石油技术检测方面的论文

齿轮箱的润滑油温度信号、油位信号、油流信号都是控制系统的输入信号，控制计算机根据不同的信号触发不同的控制程序，控制程序驱动相关的执行元件执行相关的操作，确保了齿轮箱工作于良好状态。在实际工作中发现由分配器通向各个轴承的强制润滑管被堵塞而致轴承烧死的现象。究其原因可能是油液过脏或过滤器滤芯损坏致脏物进入润滑管所致。建议：齿轮箱用油要使用符合要求的滤油机加入；滤芯要规定检查周期，以防滤芯破损后使脏物堵塞油路而致轴承烧损.风力发电机组齿轮箱在传动系统中的作用是等功率地将风轮获得的低转速的机械能转变成高转速的机械能，传动系统中的齿轮箱是载荷和转速匹配的中心部件。因此齿轮箱的运行状态和技术参数直接影响到整个机组运行的技术状态。正是由于齿轮箱的技术功能特点，在风力发电机组传动系统中的齿轮箱一般都设计有相应的监控设施，控制系统可以实时地监控其中的轴承温度、润滑油温，润滑系统的油压，润滑油位，并且根据环境条件的不同，配备有润滑油的加热和散热装置，控制系统可以根据润滑油的温度自动地启动散热装置和加热装置，以使齿轮箱尽可能地工作于最佳状态。1. 齿轮箱的监控系统齿轮箱的监控系统主要由润滑油温度传感器、润滑系统油流传感器、压力表、润滑油位传感器、散热装置、加热器等设施组成。系统的结构原理见下图：2. 齿轮箱监控系统与主控系统的关系温度传感器将箱体内的润滑油温度以模拟电压信号的形式发送到控制计算机，控制计算机首先将润滑油温信号和环境温度信号进行处理形成数字控制信号，根据控制信号的不同，计算机将触发不同的控制逻辑，控制逻辑输出相应的控制信号驱动继电器或发出报警信号，继电器的状态决定相应接触器的断开和闭合，接触器的状态直接控制相应执行元件的动作，如散热风扇的启动和停止、加热电阻的接通和断开、自动停机等。油位传感器根据润滑油位的高低发出一个开关信号，开关信号输入到计算机后触发相应的逻辑模块，判断逻辑根据信号的状态发出报警信号，控制机组自动停机或正常运行。油流传感器发出的也是一个开关信号，开关信号输入到计算机后触发相应的逻辑模块，判断逻辑根据信号的状态发出报警信号，控制机组自动停机或正常运行。3. 齿轮箱监控系统运行技术状态的判别以某种 660kW风力发电机组的齿轮箱监控系统为例，该齿轮箱的润滑系统采用了主动润滑方式，对于齿轮来说，属于飞溅润滑和喷淋润滑相结合的混合润滑，对于轴承来说则是强制性润滑。该润滑系统由齿轮泵、散热风扇、过滤器、油流传感器组成，其中的油流传感器用于检测润滑系统油流的状态，在正常工作状态下，该传感器会向控制计算机发出信号，表明润滑系统工作正常，如果润滑系统中过滤器堵塞或油流量不足而使系统的压力降低到一定值时，该压力传感器会立即中断向中心计算机发出的信号，控制计算机检测到该信号中断后，便立即发出报警信号并使机组停止运行。过滤器是油路系统中的另一个功能部件，在正常工作状态下，油流通过进油口进入滤芯外腔，经滤网过滤后进入滤芯内腔出油口；为了在各种状态下保证润滑油的流量，在过滤器中设置了一个旁路阀，目的是在滤网阻塞或气温较低引起润滑油的粘度增加时，打开旁路阀，一部分润滑油经旁路阀直接到达出油口，保证润滑系统有足够的供油量；另外过滤器上还设计了一个极限开关，当油路和滤芯内腔的压力差超过一定限度时，该极限开关便打开以指示滤网太脏，或润滑油粘度太大。温度控制是齿轮箱运行状态控制的另一个重要组成部份，以某种660kW风力发电机组的齿轮箱系统为例，控制系统实时地对齿轮箱的润滑油温度进行着监控。该温度控制系统有温度传感器、散热装置、加热装置组成。控制系统连续地读取齿轮箱温度传感器发来的温度信号，若环境温度高于15℃或齿轮箱润滑油温高于60℃，则控制系统使加热电阻断电，停止加热；冷却系统的控制原理是，当齿轮箱的温度高于60℃时，则启动散热器风扇，在此状态下即使齿轮箱的润滑油温降到了60℃时以下，散热器风扇也会继续工作一段时间再停止运行；如果控制系统检测到齿轮箱温度超过85℃，则发出报警信号并使机组停止运行，在此状态下应检查加热系统和散热系统是否工作正常，如果加热系统和散热系统工作正常则需检查齿轮的啮合状态和轴承的润滑状态和振动指标。