钻井技术论文大全11篇

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（2）在开采超高压钻井时通常需要不断提高钻井的浓密度，以便能够使地层压力得以平衡，并保证钻井液的稳定性。在提高浓密度后可能影响高粘度及高密度钻井液除气效果，井控时难以有效分离毫米级的气泡，由于无法及时进行除气，所以极易造成井喷。

（3）在压力较高的油气层中实施开采中作业时，钻井常会出现溢流问题，在井控时通常需要关井。如关井立压过大，则钻井泵所承受的压力也在变大，在钻井泵无法承受立压时，压井作业就无法正常进行，这也会对井控作业的安全性造成影响。

二、井控安全技术在钻井过程中的应用分析

1.井控难点

某油田中的钻井共有890口，油藏储层埋深为1500m-2500m，天然气储藏埋深为2850m-3650m，油气储层具有渗透率低、连通性差及岩性致密的特点，属于低丰度、低渗油气藏。由于该油藏的地层压力较大，如在井控作业中没有重视采用安全技术控制溢流或油气侵的发生，则有可能引起重大安全事故。例如，该油气田中的12H井发生了井喷事故，钻井深度为3567m，关井时套压为15.7MPa，需要采用有效的井控安全技术恢复井下的压力平衡。

2.井控安全技术应用情况

（1）改善井控设备控制能力

改善井控设备控制能力是提高井控安全性的有效措施。该油田在改善井控设备所具有的控制能力时采用了以下技术：1）油田中34H井的节流阀存在反应迟钝、响应速度慢等问题，了解节流阀及钻井实际情况后对节流阀的结构进行优化，并同时配备了与节流阀相适应的硬质合金保护套，经改造后有效提高了节流阀的精度、强度及抗腐蚀能力，目前该井未发生井涌或井喷事故。2）该油田中的76H井为高压钻井，在实施井控作业时利用了U形分离装置代替原有的传统液位分离器，采用U形分离装置前天然气的处理量为450×103m3，应用U形分离装置后处理量为670×103m3，有效保障了井控安全。3）油田中的部分高密度井存在配备钻井液速度较慢的问题，为提高配备速度，在此类钻井中应用了气动加重井控装置。应用加重装置后有效提高了钻井效率，缩短了作业人员在井下等待的时间，同时也有效提高了井控的安全性[3]。

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1 前言

设备是企业的重要支柱之一，设备的生产能力对企业可持续发展起着至关重要的作用[1]。俗话说“一流的设备才能加工出一流的产品”，要想保持设备的良好状态，则必须要有一流的设备管理。在石油钻井行业，钻井设备种类多而杂，使用过程中会产生许许多多的数据，如何管理好这些数据是一项重要的工作。在过去，主要依赖人工填写纸质资料来处理这些数据，后来发展到计算机软件管理。由于石油行业钻井施工的分散性和流动性石油，使用设备管理计算机软件也存在一些难题，设备的信息仅集中在后勤机关部门，没有延伸到野外施工的钻井队一级，这种情况使得设备数据库中的数据不能与现场数据进行实现实时更新。

为了更好地做好钻井设备管理工作，江苏油田信息中心开发了基于数据中心的钻井设备信息管理系统，实现了钻井设备管理的信息化、网络化。

2 解决方案

2.1设计思路

开发一个钻井设备信息管理系统，利用无线传输技术，将系统延伸到钻井队。后勤设备管理部门负责采集设备静态信息——设备基本信息，钻井队和维修部门负责录入设备维修信息，所有数据集中保存到基地数据中心，实现野外钻井队和后勤基地数据共享。

2.2功能设计

按照功能，将钻井设备信息管理系统划分为数据采集、生成报表、数据查询、代码维护、用户配置等，具体实现以下目的：

（1）数据采集

实现钻井设备信息的采集，具体分为静态信息和动态信息，静态信息是指设备基本属性，动态信息是指设备使用信息和维修信息。

（2）生成报表

根据用户输入的查询条件，按照给定的模版自动生成一定格式的报表，供用户进行下载和打印论文格式模板。

（3）数据查询

供用户使用不同的条件查询设备的静态信息和动态信息。

（4）代码维护

管理人员可以对设备类别等代码进行扩展维护。

（5）用户配置

管理人员可以对各类用户进行授权配置，使不同的用户能够操作不同的数据石油，从而保证系统的信息安全。

系统的结构组成见图1。

图1 系统结构组成示意图

3 系统功能实现

3.1软件设计

在石油行业，进行钻井施工作业的钻井队具有分散性和流动性的特点，如果采用常规的安装计算机软件的方法，将导致软件维护升级工作难度非常大。为了避免这个问题，采用了基于Web的形式，即B/S模式。

3.2编码

钻井队用到的设备类型多而杂，每一种设备需要关注的属性也不一样，为了解决这个问题，采用了编码的方法。

（1） 钻井设备类型编码

对油田用到的所有钻井设备进行分类，然后进行编码，具体情况见表1。

 

钻井设备代码

钻井设备名称

0100

钻机组成部件

0101

井架

0102

天车

0103

游动滑车

……

……

0200

工程设备

0201

钻井泵

0202

柴油机

0203

压风机

……

……

0300

钻井液设备

0301

振动筛

0302

除砂器

0303

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1.冻结法与钻井法凿井介绍立井井筒工程是矿井建设的关键工程。我国立井井筒的主要特点是井筒深度大、断面积大、表土层厚、水文地质条件复杂，导致其施工难度大、施工技术复杂、施工周期长。立井井筒表土段施工方法是由表土层的地质及水文条件决定的。立井井筒穿过的表土层，按其掘砌施工的难易程度分为稳定表土层和不稳定表土层。在不稳定表土层中施工立井井筒，用普通的施工方法是不可以通过其表土层的，必须采用特殊的施工方法，如冻结法、钻井法、沉井法、注浆法、和帷幕法等。我国目前主要以冻结法和钻井法为主。

冻结法凿井就是在井筒掘进之前，在井筒周围钻冻结孔，用人工制冷的方法将井筒周围的不稳定表土层和风化岩层冻结成一个封闭的冻结圈。以防止水或流砂涌入井筒抵抗地压，然后在冻结圈的保护下掘砌井筒。待掘砌到预计的深度后，停止冻结，进行拔管和充填工作。钻井法是用钻头刀具破碎岩石，用洗井液进行洗井排渣和护壁，直到将井筒钻到设计直径和深度后，进行支护的机械化凿井方法。

2主要施工设备工作原理分析2.1冻结法人工制冷设备冻结法凿井分为钻冻结孔、形成冻结壁和井筒掘砌三大工序。首先在未开凿的井筒周围打一定数量的冻结孔，其深度穿过不稳定岩层进入稳定岩层，在孔内安装冻结器。

形成冻结壁是冻结法凿井的中心环节，是岩层冷冻的结果。人工制冷是通过冻结站的氨循环系统、盐水循环系统、和冷却水循环系统来实现的。通常使用氨作为制冷剂。利用氨由液态变为气态吸热的原理达到制冷。液态氨吸收蒸发器周围盐水的热量，变为饱和气态氨，经压缩器压缩变为过热蒸汽氨，进入冷凝器中与冷却水进行热交换，又变为液态氨，经调节阀降压后成为低压、地温的液态氨，回到蒸发器中重新汽化，构成氨的循环系统。

