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中國石油鉆井裝備制造業的調查
裝備是先進技術的載體，對于石油鉆井來說，沒有過硬的鉆井裝備，就無法實現優質、健全、高效勘探開發目的，也無法為勘探開發提供保障。從某種意義來說，裝備是勘探開發的尖兵利器。記者從10月30日至31日在北京舉行的“世界石油大會中國國家委員會中國油氣論壇2009——鉆井裝備展覽會”了解到，幾十年來，中國石油鉆井裝備取得了跨越式發展，設備制造從低端走向高端，不僅滿足了中國石油勘探開發的需要，還走出國門，遠銷國際市場，有的裝備如頂驅、鉆機、防噴器等，中國已經成為全球最大的供應商。
從引進到自主創新：我國鉆井裝備逐步國產化
中國是世界上最早應用鉆井技術的國家，早在公元前69年就出現了天然氣井，在公元1206年到1368年就產生了油井。隨著油氣井的出現，鉆井裝備也應運而生。公元1041年到1053年形成了用空心竹子做的套管，這是我國最早出現的鉆井裝備。
解放后，受我國基礎工業水平的制約，鉆井裝備水平一直落后于世界先進水平，總結我國現代鉆井裝備的發展基本可以分為三個階段。
20世紀50年代到70年代為現代石油鉆井裝備的初創階段。這一階段的主要特點是引進和仿制前蘇聯機動鉆機，驅動方式以聯合驅動為主。這一時期石油裝備主要是引進、仿制、配套應用，各油田機械制造企業，主要是進行設備的大修保障。
20世紀80年代到1995年是石油鉆井裝備的發展階段。這一階段引進了美國NSCO1320鉆機，在此基礎上，半仿半自主研發了ZJ45等一系列鉆機。同時，驅動裝備也有了較快發展，不僅形成了國產重型鉆機生產能力，同時配套工具與儀器也得到了一定發展，設備的國產化水平與性能得到提升，在此基礎上，中國石油形成了噴射鉆井、定向井、叢式井、水平井鉆井技術，大幅度提高了鉆井施工能力。
1996年至今是石油鉆井裝備自主研發能力大幅度提升的階段，在引進和消化國外先進技術的基礎上，獨立自主研制出了一系列不同類型的專業化特種鉆機，形成了石油鉆機的多樣化。我國在生產出第一臺新型電驅動鉆機ZJ70D鉆機之后，不斷創新，相繼生產出一批新型石油鉆井裝備，包括被盛譽以“尖兵利器”打贏東海石油保衛戰的春曉海洋平臺模塊鉆機、全球首臺人工島7000米環形軌道移動模塊鉆機，以及代表我國鉆機制造水平的12000米特深井鉆機等等。
隨著鉆井裝備的發展，我國的鉆井水平也有了大幅度提升。1950年中國石油工業鉆井19口，進尺0.69萬米，到2008年僅中國石油鉆井數就達到19229口，進尺3545萬米。我國鉆井規模已經達到世界第二位，僅次于美國，居世界第二。
從自給到走向世界：成為全球知名供應商
衡量一個國家鉆井裝備水平的高低，并不僅僅要看石油鉆井鉆到了多深，還要看其性能與國際上同類產品相比是否具有優勢，是否被國際同行接受，也就是能否進入國際市場，并在國際市場上保持較高的市場占有率。
近幾年，我國經濟快速發展，對能源生產提出了更高的要求。為保障國家能源安全，我國不斷加大油氣資源的勘探開發力度。隨著鉆井難度日益加大，對鉆井裝備的要求也越來越高。為了滿足復雜地形的鉆井條件，我國加強研發，不斷創新，多項技術已處于國際領先地位。
首先，鉆深能力有了很大提高。繼2003年成功研制國內首臺9000米超深井交流變頻鉆機之后，2007年底，我國又自主研發了鉆深能力達到12000米的電驅動鉆機，在川西海相科學探索井川科1井上安裝調試成功，并投入使用。該鉆機被公認是目前全球技術最先進的特深井陸地石油鉆機之一，它的研制成功,大大提升了我國石油鉆井裝備在國際市場的競爭力。
隨著石油天然氣鉆井技術的發展，經歷了頓鉆、轉盤鉆井時代，而頂部驅動鉆井裝置的出現，則是鉆井技術的又一次飛躍。頂驅是當今油氣鉆井界重大前沿技術與裝備，被譽為近代鉆井裝備的三大技術成果之一，過去一直被美國、加拿大等少數發達國家的幾家公司壟斷。我國自上世紀80年代末開始追蹤研究這一技術，并于1995年完成首臺樣機的試制，2003年開始實施頂驅裝置的國產化規模生產，到2006年3月僅北京石油機械廠頂驅出口銷售就超過30臺。目前頂驅裝置已出口到全球多個地區，包括美國、巴基斯坦、哈薩克斯坦、沙特、埃塞俄比亞、伊拉克和伊朗等40多個國家，我國的頂驅裝備出口已經排在世界前列。