齿轮箱的油位是保证齿轮箱正常运行的关键要素之一，在某种 660kW的齿轮箱上，除了设计有观察窗外，还设计有一个油位传感器，该传感器在齿轮箱内的油位低于设定值时向控制计算机发出信号，控制系统检测到该信号后立即发出报警信号并使机组停止运行。4. 结论和建议 齿轮箱的润滑油温度信号、油位信号、油流信号都是控制系统的输入信号，控制计算机根据不同的信号触发不同的控制程序，控制程序驱动相关的执行元件执行相关的操作，确保了齿轮箱工作于良好状态。在实际工作中发现由分配器通向各个轴承的强制润滑管被堵塞而致轴承烧死的现象。究其原因可能是油液过脏或过滤器滤芯损坏致脏物进入润滑管所致。建议：齿轮箱用油要使用符合要求的滤油机加入；滤芯要规定检查周期，以防滤芯破损后使脏物堵塞油路而致轴承烧损.（完）摘要】制定一定的法律、法规或条例，从法律上保证可再生能源（RE）的发展，这是中美两国共同作法，也是两国共同的特点。事实证明这是十分必要的。举例来说，美国所以能在风能、太阳能方面取得世界公认的成就并在生物质能发电技术上进入世界的先进行列，一个重要原因是RE技术的发展很久以来就得到国家法律和政策的技术和保护。如早在1978年美国"公用事业管制政策法"中就规定电力公司必须按可避免成本购买热电联产和可再生能源生产的电力。这一政策为RE发电技术与化石燃料发电技术的公平竞争创造了条件，到1992年，在"能源政策法"中，进一步对RE发展提出了要求，即要求到2010年RE提供的能量应比1988年增加75%；同时规定对RE资源的开发利用给予投资税额减免，并授权能源部资助RE的示范和商业化项目。1 中美可再能源政策比较与分析强制性政策的比较与分析SAJ:制定一定的法律、法规或条例，从法律上保证可再生能源（RE）的发展，这是中美两国共同作法，也是两国共同的特点。事实证明这是十分必要的。举例来说，美国所以能在风能、太阳能方面取得世界公认的成就并在生物质能发电技术上进入世界的先进行列，一个重要原因是RE技术的发展很久以来就得到国家法律和政策的技术和保护。如早在1978年美国"公用事业管制政策法"中就规定电力公司必须按可避免成本购买热电联产和可再生能源生产的电力。这一政策为RE发电技术与化石燃料发电技术的公平竞争创造了条件，到1992年，在"能源政策法"中，进一步对RE发展提出了要求，即要求到2010年RE提供的能量应比1988年增加75%；同时规定对RE资源的开发利用给予投资税额减免，并授权能源部资助RE的示范和商业化项目。;d!JE1995的中国政府颁布了首部"电力法"，明确鼓励使用太阳能等可再生能源；与此同时．原电力部还出台了"风力发电并网运行的管理规定"。无疑这些政策措施对促进RE的发展都起到了巨大作用。zU[Ee但是，相比较而言，两国在强制性政策的规定方面却显示了不同的特点:N中国的特点是：注重政策的宏观性、重要性和必要性的论述，它的优点是有较大的灵活性，可以有多种选择。缺点是如果没有与之相配合的实施细则（例如就政策如何支持，怎样鼓励，支持到什么程度，鼓励维持到什么时候等问题作出相应的具体规定）。否则这些条文和要求将无法变为现实。UO_美国的特点是：即有宏观性的论述，又有具体政策的规定，1992年的"能源政策法"即是一例。因而这些政策看起来明确具体、界限清楚、要求严格。EDGP美国可再生能源政策的另一特点是，联邦政府和州政府的紧密配合，既有联邦政府全国性的统一规定和要求，又有各地区和州政府的特殊、具体的规定和要求。如根据联邦政府的"能源政策法"的精神，有些州政府又制定了"系统效益收费制"和"可再生能源设备通行权"等适用本地区的政策和规定。这样，上下配合，互为补充，从而形成一套完整有力的政策体系。E:$美国政策的第三个特点是及时审视，随时调整。即根据客观实际需要和形势变化而不断地调整或制定新的政策，这一特点在其他几类政策上亦有体现。如为了适应目前电力工业资产重组和反管制改革所带米的影响和变化，有些地区及时地提出了可再生能源发展的"配额制"（RenewableProtfolioStandard)的政策规定等。}经济激励政策的比较与分忻/v.尽管经济激励政策多种多样，但从中美两国使用的频率和广泛性来看，主要有以下四种：jI1q8(1) 补贴政策,0kn这是中国常见的一种激励手段，美国则使用不多。一般而言，补贴有三种形式：G一是投资补贴，即对投资者进行补贴，如中国政府对地方小水电建设的投资即属于此类。