2.2钻井法凿井主要钻井设备钻井法凿井的钻井设备主要为钻井机，钻井机由多套设备组成，各设备的构造由钻井工艺确定，按设备所起作用不同分为以下几个系统：

钻具系统设备。包括钻头和钻杆，它们的主要功用是使钻头在旋转中破碎工作面的岩石。

旋转系统设备。包括转盘及传动装置、方钻杆。它们的功用是，电动机或液压马达驱动转盘产生旋转扭矩并经方钻杆传给钻杆和钻头，使钻头旋转。

提吊系统设备。包括钻塔、绞车、复滑轮组、大沟。主要用于提升和下放钻具。正常钻进时，提吊钻具、控制钻压并调节给进速度；砌井时，提吊下方井壁。

洗井系统设备。免费论文。洗井系统设备主要有水龙头、压气排液器、排浆管和排浆槽，在地面还有沉淀净化、清除岩渣和空气压缩机等辅助设备。它们的功用是产生洗井液循环的动力，造成洗井液的循环；使洗井液及时清除钻头破碎的岩渣，避免刀具重复破碎岩渣，提高钻井速度和效率；对刀具进行冲洗和冷却。

辅助设备。包括钻台车、封口平车、龙门吊车和气动卡瓦等。

3施工技术对比3.1冻结法施工特点冻结法施工其主要的技术包括冷冻站的安装、钻孔的施工、井筒冻结、井筒掘砌,在复杂和特殊地层施工中具有很大的优越性:

(1) 支护结构灵活、易控制。可根据不同地质条件、环境及场地条件灵活布置冻结孔、调节冷媒水的温度,从而获得高质量的冻土帷幕,特殊情况下还可以采用液氮进行快速抢险,与盐溶液人工冻结法相比,液氮人工冻结法具有温度低、冻结速度快、冻结强度高、无污染等优点。同时可通过地温监测指导施工,符合现代信息化施工的要求。

(2) 适应性强。它适应于各种复杂地质及水文地质条件下的任何含水地层的土层加固,并且基本不受基坑形式、平面尺寸和深度的影响。

(3) 隔水性好。它本身就是地下水的控制系统,防渗性能是其它施工方法无法相比的。免费论文。

(4) 对环境影响小。它充分利用土体自身的特点,材料是土体本身,对地下水及周围环境无污染,冻结壁解冻后,冻结管可回收,地下土层恢复原状,对地下工程较为有利。

(5)缺点是存在钻机性能跟不上要求、制冷系统跟不上要求、冻结壁强度不够、井壁结构设计不合理等问题，导致产生断管等重大事故。免费论文。

3.2钻井法施工特点钻井法施工主要工艺过程包括井筒的钻进、泥浆洗井护壁、下沉预制井壁和壁后注浆固井等。

(1)钻井法实现地面作业或远距离控制操作，彻底改变了普通凿井法打眼放炮的井下作业方式，从根本上改善了凿井工人的劳动条件和安全条件。

(2)施工机械化。钻井法均实现了凿井工艺综合机械化和部分工艺自动化，使凿井工人从繁重的体力劳动中解脱出来。由于钻井速度快，劳动生产率高，降低了工程成本，建井投资费用比普通凿井法低15%~40%。

(3)立井建井法采用地面预制钢筋混凝土井壁，井壁强度高，质量好、减少了井筒的维护和排水费用。

(4)钻井法不但能钻凿不稳定的松软岩层，而且能钻凿稳定的硬岩层。可以钻凿立井、斜井，也可以钻凿地下的垂直、倾斜巷道。

(5) 在钻井法施工中也存在一些问题，例如成井偏斜率大，生钻头、刀盘、滚刀、吸收器及风管等物意外掉落井内，在不稳定地层中、松散的流沙及砂砾层中易出现塌帮。

4 　结论通过对两种特殊凿井法的比较可知,两种凿井法各有利弊,实践中要结合各地层的具体情况,合理地使用两种凿井法。冻结法施工不受井筒直径和深度的限制，在深厚表土层中建凿井筒时得到广泛应用,同时还应用到建设斜井、水利工程、地下铁道、过江隧道等工程。钻井法在高层建筑桩基础、大桥墩桩、高架公路基墩工程中也有广泛应用。

参考文献

【1】王建平,靖洪文,刘志强.矿山建设工程[M].中国矿业大学出版社.2007.

【2】汪正云．钻井法与冻结法凿井技术对比研究[J]．山东煤炭科技，2008，(4)．

【3】赵士弘，马芝文.特殊凿井[M].中国矿业大学出版社.1993

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连续油管（coiled tubing，简称CT）是相对于常规单根螺纹连接油管而言的，又称为挠性油管、蛇形管或盘管，是油田钻井、完井、试油、采油、修井和集输等领域中重要的作业装备。进入21世纪以来，随着全球能源的紧张局势，国外的连续油管得到了飞速的发展，在在性能、规格、长度等方面都有很大提高，新型连续油管作业机性能的改进使得连续油管的应用更为广泛，连续油管在国内的应用处在初级阶段，具有很大的发展空间。本论文对连续油管的技术优势做了详细的分析，并对其焊接方法做了详细的阐述。

1.连续油管的技术优势

1.1降低钻井作业成本。美国应用小井眼连续油管技术钻井的成本目标是比现在常规钻井技术节省40%，50%的开支，最大深度1828.8m。原西德克隆斯用常规技术钻一口1524m油井的总成本为25―35万美元，而用小井眼连续油管钻井的成本为15万美元。

1.2适用于高压油层和欠平衡压力钻井。常规欠平衡钻井作业过程中，由于连接单根油管时暂停钻机液循环，对油藏造成压力波动，同时，停泵后会形成岩屑垫层，而连续油管无需连接单根油管，因而能保持井底压力稳定，不会对地层产生外来的压力波动，也可以避免出现岩屑垫层。

另外还能减少钻井事故，节省钻井液循环时间;更适用于钻小井眼井、老井侧钻、老井加深;有利于提高自动化水平;连续油管内可以放置电缆，有利于实现自动控制和随钻测量;保护油藏。

从以上几个方面来看，用连续油管钻井其技术经济指标是比较先进的，也减少了对环境的污染，这是符合节能环保的技术。连续油管技术之所以能迅速发展，还因为它的技术装备有了很大的进步，达到了现代化水平。

2.连续油管的应用分析

连续油管作业技术应用最初开始于二十世纪60年代，90年代开始向更多的领域推广应用。随着常规作业项目稳步发展，新开发的作业项目迅速增加。通过相关的调查研究我们可以得出，作为主要常规作业项目的连续油管注氮、洗井和注酸共占连续油管作业量的75%，其中仅洗井一项就占了58%。以下为连续油管钻井的应用范围：

2.1软地层小井眼直井;

2.2水平井欠平衡重钻井;

2.3在不用永久性安装钻井设备的海上平台或浮动生产设施上钻井;

2.4 在88.9mm或更大直径油管中过油管钻井;

2.5加深井钻井;

2.6探井;

2.7浅层气救援井（降压井）;

2.8浅层气无基座钻井;

2.9郊区或环境敏感区（降低噪音、场地限制、 防止漫溅、光学干扰）钻井;

2.10老井重入、边远地区勘探、边际油田开发。

3.连续油管焊接的要求

由于连续油管通常用于井下作业，工况条件极其恶劣，要承受高强度的拉伸，挤压，扭转和弯曲。其内表面一般用于传送高速的带有高腐蚀性的油，泥浆和液等液体，对内表面的磨损非常严重。连续油管新用途的开发应用，例如测井、射孔、裸眼钻井、高压井的修井作业和永久性井下安装。以及作业的井口压力不断增大，现在连续油管则需要在井口压力高达10000 psi的井中进行施工应用。因此，对连续油管的材质提出了更为苛刻的要求。虽然复合材料连续油管具有几乎无限长的疲劳寿命，重量较轻，且能够抵御20000 psi的内压，但是其制造费用太高，使其难以投入常规连续油管作业服务市场的应用。或许这种复合材料连续油管将只能在采用常规连续油管不能够实施作业的用途中得以应用。

