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钻机升级如火如荼 新装备满足作业高马力要求

钻机升级如火如荼 新装备满足作业高马力要求

Ideal 2000是一款新型陆地钻机,新的设计让操作员具有更灵活的作业选项。

作者 | 二丫

随着页岩开采的兴起,钻机升级也顺势而起。在北美,越来越多的钻机被改造用于非常规油藏水平井钻探,这是也是当前油气行业的一大趋势。在低油价背景下,油气行业需要新的效率点来推动陆地井大规模转变,最终实现非常规井的经济高效开采。为了完成非常规油藏的钻完井,当前业内需要更好的井位布置和水力压裂技术。简而言之,由于页岩开采中水平段更长,地层也更具挑战性,作业需要更大功率和钻进速度的钻机,以满足复杂井结构中高载荷钻柱的驱动。油气行业的发展要求陆地钻机的快速进步,这也是非常规油田发展的理想选择。

随着油价的回升以及市场稳步增长的势头,最快恢复使用的钻机是交流电(AC)和“超规格”钻机,这是由于这些钻机在负载能力方面有大幅改进,功率达到1500马力或更高,具有在不同区块间快速移动的能力。精确与控制能力也是超级钻机应用中的主要挑战,保持钻头不偏离设计轨迹达到最佳甜点,钻机稳定性至关重要。此外,非常规油藏的地层构成复杂,钻进过程中阻力情况多变,使得井眼布置和维护更加关键。因此,钻井在高难度大位移井钻探中的定位能力就代表了其主要竞争能力。

除了作业功率和速度优化之外,减少作业中设备占地面积是开发商需求之一,模块化设备可以更容易地布置于钻台上,从而被更广泛地使用。模块化允许操作人员以有利于作业的方式定制钻机的布局,同时优化设备放置,最终降低维护强度。此外,钻井自动控制系统的内置为开发商和操作员提供了进一步的好处。由于这些装备精良超级钻机在北美陆地钻探中的应用,常规机械钻的机竞争力显著降低。类似地,除非AC钻机不可用,否则可控硅整流器(SCR)钻机基本上都在闲置状态。在大多情况下,钻井承包商正努力将SCR钻机转换为AC钻机,以提高钻进性能和市场上的竞争力。

靶向定制 提高效率

Permian盆地对超级陆地钻机的需求尤其强烈,该区块在过去几年经历了多次的快速发展,北美和中东的其他高活动区域也是如此。除了上述提及的超级钻机优势之外,中东还受益于钻机设计的其他变化,包括能够满足更高温度作业和适合沙漠环境应用的轮式移动系统。 纵观全球钻井作业,超级装备的一部分吸引力在于它具有的超高效率,使钻井的经济效益达到了前所未有的高度,即使最简单的变化也会产生影响。例如,新型钻机的顶驱在桅杆导轨上运行,而不是使用扭矩管,使得装配更简单快速。

国民油井(NOV)作为钻机和设备制造商,了解陆地钻探的市场动态。在多年的设计和工程开发基础上,开发具有更高马力、更大载荷、更高垫钻孔能力是当前钻机研究的主要驱动因素。近日,NOV宣布推出Ideal 2000,这是一款专用的新型陆地钻机,新的设计允许操作员具有更灵活的作业选项。

钻机运输车辆可以通过简单的操作系统,而管串连接操作也实现了机械化。绞车采用独特设计,可以根据所需马力进行配置。钻机的设计也允许增加第三台泥浆泵,同时最多可容纳四台发电机组。增加一台泥浆泵不仅可提供额外的7500 psi的流体循环能力,而且还提高了系统冗余能力,可简化其他两台泵运行时维护,或在其他泵出现故障时提供备用。

增加的发电机组可以提供额外泥浆泵所需的动力,在另一台发动机停机时提供动力保障。辅助发电机可在需求增加时提供电力,第四发电机组使电力系统更灵活地满足这些要求。

快速移动钻机不仅能够帮助钻井承包商获利,还有助于提高油田经济效益和效率,推动新区块产量的提升。通常情况下,钻机移动需要繁琐的装配,这意味着即使是最简单的移动也可能是钻井作业人员的一场“噩梦”,拆卸和装配会浪费大量时间。早期的钻机模型由于各种原因而不适合快速移动,绞车一般都放置在地面上,液压动力单元和布线设置是主要问题。Ideal 2000钻机设计具有一个集成的快速装配系统,允许钻机快速完全的移动到相邻的作业区块。绞车一般放置在钻台上,用于顶部驱动和绞车的专用设备室减少了布线复杂性。液压动力单元,防喷器控制单元,钢丝滚筒以及阀门和压井管汇为悬臂式设计,可以与钻机一起快速移动。

自动升级

如果钻井承包商对钻井自动化感兴趣,那么NOVOS的自动升级功能可能具有更大的吸引力,可确保更少的停机时间。NOV的过程自动化平台NOVOS部署在Amphion或Cyberbase控制系统中,可自动执行重复流程,减轻钻井人员的负担,并实现钻井平台的标准化能力。 此外,该平台还提供一系列钻井应用程序,可解决各种钻井问题,操作员能够通过更好地了解作业中发生的问题,可快速改善钻进性能。钻机拥有自动化平台可为钻井作业中的所有参与者带来好处,钻井承包商可以进一步划分钻机登记,运营商可以根据关键性能改进工具和作业软件。此外,应用程序也可以定制开发,通过几家大型油气公司、大学和其他各方面的合作,此方面的研究已经开展。

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