美国过去对风力发电投资者曾实行过15%投资补贴，但现在已停止使用。对投资者进行补贴的优点是可以调动投资者的积极性。增加生产能力。扩大产业规模；缺点是这种补贴与企业生产经营状况无关，不能起到刺激更新技术、降低成本的作用。5o2TZ第二种是产出补贴，即根据RE设备的产品产时进行补贴。中国目前还没有这种补贴政策。这种补贴的优点是显而易见的，即有利于增加产品产量降低成本。提高企业的经济效益。这也是美国加州目前正在实施的一种激励措施（即对RE产生的电力给予一／kwh的补贴）~`第三种是对消费者（即用户）进行补贴。这是中国广泛采用的一种刺激措施。除了在推广太阳能设备、微型风力发电设备中广泛采用外．在农村户用沼气池，高效率柴灶和其他生物质能技术试点示范也曾广泛采用。美国加州对购买PV系统的用户也采取了类似的鼓励措施。这一政策的理论依据是：通过刺激消费，达到扩大市场需求的效果，反过来带动生产能力的扩大，进而达到降低成本的目的。但实践证明。这一目标的实现具有很大的不确定性。因为就RE而言，只有当消费市场足够人时，才可能达到目的，而足够大的消费市场需要大量资金，如果仅仅靠补贴则是难以实现的。]dEsbQ中美可再能源政策比较与分析k 来自: 书签论文网但是，不管怎么说现阶段补贴政策毕竟是一项行之有效的措施。中美两国（特别是中国）可再生能源之所以有今天的规模和水平，同该项政策的作用则是不可低估的。然而，从总结经验角度来看，补贴政策的实施应解决好以下两个问题：^n)补贴资金来源问题。根据美国和西欧的经验。一是通过系统效益收费来筹；另一个是征收化石燃料税，中国主要由政府财政支付；而中国是个发展中国家，财政收入有限。需要补贴支援的事业很多，所以依赖政府财政的支持不是长久之计。<^OB[j补贴策略问题，即应给谁予以补贴和以什么样的的运行机制进行补贴，如果对用户进行补贴，正如前述，不一定能达到政策的预期目标：如选择投资者给予补贴，并采取公开招标，公平竞争的机制，则可能取得既扩大生产规模，又能降低成本的双重目的。rb>（2）税收政策[这是中美两国（尤其是美国）应用最多的经济政策，实际上有两种不同的税收政策：一种是税收优惠政策，如减免关税、减免形成固定资产税，减免增值税和所得税（企业所得税和个人收入税）等。从理沦上说，减兔税收不需要政府拿出大量资金来进行补贴。只是减少一部分中央或地方的收入；而且，目前RE产业规模小，不会构成对全国税收平衡的影响，因而易于实施。只是由于大多数税种不进入生产成本（关税例外），只影响企业产品的销售价格和企业的经济效益，因而，实际上对鼓励企业改进生产制造技术，提高效率，降低成本没有直接的作用。这就是为什么有些可再生能源技术和产业，一旦这种优惠政策取消企业便生存不下去的原因所在。如美国的太阳能热水器的生产和销售。税收减兔政策取消后，其销售量从1980年的1746000m一下降到1990年1026000m，生产企业减少了近200家，又加世界闻名LUZ太阳能热发电装置也面临着联帮政府和州政府税收优惠取消后破产的威胁。B论文中美可再能源政策比较与分析K来自另一种税收政策为强制性税收政策。如对城市垃圾和畜禽场排放的污水等物质。实行污染者付费的原则等即属此类。各国的实践证明，这类政策，尤其是高标准，高强度的收费政策，不仅能起到鼓励开发利用这类资源的作用，还能促进企业采用先进技术，提高技术水平的作用。因而也是一种不可或缺的刺激措施.m8Nf应指出的是，税收减兔政策的目的在于促进技术进步和技术的商业化，因而应对什么企业减免和减免税收后应达到什么样的目标（经济的和技术的目的）．则是实施这一政策首先必须明确的问题。cG?0>（3）价格政策e由于RE产品成本一般高于常规能源产品，所以世界上许多国家都采取了对RE价格实行优惠的政策。在美国"能源政策法"中规定公用电力公司必须以避免成本收购RE电量，同时美国的一些州还作出按净用量收费的办法。这些实际上都是电价优惠的措施，在中国，原电力部也就风力发电上网电价制定了较优惠的政策。$但是实际上，两国所制定的政策的法律效力存在明显的差别。一方面美国的电价优惠政策覆盖了所有的可再生能源发电技术，中国仅限于风力发电；另一方面美国的规定是由联邦政府以法律的形式而签发的，而中国的规定尚属部委一级批准实施的计划，而且未经过国务院和人大委员会的审议批准。