对连续油管补焊接头的性能要求也随着变得苛刻，焊接接头的热影响区时整个连续油管的薄弱环节，最容易在受到拉伸，挤压等综合作用力时，发生断裂。焊缝强度与母材强度应满足等强匹配原则。连续油管在井下作业中，管体要承受拉伸、压缩、扭转、流体内压以及自重等多种力的作用。

4.连续油管焊接方法的选择

4.1 焊接线能量

4.1.1TIG焊。焊接速度较慢，通过计算线能量较大，但可以通过背面铜垫的作用，有效降低线能量。

4.1.2等离子弧焊。等离子是一种压缩程度很高的离子气流，其方向性好，弧柱中心温度可达8000～10000℃。能量密度高达105～106W/cm2。对于10～12mm厚度钢材可不开坡口，能一次焊透双面成型。

4.2焊缝成型

4.2.1TIG焊。TIG焊为单面焊双面成型工艺，焊接参数选择合适，焊缝正反面成型平整光滑，焊道宽度均在5～7mm 之间，而且反面为自由成型，有利于对接焊后续碾压热处理工作。

4.2.2等离子弧焊。等离子弧焊与TIG焊十分相似，它们的电弧都是在尖头的钨电极和工件之间形成的，能较好实现单面焊双面自由成型。焊缝的深/宽比大，热影响区窄，工件变形小，但具有小孔效应。

4.3飞溅情况

4.3.1TIG焊。熔池处于惰性气体保护之下，而且惰性气体不发生冶金反应，焊接过程稳定，电弧能量参数可精确控制，飞溅很小。

4.3.2等离子弧焊。焊接时熔池处于离子气（氩气形成的离子弧）和保护气（保护熔池和焊缝不受空气的有害作用主要为氩气）的保护之下。形成温度较低、冲击力较小的等离子弧，焊接过程稳定，但设备比较复杂，气体耗量大，只宜于室内焊接。

参考文献：

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随着钻井技术的发展，勘探、开发、采油过程中人们对地下油藏的逐步认识，套管钻井技术在大庆油田得到了研究与试验。通过现场试验，油层钻遇情况、工期控制、成本控制等达到了预期效果，说明套管钻井技术工艺的设计符合现场试验要求。套管钻井过程中，着重注意以下几个方面问题：

1 套管钻井应用的范围

1.1 套管钻井适用于油层埋藏深度比较稳定的油区。

由于套管钻井完井后直接固井完井，然后射孔采油，没有测井工艺对储层深度的测量、储层发育情况的评价，故此要求油层发育情况及埋藏深度必须稳定，这样套管钻井的深度设计才有了保证。

1.2 适用于发育稳定，地层倾角小的区域。

由于套管钻井过程中不可避免地存在井斜，井斜影响结果就是导致完钻井深和垂深存在差异，井斜越大，这种差异越大。而地层倾角的大小、裂缝、断层等的发育情况，对井斜的影响起着重要作用。因此设计套管钻井区域地层倾角要小，裂缝、断层为不发育或欠发育，才有利于套管钻井中井斜的控制。

2 套管钻井中的准备条件

就位钻机基座必须水平，为设备平稳运转及钻井过程中的防斜打直创造良好的条件。

套管钻井中所选择套管必须是梯形扣套管，因其丝扣最小抗拉强度是同规格型号圆形扣套管的2倍左右，能有效增大套管钻井过程中的安全系数；其次梯形扣套管，便于操作过程中上卸扣钻头优选条件必须满足施工中扭矩尽可能小，水马力适中的原则。根据扭矩的情况，可以考虑选择牙轮钻头和PDC钻头。因牙轮钻头数滚动钻进，能有效减少转盘及套管扭矩，但其要求钻压较大，不利于套管柱的防斜。PDC钻头需钻压小，一般（20-60KN），钻进速度较快，套管柱所受弯曲应力小，扭矩小，符合选择要求。在选择钻头的同时，还要求选好水眼。水眼过小，总泵压高，对套管内壁冲蚀严重，长时间高压容易损坏套管；水眼过大，钻头处冲击力低，将影响钻井速度。

3 套管钻井施工中需注意几方面问题

3.1 井斜控制问题

套管钻井过程中，井斜控制是首要问题，井斜直接影响到所钻井眼的垂直深度。也就是说油层的埋藏深度与所钻实际深度能否相稳合，关键取决于井斜。控制钻压10-30KN合理范围内钻进。由于套管钻井时，套管柱中没有钻铤和扶正器等，在加压过程中，套管柱受压极易弯曲导致井斜。因此钻井过成中要严格控制钻压，从这个角度讲，选择PDC钻头更适合于套管钻井。转盘转速控制为低转速，一般控制在60-120r/min内，低转速钻进过程，有利于套管柱的稳定，有利于井斜的控制。井架基座安装平直，保证开钻井口垂直，加强中途测斜监控，一方面便于了解控制下部井斜控制情况，另一方面便于计算垂深。

3.2 套管保护问题

套管钻井完井后，套管柱直接留在井内，因此对套管保护很重要。要使用套管丝扣胶。套管依靠丝扣密封，在套管钻井过程中，要使用套管专用胶，保证丝扣部位密封可靠，联接牢固。套管防腐问题。套管钻进时，由于旋转，外壁受到磨损，其外防腐层容易脱落。内壁受到钻井液的冲刷，内防腐层也受到冲蚀。一是要求用于钻井的套管，做好内外涂层防腐；二是钻井中采用低转速小钻压钻进，有利于减少套管外壁的磨损，三是采用增大钻头水眼尺寸，降低管内泵压，减少钻井液对套管内壁的冲蚀。 转贴于

3.3 钻井参数控制

钻压控制在10-30KN。一是有利于防止套管弯曲引起井斜；二是有利于减少套管扭矩，防止钻进过程中出现套管事故。

转速控制压60-120r/min。其优点是：①减少套管柱扭矩；②低转速钻进，有利于减轻套管柱外壁与井壁之间的磨损。

总泵压控制在6-7MPa以内。一是减少钻井液对套管柱内壁冲蚀；二是减少对回压凡尔的冲蚀磨损。

3.4 完井工艺过程控制

钻头上部、套管柱底部安装回压凡尔，有利于固井施工后能实施敞压侯凝。完钻后要处理好钻井液的粘切性能，并充分循环洗井，为提高固井质量做好准备。固井施工采用压塞碰压固井，碰压后试压，并尽可能敞压侯凝。如果敞不住压，可实施蹩压侯凝，所蹩压力为最大替压三分之一左右，并分别在3小时后放掉50%，8小时后放尽。

