摘要：通过对当前国外石油钻机新技术的介绍和国内石油钻机装备的现状及问题的分析，提出了石油钻井装备的发展趋势，并重点介绍了矢量控制全数字变频超深井钻机ZJ70DB。

关键词:石油钻井钻机钻井技术

当前的经济形势使我国油气工业面临着巨大的压力，加之跨国石油公司进入我国市场所形成的压力，使得我们必须大力推进技术进步。在这种背景下，我国钻井行业要想和国外钻井承包商及其技术服务公司争夺国内钻井市场，并挤入国际钻井市场，除了保持钻井技术持续高速发展之外，还必须有技术先进的钻机。

一、国外石油钻机新技术

为了适应浅海、海滩、沙漠和丘陵等不同地带油气藏的勘探开发，国外研究改进、开发创新了多种新型石油钻机，涌现了许多新结构、新技术，美、德、法、意、加和罗马尼亚等国先后开发了各种类型的石油钻机。

1.挪威AKER MH公司可编程自动钻井系统(CADS)，该公司的第一套可编程管子处理系统己在挪威海上钻井平台上使用操作该系统时，司钻可以预先依次将起下钻操作步骤程序化，不需要分别操作绞车、顶驱、管子处理装置和卡瓦。钻台上除司钻操作室内的司钻外，不需要其它操作者。该系统总称为可配置自动钻井系统(CADS)，根据承包商和操作者的要求，该公司可将各种操作程序化。系统除有一套可编程管子处理系统外，还包括一套先进的防碰系统，用来防止操作间的相互干扰。在司钻操作室内，触摸屏代替了按钮和开关，同时配备有手动操作的备用系统，所有操作都是经过优化的，大大减少了起下钻时间，每小时可以起下55 柱立根。

2.Varco公司钻机在线监视与诊断系统

 Varco公司的E-Dri11是第一套可用于远程监视和诊断世界各地钻机上的Varco监测系统，钻机操作人员可以在1h以内和 Varco的技术人员取得联系，各种参数可以直接从置于Varco公司监测系统内的智能系统取得，用于最大限度提高顶驱、排管系统和Varco集成控制和信息系统(V-ICIS)的性能。通过该监测系统，操作人员可以访问由解决方案、事件记录、运行检查、通话记录组成的档案数据库，各钻机数据资源可共享。当遇到故障时，可与Varco公司的E-Dri11技术人员和钻机人员联系，分析故障原因并提出解决方案。

3.RIGSERV钻机集成控制系统

 RIGSERV钻机集成控制系统是安装在钻台上司钻控制室内完整和最先进的钻机集成控制系统其高度自动化能够使司钻能够方便地操纵多功能绞车、顶驱和铁钻工、钻杆操作器、交流动力和钻井仪表系统。安装在目前最巨型的海洋自升式钻机，其设计能够满足全世界全天候的工作环境和安全规范。该集成控制系统包括了司钻控制室、指触监控盘、指触式钻井仪表盘、闭路电视屏、通话设备等，能有效地操作整个钻井作业。其最大的优点是简单和实际、容易学习和熟练操作，是一个专业的钻井集成控制系统。

二、我国石油钻机装备的发展

我国目前已形成年生产钻深1000-9000米的各种陆地与海洋石油钻机200台的生产能力，并开发了可用于斜井和丛式井以及沙漠地区钻井用的钻机、顶部驱动、盘式刹车和交流变频驱动三项新技术，基本上跟上了国外钻机技术发展的步伐。全国目前有900多台大中型钻机，其中87%都为国产，在用石油钻机中，80%为机械驱动，20%为电传动。近些年来，我国的石油钻机已经在国际市场上占有一席之地。处理直接出口外，目前三大公司为了获得海外份额，已经有200多套钻机带到海外打井。

1.我国石油钻机装备发展中存在的问题

从整体上看，与国外钻机相比，主要表现在以下几方面的问题：

1.1技术更新缓慢，先进技术不够普及不少钻机超期服役，严重老化，约有50%的国产钻机的新度系数在0.3以下(含0.3)。更新钻机占钻机总数的比例低，电驱动钻机在国产钻机中所占的比例也仅占到6.8%，但仍远远低于国外水平。此外，国外已经相当成熟的8000米以上超深井、沙漠和海洋成套石油钻机在我国还是空白。

1.2产品的可靠性差。国产钻机的机械维修时间约占总生产时间的5-10%，而美国的钻机维修时间只占 2-3%。美国钻机配用的柴油机大修周期不于24万-3万小时而我国的钻机配用的柴油机大修周期只有1万-1.5万小时。国产钻机可靠性差的主要原因在于基础部件质量相对较差。

1.3缺少竞争力强的名牌产品。我国目前还没有能在国际市场上具有很强音争力的技术先进，质量稳定、可靠性高的名牌钻机。在我国机械行业中，石油钻机从总体上看是一种在国际市场上具有竞争力的机械产品。但是，我们必须充分利用发展中国家的“后发效应”，通过技术创新，跨越某些技术发展阶段，实现跳跃式发展，以达到赶超国际先进水平的目标。

2.ZJ70DB钻机特点分析

随着陆上复杂油气井、超深油气田及海洋深水油气田的开发、科学钻探以及科学钻井工艺技术的发展，迫切需要性能先进、自动化水平高的新型深井钻井装备。交流变频电驱动钻机是理想的深井钻井装备，以其先进的技术、简化的结构、优异的输出特性以及良好的适应性和可靠性、安全性，深受用户欢迎，已成为深井钻机的发展方向，其应用越来越广泛。

 ZJ70DB钻机采用了先进的交流变频驱动技术，电、气、液一体化设计、矢量控制全数字变频、齿轮传动单轴绞车、自动送钻、能耗制动、网络化、信息化技术，大大提高钻机传动效率，减少或避免机械事故、井下事故，极大地提高钻井时效，降低钻井成本，将为用户带来良好的经济效益。该钻机是集机、电、液、数字控制于一体的高技术产品，采用了矢量控制全数字变频、主电机和独立电机自动送钻技术、交流变频齿轮传动单轴绞车、绞车能耗制动等先进技术，钻机的智能化、自动化、网络化、信息化程度高。该钻机能充分满足国内外钻井要求和现代钻井工艺的需要，技术先进、性能优良、质量可靠，达到了国际同类产品的先进水平。它的研制成功大幅度提高了我国钻井装备的技术平，将对我我国石油勘探开发和参与国际市场竞争带来深远的影响。