路明

【摘 要】随着我国经济建设的不断加快，石油等重要化石能源的开采进度与要求也在不断提高，尤其是海洋石油的开采，同时海上钻井作业对模块钻机这类海上钻井设备的要求也越来越高。鉴于此，论文对海洋石油模块钻机陆地全工况模拟调试技术进行了研究，希望能够为相关人员的研究工作提供些许参考价值。

【Abstract】 With the acceleration of economic construction in China，the exploitation progress and requirements of important fossil fuels， such as petroleum， are also increasing， especially offshore oil exploitation， At the same time， the requirements of offshore drilling operations for modular drilling machines such as offshore drilling equipment are also increasing. In view of this， the paper studies the simulated debugging technology of the ground whole working conditions of offshore oil modular drilling rig， hoping to provide some reference values for the research work of related personnel.

【关键词】模块钻机；工况模拟；调试技术

【Keywords】module drilling rig； working condition simulation； debugging technology

【中图分类号】P751 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）07-0154-02

1 引言

随著海上石油开采对模块钻机要求的不断提高，不仅模块钻机的配置水平在不断提升，同时操作人员的专业程度以及建造设备时设备的磨合程度也在不断提升。通常情况下，模块钻机在海上所需的安装时间比较短，为了保证海上联合测试的如期进行，确保项目顺利投入生产，本文以湛江南海西部某石油公司开展的陆地全工况模拟为例，对其所使用的ZJ70/4500DB交流变频电动石油钻机进行了研究。

2 钻井工况介绍

2.1 正常钻井作业

正常钻井主要是指起钻、下钻以及钻进作业，具体来说：首先，在起钻的过程中，正常情况下顶驱与泥浆泵均是处在停止状态之下的，只有在井下不顺利需要倒划眼之时才例外，此时，钻井绞车是模块钻机的主要负载，且钻进的深度对负载大小有着一定影响。其次，在下钻的过程中，当下钻快要接触到底部时，也有可能会用到泥浆泵与顶驱设备。最后，在钻进的过程中，此时顶驱与泥浆泵以及绞车都是处于运行状态之下的，且顶驱工作负荷的大小也会受到速度以及扭矩的影响；若是存在两台泥浆泵同时工作，则其负载也会受到井下深度与难度的影响，通常情况下是在50%至85%之间；相对而言，此时绞车的负载便相对要小很多。主设备运行状态详见表1。

2.2 高泵冲与高泵压作业

高泵冲与高泵压作业是在钻大位移井的过程中需要用到的。在井的深度大于五千米之后，泥浆机的泵压与负载会显著增加，同时顶驱的扭矩也会变高，绞车负荷较大。主设备运行状态如表2所示。

2.3 倒划眼作业及处理井下事故

倒戈眼作业即指在起钻或者下钻探底时遇到比较大的阻力，需要两台泥浆泵与顶驱设备的同时运行，一边旋转一边向上提，进而降低上提时阻力大的影响，同样下钻探底的原理便是一边旋转一边探底。而在处理井下事故时，以卡钻期间的解卡为例，钻井绞车在上提的一瞬间会有比较大的负载，需要两台泥浆泵以及顶驱共同运行配合，而顶驱在运转过程中，也会产生比较大的扭矩。主设备运行状态如表3所示。

2.4 修井作业

一般情况下，修井作业过程中的负载不是特别大，故在该过程中主要应用的是绞车以及泥浆泵。钻机绞车的主要作用是将井下的管子以及油泵提出，而泥浆泵则只在压井时使用，此过程中的负载在40%至70%之间，顶驱则只使用辅助性功能，主电机处在停机状态下，无需使用。主设备运行状态详见表4。

3 工况模拟调试模型

模块钻机的陆地全工况模块调试主要是借助泥浆泵把钻井液由DSM打到钻台压井阻流管汇，再利用针阀调节压力实现调试，通常情况下钻井液会泄压进入DSM高架槽，并最终回到泥浆池中完成循环[1]。在启动泥浆泵使其进行工作状态之时，应尽可能的保证其他相关的用电设备也在同时运转，并通过在司钻房进行操作，使其在压力为3200psi至3500psi之间内正常运行，两台泥浆泵的泵冲大概在每分钟100冲左右。当转盘电机运行时，转盘的转速保持在每分钟180r时便是处在满负载运转状态。运行顶驱，转速则是20rpm至200rpm之间。而钻井绞车则负责带动油车与顶驱在速度不超过每秒0.9m的速度，完成提升与下放作业。在启动主要设备之前，需要按照相应的步骤首先启动各个辅助性的电机、泵以及风机等设备。

4 工况模拟过程实施

就现阶段的实际情况来看，工况的模拟需要一定的先决条件保证，简单来说，即所有涉及到的电气设备、机械设备以及辅助系统等均完成了单机调试，且经过相关方的检验合格。具体来说，工况模拟主要分为两个阶段，即准备阶段与调试阶段。

4.1 准备阶段

在准备阶段，首先要认真检查供电线路、淡水、燃油等辅助性材料是否到位，一旦发现材料缺或者数量不足，要及时向相关工作人员反映，保证必需材料的到位[2]。其次，要将通讯设备以及调试阶段必须要用到的仪表、工具等准备好，并对其质量与工作状态进行检查，确保其可以正常工作。再次，对所有涉及到的电气设备进行必需检查，主要包括绝缘检查、连接紧固抽查以及相间电阻的检查等，但不可仅限于上述检查，一定要保证电气设备的正常工作，排除电气设备工作的安全隐患。最后，还要对可以进行人工盘车的设备进行人工盘车，以此来保证在必要时能够采取适当措施进行有效的处理。

4.2 调试阶段

在调试阶段内，必须要在调试供应正常的条件下，对上文叙述中正常的钻井作业、高泵冲与高泵压作业、倒划眼作业以及处理井下事故等四种工况，分别进行12小时的连接模拟运行[3]。与此同时，在调试的实际过程中，还应该对该平台内所有正在运行的设备，进行定期巡回检查，对设备运行的参数进行测量记录，需要记录的参数主要包括振动、温度以及压力等。

5 结论

本文主要对钻井工况进行了详细介绍，同时分析了工况模拟调试模型，在此基础上，从准备阶段以及调试阶段这两方面，对工况模拟过程实施进行了研究。综上所述，为了更好地在陆地模拟钻井期间各个相关用电设备的实际工作情况，尽早找出设备自身以及初期磨合阶段存在的主要问题，同时还要对电控系统的能力进行有效考察。除此之外，项目组还要将陆地资源充分利用起来，最大程度的模拟钻机钻完井作业工况，并对重要设备进行带负荷联合运转检验。这样做的主要目的便是，利用模拟钻完井作业带来的作业负荷，对动力、水、电、钻井机械、高低压泥浆系统以及排污系统等关键设备进行联合实验，以此来确保上述设备处在正常的工作状态下，进而保证钻机在海上安装完成之后，可以尽快的投入钻完井作业当中，确保油田按期投入生产。海洋石油模块钻机在完成陆地全工况的模拟调试之后，可以发现钻机的性能基本满足海上作业要求，并且通过在处理过程中解决各种突发问题，很大程度上为后期作业规避了潜在风险，极大增强了作业时效。

【参考文献】

【1】刘兴财.海洋石油模块钻机钻井液固控系统设计[J].化工管理，2017（07）：168.

【2】陈有力.海洋石油钻机模块建造项目安全管理问题及解决策略[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2017（04）：31-32.

【3】万光芬，邱银锋，张昊.公共直流母线变频技术在海洋石油平台模块钻机中的应用[J].自动化应用，2016（08）：138-139+145.