4 结论与建议

4.1 套管钻井在大庆地区目前适用于700米以内，且地层稳定区域。

4.2 由于受到井斜的影响，套管钻井井深受到限制。如何扩大套管钻井深度需要在钻压、转速、钻头选型、施工工艺等各方面进一步优化。

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1.前言

在石油天然气钻井行业，就环境影响而言，钻井液（钻井泥浆）是最为显著一个方面：配制钻井液需要消耗大量的新鲜水，添加维持钻井液性能化学药剂，废弃泥浆构成了最大的废物流，甚至是环境负债，其中油基钻井液（非水溶性钻井液）矿物油相含的多环芳烃（PAH）是生物毒性主要来源。例如，在与厄瓜多尔石油二十年的联营期结束后，根据政府按新的法规监督审计的结论，从按1995年开始，德士古石油公司（TexacoPetroleumCompany）花费4000万美元，对161处泥浆池进行生态恢复，包括清理、换土、水处理、分析、植被恢复等多个环节。另一方面，钻井液对提高钻井效率、保护油气藏、防治井喷事故起着不可或缺的作用。

按国际惯例，废弃泥浆的环境责任由业主—油气开发商承担，尽管如此，对于专业的钻井液公司，为主动保护环境、提升竞争力，开展专项清洁生产审核、实施清洁生产方案，依然十分必要。

2.审核重点与效果

2.1.产污节点分析

钻井液的循环大致可以分为两个部分，在地下是通过钻杆、钻头高压喷射到钻遇层，而后携带岩屑从井筒返回地面。在地面则是经过一系列的固液分离、性能调整、增压后重新进入地下。图1是地面循环示意图。在正常循环情况下，固液分离系统的固相物会将钻井液带出循环系统，造成了钻井液的损失，或者说是废弃钻井液的形成。如在钻进过程中调整钻井液的性能、更换钻井液配方、完井时，也会部分、甚至全部排放。

图1钻井液地面循环示意图

根据现场实测数据，某口水平井累积配制钻井液1940m，到完井时，累积排放200m，回收392m，井筒内留存144m，循环损失1200m。排放和循环损失合计1400m，价值达100万元，占配置总量的72%，其中新鲜水780，卤水653吨，柴油18吨，其他添加剂的综合为327吨。

2.2.清洁生产方案

采用先进的堵漏工艺及材料，可显著减少钻井液在井筒内的漏失和降失水。投入防漏材料费用100万元，防漏成功率85.91%，堵漏成功率78.79%。根据钻遇的地质情况，每年可获得经济效益147万元。

在保证性能、满足钻井生产的前提下，采用的新型剂有RT001、聚合醇，固体剂等替代柴油。年减少柴油2791吨的使用，价值1674万元，扣除剂的费用后的净效益达1346万。

3.持续清洁生产

钻井液公司的清洁生产水平满足当前环境管理的要求，但与国际先进水平相比，还有一定的差距，应在以下几个方面持续推进清洁生产：

通过减少基液的多环芳烃含量降低生物毒性。高芳烃柴油通常含有2~4%PAH，低毒矿物油的芳烃含量0.8%，二者的LC50介于0~0.25%。经特殊处理的矿物油芳烃含量远远小于0.1%，毒性微乎其微，LC50可达20%。

提高固控系统的分离效率。安装干燥器可减少震动筛后的钻屑上钻井液损失89.5%，从原来的从34.2%降到3.61%，既可减少废物的产生量，也显著地节约钻井液的费用。

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一、前言

随着中国加入WTO和石油石化行业战略性的重组改制，油田企业内外部环境发生了重大乃至转折性变化，同时，国际能源需求逐年增加，石油产品价格不断攀升，油田企业仍然面临着巨大的成本管理压力。在这种背景下，传统的成本管理方法已经不能完全满足现阶段竞争环境下企业管理的要求，战略成本管理应运而生。

战略价值链分析是一种战略性成本分析工具成本管理，是战略成本管理的重要内容，融战略管理、成本管理和价值管理于一体，包括行业价值链分析和企业内部价值链分析。运用战略价值链分析企业价值链增值的过程，是提高企业国际竞争力的重要方法[1]。

基于以上对战略价值链分析理论的认识，本文将油田企业界定为油气开采企业，运用战略价值链分析油田企业价值生成的过程及每一作业环节成本的投入，通过对价值增值关键环节的成本管理与成本控制来取得成本优势，以实现油田企业价值最大化的战略目标。

二、油田企业战略价值链分析

(1) 油田企业行业价值链分析

油田企业行业价值链是指从油气地质勘探到最终产品到达消费者手中直至报废的全过程。行业价值链分析的目的在于识别企业在所处的行业价值链中的位置，以确定企业在行业竞争中的优劣势。

油田企业不是孤立存在的个体，它处在一个价值系统中[2]，这个价值系统具体包括勘探、钻井、集输销售以及同行业竞争对手等价值链作业环节；油田企业虽然处于油气开采环节，但参与竞争要依靠其油气生产的综合成本，包括生产前的勘探、开发成本和生产后的炼化、销售成本。油田企业行业价值链如下图1所示：

图1 油田企业行业价值链

油田企业由于其特殊的技术工程性，勘探、钻井等价值环节由相应的工程技术服务公司完成，但是，技术上的联系、经济上的交易，使得这些作业环节消耗的资源成本管理，发生的成本，创造的中间价值，又都沿价值链转移到最终油气产品中。因此，油田企业核心竞争力不仅表现在某个价值环节上，更重要的是在其各个价值环节整合上产生的系统优势论文下载。

(2) 油田企业内部价值链分析

油田企业内部价值链是指油田企业为创造产品价值而发生的一系列的作业活动，包括企业价值链与各业务单元价值链。

油田企业的油气开采过程是一个需要多部门协作、对技术和设备要求高、成本消耗大的复杂的系统工程[3]。结合油田企业生产特点，按照油气开采的工艺流程,将油田企业内部价值链各价值活动划分为基本作业和辅助作业[4]。

基本作业包括注水、提液、油气处理和井下作业；辅助作业包括油田物资采购、采油技术开发、相关配套运输以及其他辅助生产等价值活动。油田企业内部价值链如下图2所示：

图2 油田企业内部价值链

三、战略成本动因对油田企业战略价值链影响

与传统成本管理中的成本动因不同，战略成本动因是指从战略上对企业成本产生影响的驱动因素，与企业战略价值链中价值活动相联系的成本动因。战略成本动因突破传统成本分析的狭隘范围，站在整体、长远、宏观、战略的高度来分析企业成本的发生[5]。

本文将结合油田企业生产特点，分别分析结构性成本动因和执行性成本动因对油田企业战略价值链的影响。

(1) 结构性成本动因对油田企业战略价值链的影响

结构性成本动因是与企业基础经济结构有关的成本驱动因素，这些因素的形成通常需要较长的时间，而且一经确定往往很难变动，对企业成本的影响将是持久和深远的，而且这些因素往往发生在生产之前，其支出属于资本性支出，构成了以后生产产品的约束成本。

油田企业结构性成本动因一般包括石油行业发展形势、油气开采地理环境、油藏自然条件、国际化经营与纵向一体化、科技进步、油气开发阶段及国家财政政策。所有这些结构性成本动因都会对油田企业战略价值链产生影响。譬如：油气开采的地理环境、油藏自然条件会影响到油田开发的难易程度成本管理，加大油气勘探、钻井等过程中的作业量以及这些作业所消耗的资源。

(2) 执行性成本动因对油田企业战略价值链的影响

执行性成本动因是与企业执行作业程序有关的成本动因，即影响企业成本结构和成本性态的驱动因素。

油田企业执行性成本动因一般包括资产管理、价值环节整合、投资方式抉择、全面预算管理、全面质量管理、投资成本一体化、HSE管理体系以及全员参与管理。一旦结构性成本动因分析为执行性成本动因分析指明方向，成本管理的重点就应该放在执行性成本动因上。譬如：加强对油田企业固定资产管理可以降低单位油气当量产品所负担的折旧和其他固定费用，实现企业规模经济。

