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钻机用于井筒钻进、下入并固井套管,同时为测井、试井等辅助作业提供所需的设备与作业支持。当前钻机系统较为复杂,需要具备相应经验与培训的人员操作。若选型不当,可能出现进尺效率低、固控效果欠佳(引发地层损害)等问题,并抬升井筒综合成本。
以往,钻机选择常参考额定井深。例如,用额定 20,000 英尺机型服务 19,000 英尺勘探井,按设计可覆盖至 20,000 英尺相关作业。但也有额定 20,000 英尺的机型难以满足同等深度钻井的实际要求,常见原因包括。
— 井架或井下结构承载不足,难以下入大直径、全长生产套管;
— 泥浆泵功率、旋转系统或提升系统在深水环境下能力不足;
— 高密度泥浆条件下固控效率偏低;
— 防喷器(BOP)系统能力与可靠性不达标。
不少公司更加重视钻机选型,因为其对井筒安全、效率与成本有显著影响。
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较为通行的选型流程是:确定/设计施加于设备的各类载荷,并选择满足要求、成本效益更优的机型。承包商通常会提供详细的钻机规格,需与井况预测进行对比评估,以完成选型。
钻机可按设计与尺寸确定需求拆分为若干组件系统(分组方式并非唯一),可作为选型参考基础:动力系统、起升系统、井架与底座、旋转系统、循环系统、井控(压力控制)系统。上述分组虽较概括,但覆盖了钻机设计要求的主要方面。
尺寸确定之后的钻机选择并非完全量化。虽然目标是选择成本效益更优的方案,但仍需综合考虑多项因素:技术与设计要求;人员资质(经验与培训记录);物流与供应保障;现场施工与环境条件
如果可用性不佳或多台钻机存在长期合同承诺,导致需要使用不适合特定井筒的钻机,钻机选择可能会变得更加复杂。
尽管可用性和成本在选型过程中很重要,但能力仍然是钻机选择最关键的标准。因此,作为钻机选择过程一部分的钻机尺寸确定旨在确保所选钻机能够处理井筒施工和干预作业期间所有预期载荷
尽管可用性和成本在选型过程中很重要,但能力仍然是钻机选择最关键的标准。因此,作为钻机选择过程一部分的钻机尺寸确定旨在确保所选钻机能够处理井筒施工和干预作业期间所有预期载荷。
将选型流程标准化并与企业工程管理系统集成,是较为稳妥的做法。可参考以下步骤:
— 执行邻井分析并审查资料;
— 基于地表与目标位置开展井筒设计,尽量优化 T&D;
— 建立各类预期载荷清单(下套管、测试、完井等);
— 建立风险登记,记录既有与潜在风险(卡钻、卡套管、井控等);
— 对五大系统(起升、循环、动力、旋转、井控)开展尺寸确定;
— 调查区域内钻机可用性;
— 组织招标,并依据能力、可用性与成本采用加权决策进行比选