推广。另外外，为发展展地质导向向钻井技术术，斯伦贝贝谢公司还还研制成功功测传马达达(insstrummenteed stteeraable motoor)，为为地质导向向钻井又增增加了新的的工具。地地质导向钻钻井的特点点是，由于于传感器离离钻头较近近，因此能能实时地把把钻头附近近的测量数数据传送到到地面，钻钻井工程师师可根