总之，战略成本动因与油田企业战略价值链是紧密相关的。战略价值链各价值活动的划分以战略成本动因为基础，战略成本动因以战略价值链上各价值活动为载体。战略价值链各价值活动受制于多个成本动因的影响，成本动因分析的目的就是要建立价值量与成本动因之间的数量关系，以实现对成本动因的有效控制。

四、油田企业战略价值链分析模型的构建

单纯的定性分析只能揭示战略价值链各价值环节之间的关联关系，但不能揭示各价值环节之间的优化空间[6]。本文拟建立油田企业行业价值链和企业内部价值链分析模型,其目的并不是为了油气成本核算，而是要利用各价值活动的作业成本数据来分析各价值活动之间存在的内在联系，寻找各价值活动之间的优化空间论文下载。

1)油田企业行业价值链分析模型的构建

依据油田企业行业价值链示意图，考虑成本信息的可获得性，针对勘探、钻井、采油和集输销售四大价值作业环节，并通过下述矩阵形式表示：

注：表示生产吨油油气产品所消耗的第i种价值作业的数量。表示所消耗的勘探作业量（吨可采储量/吨油）；表示所消耗的钻井作业量（米/吨油）；表示所消耗的采油作业量（吨油/吨油）；表示所消耗的集输销售作业量（吨油/吨油）。

根据作业成本法“产品消耗作业，作业消耗资源”基本原理，结合油田企业的成本核算，将油气产品单位作业成本所消耗的资源具体定位在直接材料、电费、水费、人工、折旧和其他直接支出6类资源成本管理，用j=1,2,3,…，6表示，建立矩阵如下：

注: 表示第j种资源的价格，表示第1-6种资源的价格。

注：表示第i种作业单位作业成本费用。表示勘探单位作业成本费用；表示钻井单位作业成本费用；表示采油单位作业成本费用；表示集输销售单位作业成本费用。

注：表示生产吨油油气产品总成本；、、、分别表示吨油油气产品生产消耗的勘探、钻井、采油、集输销售作业成本。

2)油田企业内部价值链分析模型的构建

同理，依据油田企业内部价值链示意图，根据成本信息的可获取性，针对注水、提液、油气处理、井下作业四大价值作业环节，并通过矩阵形式表示：

将采油活动单位作业成本所消耗的资源具体定位在直接材料、电费、水费、人工和其他直接支出5种资源，用j=1,2,…，5表示，建立矩阵如下：

注：表示第j种资源的价格。表示第1-5种资源的价格。

注：表示第i种作业的单位作业成本费用。表示注水单位作业成本费用；表示提液单位作业成本费用；表示油气处理单位作业成本费用；表示井下作业单位作业成本费用。

注：表示单位油气产品所消耗的总成本；、、、分别表示单位油气产品生产所消耗的注水、提液、油气处理、井下作业的作业成本。

五、油田企业战略价值链分析模型的管理应用

本文以油田企业行业价值链管理应用为主，为了探寻其行业价值链各价值活动之间的优化空间，以中石化××油田企业财务报表数据资料为基础。在进行数据处理时，根据上述对油田企业行业价值链的分析，将该油田企业各类消耗进行了重新分类与汇总，同时考虑了数据的可获得性与数据统一性的要求，经整理后将其代入油田企业行业价值链分析模型成本管理，具体如下：

据此：

（1）

=15.03+180.85+218.63+12.35

=426.86（元/吨油）

在油田企业行业价值链勘探、钻井、采油及集输销售四大价值作业活动中，油气集输销售作业基本处于地面，与其他价值活动之间的关联性较差；本文主要研究勘探、钻井和采油价值作业环节之间的关系并寻找其优化空间，进而分析其对油田企业综合成本的影响。

① 勘探与钻井价值活动之间的优化分析

地质勘探是钻井活动的前期准备活动，地质勘探对钻井活动有着重要的影响，例如：钻井的速度、质量以及进度都对勘探的准确性提出了很高的要求。通过对中石化××油田企业财务报表数据整理分析，运用曲线拟合勘探与钻井作业成本之间的函数关系得：

（2）

代入公式（1）得：

(3)

对公式（3）求偏导得：

当时，=15.44元/吨油，=178.84元/吨油。

由此可知：当勘探作业成本费用最优解为15.44元/吨油时，钻井作业成本费用最优解为178.84元/吨油；勘探作业成本费用最优解较原勘探作业成本费用高0.41元/吨油，但钻井作业成本费用则低于原钻井作业成本费用2.01元/吨油。假设采油和集输销售作业成本费用不变，仍为218.63元/吨油和12.35元/吨油，可使得生产吨油油气产品的总成本下降1.6元/吨油，下降比例为0.4%。总之，价值链分析模型计算结果表明：勘探与钻井价值活动之间存在着优化空间，通过控制勘探价值活动作业量或单位作业消耗资源数量可以影响钻井价值活动作业量和作业消耗资源数量，有助于油气生产总成本的降低。

② 钻井与采油价值活动之间的优化分析

钻井活动是采油活动的基础成本管理，钻井活动完成质量高低对采油活动有着重要的影响，譬如：井壁平滑及垂直度对采油过程中的注水、提液等存在密切关系。通过对中石化××油田企业财务报表中数据整理分析，运用曲线拟合钻井与采油作业成本之间的函数关系得：

（4）

代入公式（1）得：

（5）

对公式（5）求偏导得：

当时，=182.93元/吨油，196.32元/吨油论文下载。

由此可知：当钻井作业成本费用最优解为182.93元/吨油时，采油作业成本费用最优解为196.32元/吨油；钻井作业成本费用最优解较原钻井作业成本费用高2.08元/吨油，但采油作业成本费用则低于原采油作业成本费用22.31元/吨油。假设勘探和集输销售作业成本费用不变，仍为15.03元/吨油和12.35元/吨油，可使得生产吨油油气产品总成本下降20.23元/吨油，下降比例为4.7%。总之，价值链分析模型计算结果表明：钻井和采油价值活动之间存在着优化空间，通过控制钻井价值活动作业量或单位作业消耗资源的数量可以影响采油价值活动作业量和作业消耗资源数量，有助于油气生产总成本的降低。

同理，对于油田企业来说，注水、提液、油气处理、井下作业是油田企业内部价值链上四大价值活动。在这四大价值活动中，油气处理与其他三大价值环节存在一定的内在联系，但由于油气处理基本处于地面成本管理，因此本文主要寻找注水与提液、提液与井下作业之间的优化空间。因此，可以通过曲线拟合建立注水与提液、提液与井下作业成本之间的函数关系，寻找出各价值活动之间的优化空间，通过改变若干价值活动的量或单位作业消耗资源的数量，最终实现油田企业总成本的降低。

六、 结论

通过油田企业战略价值链分析模型的管理应用，分析结果表明：油田企业战略价值链价值活动之间确实存在着优化空间。因此，针对油田企业开展战略价值链分析，不仅可以明确企业自身的优劣势以及在产业中的位置或范围，而且还可以结合战略价值链各价值活动进行清晰的成本定位。同时，运用战略价值链分析模型，寻找各价值链活动作业成本之间的函数关系，进行成本抉择分析，以达到企业总成本降低和竞争力提升的目的。并从树立基于价值链分析的战略成本管理意识、实现投资成本一体化与上下游一体化经营等方面提出了油田企业战略价值链分析的保障措施。当然，开展油田企业战略价值链分析的管理应用要考虑数据的真实性、完整性和历史性等因素的影响，还要结合详细的战略成本动因分析和战略定位分析及相应的控制和改善措施来加以实现。

参考文献

[1]Shank John K, Govindarejin Vijay. Strategic cost management thenew tool for competitive advantage [M].New York: The Free Press, 1993.

