????中國石化新聞網訊(李江輝?梁子波)3月15日,集團公司召開2011年科技進步工作會,會上表彰了2010年度中國石油化工集團公司科學技術發明獎、進步獎以及中石化優秀創新團隊,勝利油田鉆井院提交的科技成果自動垂直鉆井系統研制技術獨占鰲頭,喜獲科學技術發明一等獎。
????自動垂直鉆井技術是上世紀末發展起來的一項自動化鉆井新技術。這項技術能降低油氣開發成本,提高油氣采收率,被稱為代表了目前垂直鉆井技術最高水平。在我國,高陡構造的防斜打快是一個尚未解決的技術難題。目前直井的井斜控制主要還是靠鐘擺組合降斜,但其降斜能力嚴重地受到鉆壓的影響。利用這種鉆具組合只能采取吊打的方式,不能采用正常的鉆壓鉆進。因此,它是一種以犧牲鉆速換取質量的消極方法。
????為了解決直井特別是高陡構造條件下的突出井斜問題,降低油氣開發成本,提高油氣采收率,有效解決防斜打快的問題,經過專家的反復論證和研究,自動垂直鉆井系統研制作為國家863海洋技術領域的重大專項,于2005年6月正式簽署任務合同書,委托勝利石油管理局鉆井院牽頭,聯合北京普利門公司和中國石油大學共同進行該項目研究。
????在項目研制過程中,他們通過采取產、學、研為一體的聯合協作方式,組建了國內一流的自動垂直鉆井系統的研發團隊,充分發揮了集石油工程、機電一體化、自動控制和計算機技術等多種學科為一體的整體技術優勢,確保了課題高效有序運行。他們在國內現有的油氣井工程發展的技術水平上,依托現場工程實際,開展系統總體方案設計、垂鉆系統井下閉環控制技術的研究、防斜執行機構設計、旋轉密封和液壓平衡系統技術研究,在國內首次提出捷聯式穩定平臺的技術方案。5年的努力,換來了豐碩的研究成果,研制成功了完全自主知識產權的自動垂直鉆井系統,采用動態推靠方式實現了鉆進過程中的主動防斜、實時糾斜。他們研制成功了捷聯式穩定平臺測試系統、標定轉臺系統和糾斜推靠機構測試系統,提出了“地層造斜力一定的條件下維持某個最小降斜率所要求的導向力最小”為目標的垂鉆系統底部鉆具組合優選方法。他們編制了自動垂直鉆井系統底部鉆具組合力學特性分析及配套鉆井參數計算程序,自主創新的捷聯式穩定平臺裝置、機械式自動垂直鉆井工具和調制式旋轉導向偏置工具等3項技術獲得了國家發明專利。
????2008年9月,自動垂直鉆井系統在坨181井進行了首次現場試驗并獲得成功。鉆進進尺1689.04米,累計純鉆時間為41.79小時,平均機械鉆速高達每小時40.43米,全井段井斜控制在1度以內,糾斜效果明顯,初步驗證了自動垂直鉆井系統的可行性、穩定性及可靠性。截至目前,該項目已經研制開發4套自動垂直鉆井井下工具系統樣機,并進行了7口井的成功應用。其中在宣頁1井,應用捷聯式自動垂直鉆井系統工程樣機進行作業,成功解決了該井段井斜問題,垂鉆工具從806.3米下入,于1017.18米取出,進尺210.88米,工具在井下工作103小時,累計純鉆64小時,機械鉆速高達每小時3.3米,與沒有使用垂鉆工具相比,機械鉆速提高213%,井斜從測深791.75米處的2.86度下降到測深997.39米處的1.2度,其中最小井斜為968.56米處1.09度。
????自動垂直鉆井技術的攻關成功,打破了國外技術壟斷,充分展現了國產技術水平。它具有完全自主知識產權的自動垂直鉆井系統能夠解決高陡構造、大傾角地層等易斜地層的防斜打快問題,對于提高鉆井速度、降低鉆井成本、順利實現勘探開發目標,具有極其重要的現實意義。
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