在鉆機、驅動裝置飛速發展的同時，防噴器、液控裝置、管匯等井控裝備也有了很大提升。尤其是防噴器，在經過20多年的研發，我國已經擁有了自己的核心技術，相繼攻克了材料耗能、防腐技術、密封結構、橡膠生產等一系列關鍵技術，陸續開發了一系列新產品。目前河北華北石油榮盛機械制造公司已成為全球產量最大的陸上防噴器生產企業，為提高我國鉆井和作業裝備水平，降低生產成本，特別是保障我國鉆井生產的安全做出了重要貢獻。
近幾年，我國的石油鉆井裝備、工具及儀器得到了快速發展，不僅提高了石油鉆井業務能力和水平，同時也提高了勘探與開發的效果，制造企業也得到了快速發展。目前，寶雞石油機械有限責任公司生產的鉆機、中國石油鉆井工程技術研究院北京石油機械廠生產的頂部驅動裝置、河北華北石油榮盛機械制造公司的防噴器都成為世界知名的供應商。在鉆井裝備領域，我國已經從進口國發展成為了一個出口大國。
從現在走向未來：科技創新造就入地“神七”
自1993年成為石油凈進口國依賴，我國石油對外依存度越來越大，目前已超過50%，為保證我國能源供應，必須加大油氣資源的勘探開發力度，向陸地深層和海洋進軍，向復雜地層和低豐度、低滲透率油氣層要產量、要效益。而國外能源供給僅靠從市場上購買也是非常不可靠的，取得原油產地的勘探開發權，通過合作開發獲取份額油是國際上石油進口國通常的做法，而中國作為新興經濟體的代表，在世界石油巨頭已瓜分完的市場中爭取資源，其難度更大，不僅需要國家層面的能源外交，也需要以更低的成本，更先進的裝備技術做保障。這就要求中國石油鉆井工程通過技術攻關，不斷提高裝備的適用能力，優化鉆井設計，采用新技術、新材料、新方法，提高鉆井速度，縮短建井周期，降低成本，不斷擴大油氣資源可利用范圍。
國外技術發展和應用實踐表明，連續管鉆井技術將成為利用鉆井工程技術提高油氣采收率的重要手段。連續管鉆井技術和欠平衡工藝可以很好地應用在老井重入加深、鉆水平井上，對油田增產、難動用儲量開采，利用現有井筒低成本開采深部儲層、提高最終采收率有重要作用。美國從上世紀90年代就開始研究和使用連續管，我國近幾年也加大了對連續管鉆井技術和裝備的研究。中國石油集團鉆井工程技術研究院江漢機械研究所，對連續管鉆井技術和裝備進行了持續的研究，也取得了很大進展。新型復合式連續管作業機的問世進一步增強了連續管鉆井的適應能力，配套專用工具的改進也取得了可喜的進展，使連續管作業機進一步向數字化、智能化方向發展，相信連續管鉆井裝備在未來一定會為鉆井行業帶來更多更快的進步。
隨著陸地資源的日益枯竭，石油天然氣開采正在逐步向海洋轉移，各國都加大了對海上鉆井裝備和技術的研究。我國海洋油氣開發已經有近40年的歷史，但從海洋工程裝備和技術角度看，與世界先進國家仍存在較大差距，尤其是半潛式平臺技術方面的差距更為顯著。目前深海鉆探作業呈迅猛的增長趨勢，導致半潛式鉆井平臺供不應求。因此，研制具有自主知識產權的半潛式鉆井平臺對我國來說是一個具有前瞻性和迫切性的重要課題。
總的來看，近幾年石油鉆井裝備主要呈現出以下這些趨勢。首先，形式更趨于多樣化。隨著鉆井技術的發展，對鉆井裝備提出越來越多的新要求，鉆井裝備向著多樣化、系列化的方向發展。要研制出適用于不同地區、不同環境條件，能滿足不同鉆井工況、不同鉆井工藝、不同井深和不同井型要求的專業化特種鉆機。其次，技術更趨于先進化。通過交流變頻、液壓驅動、自動控制和人工智能等先進技術的交叉結合，并隨著計算機、通訊和網絡技術的廣泛應用，鉆井裝備的機械化、自動化、智能化發展顯示出了更大的優越性。同時，設計更趨于人性化。新型鉆井裝備充分體現以人為本的思想，最大程度地滿足環保、安全等要求，設計更精細，最大程度地采用遙控設備，通過鉆機的自動化設計，盡量避免人工作業和高空作業。
石油鉆井裝備的發展也對配套裝備的發展提出了要求。為適應鉆井裝備機械化、自動化、智能化和遙控的要求，還應同步加快研制適應現代鉆井作業的機械化設備及配套儀器儀表、井口工具等，進一步提高鉆井作業效率和鉆機整體的自動化水平。
在油氣資源全球化的情況下，中國石油依靠自主研發制造的石油鉆井裝備，不僅為中國物裝企業贏得可持續發展的利潤和空間，還創造了低成本的工程技術服務優勢，讓中國石油參與國際合作中更加具有競爭力。
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