[2]Krumwiede Kip R.ABC: why is tried and how it succeeds managementaccounting [M]. [S.L]: [S.N], 1998:32-38.

[3]国立华.我国石油企业实施战略成本管理探讨[J].黑龙江对外经贸,2009,7:82-89.

[4]郭春林.基于价值链分析的战略成本管理[J].濮阳职业技术学院学报,2009,22(4):91-92.

篇（8）

作者单位：牟德强（胜利油田胜利动力机械集团有限公司，山东东营257032）

孙佳俊（胜利油田胜利动力机械集团有限公司，山东东营257032）

刘庆雷（胜利油田胜利动力机械集团有限公司，山东东营257032）

1前言

现在，油田钻井使用柴油成本高，油田内部支持以气代油节能减排，降本增效。同时，从油田反映使用双燃料机组情况来看，减排和节支效果不太理想，更倾向于用纯天然气机组。开发钻井动力用天然气机的目的是在满足钻井动力性要求的情况下，利用天然气作燃料，最大限度地降低钻井成本，实现节能减排、清洁生产。如果钻井动力用天然气机经验证性能可完全取代柴油机，那么会在油田进行全面普及，将开创油田钻井新局面，使油田经济效益和社会效益双丰收。本文通过对一台12V190天然气机的性能对比试验，模拟钻井动力性能需求变化，系统研究了各工况机组参数变化，验证了钻井动力用天然气机的可行性。通过优化配置和改善燃气控制、调速等系统，初步确定和设计出适合钻井动力用的天然气机基本配置及型式。

2正文

2.1柴油机井队应用现状

大部分井队配置3台柴油机，驱动2台泥浆泵、一台发电机、转盘和压缩机，适合于“三开”钻井作业。12V190柴油机配置现在多采用2台1000kW加上1台882kW，认为阶梯型功率配置节能。1500r/min的柴油机实际使用转速空车时在1350r/min，带载后的转速在1250~1300r/min。作业中突加负荷转速最低一般降到1130r/min，最大转速下降量为160r/min。据考察，柴油机运行点常在外特性线上。负荷突增幅度最大的工况为提钻，此时柴油机不带注水泵，只带电机，柴油机从200kW突加450kW,达到了650kW。在竖井架和撤井架时用单台柴油机工作在1000r/min。因此，通过对钻井时柴油机应用现状的了解，针对12V190天然气机进行了模拟试验。

2.212V190天然气机有关参数和配置

表1发动机有关技术参数和配置

型号

T12V190Z D

型式

四冲程、V形、增压中冷

气缸数

12

气缸直径，mm

190

活塞行程，mm

210

总排量，L

71.45

活塞平均速度，m/s

7

活塞压缩比

（8~9）：1

旋转方向

逆时针（面对输出端）

起动方式

24V直流电机起动或气马达起动

点火方式

火花塞电点火

点火次序

1-8-5-10-3-7-6-11-2-9-4-12

点火系统

篇（9）

1 海上钻井发展及现状

1.1 海上钻井可及水深方面的发展历程

正规的海上石油工业始于20世纪40年代，此后用了近20年的时间实现了在水深100m的区域钻井并生产油气，又用了20多年达到水深近2000m的海域钻井，而最近几年钻井作业已进入水深3000m的区域。图1显示了海洋钻井可及水深的变化趋势。20世纪70年代以后深水海域的钻井迅速发展起来。在短短的几年内深水的定义发生了很大变化。最初水深超过200m的井就称为深水井;1998年“深水”的界限从200m扩展到300m，第十七届世界石油大会上将深海水域石油勘探开发以水深分为:400m以下水域为常规水深作业，水深400~1500m为深水作业，大于1500m则称为超深水作业;而现在大部分人已将500m作为“深水”的界限。

1.2海上移动式钻井装置世界拥有量变化状况

自20世纪50年代初第一座自升式钻井平台“德朗1号”建立以来，海上移动式钻井装置增长很快，图2显示了海上移动式钻井装置世界拥有量变化趋势。1986年巅峰时海上移动式钻井装置拥有量达到750座左右。1986年世界油价暴跌5成，海洋石油勘探一蹶不振，持续了很长时间，新建的海上移动式钻井装置几乎没有。由于出售流失和改装(钻井平台改装为采油平台)，其数量逐年减少。1996年为567座，其中自升式平台357座，半潜式平台132座，钻井船63座，坐底式平台15座。此后逐渐走出低谷，至2010年，全世界海上可移动钻井装置共有800多座，主要分布在墨西哥湾、西非、北海、拉丁美洲、中东等海域，其中自升式钻井平台510座，半潜式钻井平台280座，钻井船(包括驳船)130艘，钻井装置的使用率在83%左右。目前，海上装置的使用率已达86%。

2我国海洋石油钻井装备产业状况

我国油气开发装备技术在引进、消化、吸收、再创新以及国产化方面取得了长足进步。

2.1建造技术比较成熟海洋石油钻井平台是钻井设备立足海上的基础。从1970年至今，国内共建造移动式钻采平台53座，已经退役7座，在用46座。目前我国在海洋石油装备建造方面技术已经日趋成熟，有国内外多个平台、船体的建造经验，已成为浮式生产储油装置(FPSO)的设计、制造和实际应用大国，在此领域，我国总体技术水平已达到世界先进水平。

2.2部分配套设备性能稳定海洋钻井平台配套设备设计制造技术与陆上钻井装备类似，但在配置、可靠性及自动化程度等方面都比陆上钻井装备要求更苛刻。国内在电驱动钻机、钻井泵及井控设备等研制方面技术比较成熟，可以满足7000m以内海洋石油钻井开发生产需求。宝石机械、南阳二机厂等设备配套厂有着丰富的海洋石油钻井设备制造经验，其产品完全可以满足海洋石油钻井工况的需要。

2.3深海油气开发装备研制进入新阶段目前，我国海洋油气资源的开发仍主要集中在200m水深以内的近海海域，尚不具备超过500m深水作业的能力。随着海洋石油开发技术的进步，深海油气开发已成为海洋石油工业的重要部分。向深水区域推进的主要原因是由于浅水区域能源有限，满足不了能源需求的快速增长需求，另外，随着钻井技术的创新和发展，已经能够在许多恶劣条件下开展深水钻井。虽然我国在深海油气开发方面距世界先进水平还存在较大差距，但我国的深水油气开发技术已经迈出了可喜的一步，为今后走向深海奠定了基础。

3海洋石油钻井平台技术特点

3.1作业范围广且质量要求高

移动式钻井平台(船)不是在固定海域作业，应适应移位、不同海域、不同水深、不同方位的作业。移位、就位、生产作业、风暴自存等复杂作业工况对钻井平台(船)提出很高的质量要求。如半潜式钻井平台工作水深达1 500~3 500 m，而且要适应高海况持续作业、13级风浪时不解脱等高标准要求。

3.2使用寿命长，可靠性指标高

高可靠性主要体现在:①强度要求高。永久系泊在海上，除了要经受风、浪、流的作用外，还要考虑台风、冰、地震等灾害性环境力的作用;②疲劳寿命要求高。一般要求25~40 a不进坞维修，因此对结构防腐、高应力区结构型式以及焊接工艺等提出了更高要求;③建造工艺要求高。为了保证海洋工程的质量，采用了高强度或特殊钢材(包括Z向钢材、大厚度板材和管材);④生产管理要求高。海洋工程的建造、下水、海上运输、海上安装甚为复杂，生产管理明显地高于常规船舶。

3.3安全要求高

由于海洋石油工程装置所产生的海损事故十分严重，随着海洋油气开发向深海区域发展、海上安全与技术规范条款的变化、海上生产和生活水准的提高等因素变化，对海洋油气开发装备的安全性能要求大大提高，特别是对包括设计与要求、火灾与消防及环保设计等HSE的贯彻执行更加严格。

3.4学科多，技术复杂

海洋石油钻井平台的结构设计与分析涉及了海洋环境、流体动力学、结构力学、土力学、钢结构、船舶技术等多门学科。因此，只有运用当代造船技术、卫星定位与电子计算机技术、现代机电与液压技术、现代环保与防腐蚀技术等先进的综合性科学技术，方能有效解决海洋石油开发在海洋中定位、建立海上固定平台或深海浮动式平台的泊位、浮动状态的海上钻井、完井、油气水分离处理、废水排放和海上油气的储存、输送等一系列难题。

4海洋石油钻井平台技术发展

世界范围内的海洋石油钻井平台发展已有上百年的历史，深海石油钻井平台研发热潮兴起于20世纪80年代末，虽然至今仅有20多年历史，但技术创新层出不穷，海洋油气开发的水深得到突飞猛进的发展。

4.1自升式平台载荷不断增大

自升式平台发展特点和趋势是:采用高强度钢以提高平台可变载荷与平台自重比，提高平台排水量与平台自重比和提高平台工作水深与平台自重比率;增大甲板的可变载荷，甲板空间和作业的安全可靠性，全天候工作能力和较长的自持能力;采用悬臂式钻井和先进的桩腿升降设备、钻井设备和发电设备。

4.2多功能半潜式平台集成能力增强

具有钻井、修井能力和适应多海底井和卫星井的采油需要，具有宽阔的甲板空间，平台上具有油、气、水生产处理装置以及相应的立管系统、动力系统、辅助生产系统及生产控制中心等。

4.3新型技术FPSO成为开发商的首选

海上油田的开发愈来愈多地采用FPSO装置，该装置主要面向大型化、深水及极区发展。FPSO在甲板上密布了各种生产设备和管路，并与井口平台的管线连接，设有特殊的系泊系统、火炬塔等复杂设备，整船技术复杂，价格远远高出同吨位油船。它除了具有很强的抗风浪能力、投资低、见效快、可以转移重复使用等优点外，还具有储油能力大，并可以将采集的油气进行油水气分离，处理含油污水、发电、供热、原油产品的储存和外输等功能，被誉为“海上加工厂”，已成为当今海上石油开发的主流方式。

4.4更大提升能力和钻深能力的钻机将得到研发和使用

由于钻井工作向深水推移，有的需在海底以下5000~6000m或更深的地层打钻，有的为了节约钻采平台的建造安装费用，需以平台为中心进行钻采，将其半径从通常的3000m扩大至4000~5000m，乃至更远，还有的需提升大直径钻杆(168·3mm)、深水大型隔水管和大型深孔管等，因此发展更大提升能力的海洋石油钻机将成为发展趋势。

篇（10）

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）35-0024-03

东北石油大学石油工程专业是第二类国家特色专业，在专业建设过程中，始终十分重视对大学生“创新意识与创新能力”的培养，对主要实践教学环节进行了改革，取得了良好的实践效果。具体工作主要体现在以下三个方面。

一、实验教学环节改革

以强化实验教学环节对学生实践能力和创新意识的培养作用为核心，构建实验教学体系。按照理论教学与实验教学既互相关联又相对独立的原则，构建了“1个目标，2个结合，3个层面，4种模式，多种模块”的实验教学体系。即以培养学生实践能力和创新精神为目标，坚持课内与课外、校内与校外相结合，按照石油工程专业实验教学特点设置油气井工程、采油工程、油藏工程3个实验教学模块，通过课程基础实验、综合设计实验、探索创新实验、自主开放实验4种实验教学模式的训练，使学生得到基本技能、综合技能、创新能力3个层面能力的培养，优化了以不同教学内容与方式组成的实验教学体系，构建实验教学内容有机结合、系统衔接的实验教学平台。实验教学体系中油气井工程、采油工程、油藏工程3个模块，是按照学科专业理论教学与实验教学有机结合，根据实验教学内容特点进行划分的。各模块实验教学依据专业培养目标设立实验项目，形成了由课程基础、综合设计、探索创新3个层次实验构成的实验教学内容体系，并注重将教学改革成果、科学技术研究项目、结合生产实际问题、国家大学生创新实验计划项目、学科竞赛项目等引入、固化在实验项目中，不断更新实验教学内容。设置了一定比例的学生自主选做实验项目，充分调动学生参与实验教学的积极性、主动性，为满足学生个性化发展提供了条件。按照人才培养方案，制定了完备的教学大纲，体现了教学指导思想。分层次实验教学由基本技能、综合技能、创新能力3个层面能力的培养构成。根据理论教学与实验教学有机结合、系统衔接的原则，上述3个层面的能力培养主要通过课程基础实验、综合设计实验、探索创新实验、自主开放实验4种实验教学模式来实现。

1.课程基础实验。用于理论知识验证和认知、基本实验操作方法及技能训练、数据处理方法及实验报告书写方法训练。采用以教师教学辅导为主导的教学方式，学生边学边实践，通过基础实验项目的全面训练，巩固相应的理论知识，获得实验的基本操作方法及技能，掌握正确的数据处理及实验报告书写方法，培养学生严肃认真的实验作风。该层次培养任务主要由演示或验证性实验和野外地质实习、油田现场实习完成。

2.综合设计实验。该层次实验教学在学生掌握了一定的专业理论知识和实验基本技能的基础上开设，用于训练学生综合分析问题解决问题的能力及自主开展科学研究的实践能力。实验项目内容以理论教学多知识点综合分析与应用为基础设立，采用以学生自主实验为主，教师为辅的教学模式，即学生利用各种信息资源，通过自行查阅资料、设计实验方案、实施实验操作、完成实验结果综合分析和实验报告等。综合设计实验项目的主要由原有的常规实验项目整合、结合生产实际问题、科研项目转化、部分竞赛类项目转化形成。

3.探索创新实验。探索创新实验项目用于培养学生科学研究、科技创新能力，为具备一定科研潜质的学生提供较高级别的创新平台，进行特色培养。鼓励有创新性的实验研究成果申请专利或公开，对这些学生给予创新学分奖励。该类实验教学采取导师制，以学生自主设计实验方案、安排实验过程、实施实验检测为主的教学模式，并根据创新实验项目的类型及容量，成立大学生创新实验组及教学指导小组的方式开展集体创新实验教学工作。探索创新实验项目主要由国家大学生创新实验计划项目、科研课题、结合生产实际问题、学生申请项目等转化形成。

4.自主开放实验。实验室开放教学是在合理配置和优化整合实验中心资源，实现资源共享，完善实验教学、实验室建设制度和运行机制的基础上进行的。主要用于满足学生的兴趣、个性化发展等培养需要。开放的形式主要包括实验管理层面上开放、实验内容层面上开放、课内外科技创新活动开放三种。实验管理层面的开放主要用于实验教学课程内必做项目的时间开放，学生通过实验教学管理网络系统自主选择实验时间；实验内容层面开放主要用于实验教学课程内选做项目的实验，主要为综合设计实验，通过网络预约、实验方案设计提交、批准等程序实施；科技创新活动开放主要用于学生创新能力及个性化培养，实验时间根据项目研究内容确定，按照预约、实验方案提交、可行性分析、计划安排、批准等程序开展。上述三个层面的开放，满足了学生个性化培养的需求，为实现课程基础实验、综合设计实验、探索创新实验三个层次教学目标提供了保障。通过几年建设与改革，2009年“石油工程与地质实验室”被批准为国家级实验教学示范中心建设单位，为石油工程专业实验教学进一步发展提供了广阔平台。

二、实习教学环节改革

东北石油大学与大庆油田技术培训中心签订了长期实习培训协议，成为我校石油工程专业固定实习基地。该中心具有国家二级安全生产培训机构资质，拥有国内比较先进和完备的训练设施和设备，具有一个4万多平方米室外训练场（包括钻井工程演练场，采油工程演练场）和500多平方米的模拟演示陈列室。钻井演练场，承担着钻井技能训练的任务，演练场共分工具识别、设备解剖、二层平台操作、钻台操作大钳训练以及系绳套等六个训练区，能够完成钻井方向的全部实习任务；模拟演示陈列室包括石油钻井简介、钻进技术、固井技术、钻井常用工具、钻井机械、气控制流程、全套模拟井架等部分组成，采用了实物、模型、照片、光机电模拟显示板、录像等方式，直观形象地展示石油钻井工艺技术、工具设备和流程，对钻井工程培训直起到了非常重要的辅助教学作用。采油工程演练场，承担采油技能培训任务，演练场分抽油机操作、注水井捣流程、油井修井作业三个训练区；模拟演示陈列室包括油水井捣流程、井下管柱、管柱连接、集输流程、油水分离等部分组成，对采油工程培训起到了非常的重要辅助教学作用。近年来，石油工程专业生产实习一直在该中心进行，由该中心老师担任设备操作指导工作，学生能够亲手操作各种设备，避免了以前在油田生产单位实习，对各种设备只能看不能动的局面，既培养了学生动手操作能力，又培养了学生安全操作的意识，切实达到了生产实习的目的。

三、毕业设计改革

2010年，毕业设计由原来13周拓展到15周，增加了毕业设计时间，学生有充分的时间进行创新性研究。由于石油工程专业教师科研题目较多，毕业论文95%来源于教师真实课题，结合工程实际，使学生的实践能力得到真正的锻炼，80%左右的论文质量较高，具有较高的理论水平和实际应用价值。这些论文的一个共同特点是：工作量大，有一定的理论深度，学生在毕业设计期间花费了大量精力深入论文，与教师的科研工作相结合的同学大多数完成的论文质量较高，获得校级优秀和创新杯的同学大部分来源与此。针对石油工程专业教师科研任务多的特点，石油工程专业有20%左右的学生提前半年左右进入毕业设计，参与到课题研究工作中，一方面缓解了教师繁重的科研工作量，另一方面，更重要的是学生的动手能力和工程实践能力得到很好的培养和加强。这些提前进入毕业设计的学生所从事的科研工作主要是以下几个方面：

1.编制软件或参与软件的部分编制工作。实行双学位制度以来，一些对计算机感兴趣的同学辅修了计算机课程，但由于条件限制，这些同学的上机时间很少。这样，一些同学提前介入到教师的课题中来，由教师提供先进的计算机设备和必要的编程书籍，在教师给出理论模型的基础上，独立或参与编制部分软件。一方面，学生需要应用所学专业知识理解掌握数学模型，培养了学生理论联系实际、解决实际问题的能力；另一方面，学生的计算机知识在真刀实枪中得到锻炼，提高了学生的变成能力和计算机知识综合应用能力。

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中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0202-01

一、30及40钻机应用顶驱的作用

顶驱可从井架上部空间直接旋转钻杆，沿专用导轨向下送进，完成钻杆旋转钻进，循环钻井液，接立柱，上卸扣和倒划眼等多种钻井操作。使用顶驱钻井时，在起下钻具的同时可循环钻井液、转动钻具，有利于钻井中井下复杂情况和事故的处理，对深井、特殊工艺井的钻井施工非常有利。该系统显著提高了钻井作业的能力和效率，并已成为石油钻井行业的标准产品。

近年来大庆油田采用30及40钻机开发的水平井、大位移井、平台井等特殊工艺井逐年增加，该类井如能使用顶驱，将大大提高钻井效率和处理复杂的能力。

二、在30及40钻机应用顶驱应具备的技术特性

1.安装快捷

对于30及40小井架而言，打每口井的时间约为1个月左右，这样就不能把时间过多的浪费在安装顶驱过程中。传统顶驱采用分段式导轨结构，安装时需要一段一段提起，通过销子人工进行连接，这种连接方式在恶劣工况下难以施工。

采用一体式折叠型导轨，安装时只需将导轨提起，导轨受重力在钢丝绳的作用下自动完成安装，省时省力。

2.尺寸小重量轻

齿轮箱作为整个顶驱几何位置的中心，它决定整个顶驱的径向尺寸，常规齿轮箱的规格为1200×1250。如果顶驱的齿轮箱在保证强度的前提下，材料选用上一级材料，使它的大小缩小到80%左右，缩小后的尺寸为1100×1000，既可以减重又可以增大井架与顶驱之间的间隙。

轴向方面，顶驱装置中的防喷器采用一体式，省去了自动式与手动式连接处的防松装置，从而在长度上减小了1/10。采用小尺寸的管子处理系统，从而确保顶驱可使用常规水龙头吊环。

3.主轴精确定位，便于水平井使用

针对水平井，顶驱采用先进的主轴旋转精确定位技术，可通过人机对话界面，输入主轴旋转的角度，进行精确钻进。

4.防碰高度规范要求

通过查看相关标准，“阻拦绳距天车梁下平面距离依据使用说明书或现场设备要求安装”，见《石油钻机现场安装及检验》。在现场使用过程中，若不使用顶驱，阻拦绳安全距离一般为5-6m。在使用顶驱的情况下，50以上井架（净空高度45m以上）阻拦绳安全距离可以到达5m。40井架（净空高度A型42m，K型43m）阻拦绳安全距离一般为4m。30井架（净空高度伸缩式33m，A型40-40.6m，K型41-42m）阻拦绳安全距离进一步受限，具体如下表所示。通过上述分析，在应用一体式游车的前提下，所有40井架以及30井架中的33m2根一柱的井架和伸缩式井架的防碰高度符合规定要求。

三、方便现场应用的一些优化设计

1.简化管子处理系统，采用防溅保护接头

传统方钻杆防溅阀存在着寿命短、通径小、防溅效果不明显等缺陷，DQ30/40BC-JR型顶驱采用了一种耐冲蚀、通径大、防溅预紧力大、适用于顶驱的保护接头，该保护接头同时具备防止顶驱主机接头段因断裂、松脱等原因发生脱落现象的发生。

2.使用管路串联保养点，简化注油流程，方便现场保养

DQ30/40BC-JR型顶驱的滑车滑轮采用串联结构，滑轮之间联通液路，在注油时，只需注入一次油，便可实现滑轮的整体。

3.设计可与主机对接的维修吊篮及马凳，方便现场维修

DQ30/40BC-JR采用可与主机对接的维修吊篮及马凳，方便现场维修。

参考文献

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