:tn理论分析和实践都已证明，价格优惠是一项非常有效的激励措施，只要应用得当，可以起到促进技术进步和降低成本的作用。其关键性的问题有两个：y一个是差价补贴的资金来源问题。美国、中国和其他国家通常的办法是：政府、电力公司和用户共同承担；或全部由用户承担，如通过电费加价来筹集资金。现阶段由于RE产业规模小，补贴资金需求量小，这种做法是一种比较现实的办法。z|q%EN另一个是价格优惠对象的选择标点其涵意与前述补贴政策基本相同，这里不再重复。r,.0（4）低息（贴息）贷款政策~P低息（或贴息）贷款可以减轻企业还本期利息的负担，有利于降低生产成本；缺点是政府需要筹集的一定的资金以支持贴息或减息的补贴，贷款数量越大，贴息量越大，需要筹集的资金也越多。因此，资金供应状况是影响这一政策持续进行的关键性因素。目前美国已没有这类的贷款政策，中国的实施规模也很小，完全在可以承受的范围内。y为了提高贴息贷款的经济效益，关键性的问题与提高价格政策和补贴政策的实施效应完全相，即要正确地选择贷款对象和实施科学的贷款程序。 :研究开发政策的比较和分析*cR{/+重视可再生能源的研究开发工作是中美两国共同的特点。其主要表现是：s2B3 |（1）从70年代以来两国部实施了一大批科学研究与开发计划；cZ/（2）两国政府投入巨额资金用以支持RE的研究和发展;,S)Y（3）建立并形成了一批国家级的试验室和研究队伍。@}v中美可再能源政策比较与分析k 来自: 书签论文网但是相比较而言，中美两国这方面政策的差别也是明显的：J~{（1）资金投入强度相差悬殊。以"九五"（1990-1995）为例，中国政府用于"九五"国家科技攻关项目的经费不足亿元人民币，而美国 政府投入RH研究和开发项目却高达亿美元。两者的差距不言而喻。尽管中美两国经济基础不同，实力不在一个档次上，不能简单地直接相比较，但是从中国可再生能源及研究开发的实际需要和实际上已得到的支持来看，政府的投入是严重不足的。 5j%T>（2）在RE的研究开发方向，中国只有一个积极性，即中央政府的积极性，地方和工业界基本还没有介人或介人甚少：近年来虽然有所改善，但实际投入RE的人力物力和财力则屈指可数。美国不仅有联邦政府的投入，还有工业界、企业家和个人的投贤，一些州政府还设立了专门的研究开发项目和计划。应当特别指出的是，目前美国的可再生能源技术整体上己处于世界领先地位并拥有世界最大的规模的风电场。太阳能热发电站和生物质能发电系统，在这种情况下，美国依然对其研究和开发给予极大的关注和支持，提出并实施了一批新的规模宏大的开发计划，这不是偶然的，这跟该国宏伟的社会经济目标、环境目和可再生能源技术的发展现状以及对研究、开发的巨大作用的认识有着深刻的关系 市场开拓策略和措施的比较和分析S&:=中美两国在可再生能源市场开拓方面显然采取了一些措施和策略也取得了一些成就和经验；但是从RE技术商业化发展的需要来说，这些努力还是不够的，特别是在市场运行机制的探索上更显得不足。因为愈来愈多的实践证明，在阻碍可再生能源技术发展的众多因素中，运行机制是一个比技术问题和经济成本更难以解决的问题。从技术来说，目前RE所遇到的各种技术障碍几乎都可以利用现有科学技术而加以解决，经济成本问题也将随着运行机制的改善而得到改善，而机制问题由于涉及国家政治体制。经济体制等更加广泛而复杂的因素而难以解决，因此，市场开拓是中美两国尤其是中国今后应予加强和改善的方面。6cqL`2 认识和建议 NHLs@F©清洁能源技术论坛 -- 论坛讨论主要围绕清洁能源技术、位为专业技术论坛。0"qxJs综合上述可以得到这样几个认识，即：中美两国为了推动RE技术的进步和发展，已在各自的能力范围内，尽其所能，采取一系列的技术、经济、法律、市场和研究开发的政策和措施，大大推动了可再生能源的发展，并取得显著成效，这己是人所共知的事实。但是，从两国长远的发展目标和现实需要来说，RE技术还必须有一个更大的发展。这样就需要两国政府（特别是中国政府）应在总结过去国内外工作经验的基础上，进一步采取措施，补充、修改、完善己有的可再生能源政策和措施，研究制定新的可再生能源政策和措施。为此目的，结合以上的比较分析，我们愿为中国政府提供以下建议。供在研究、制定可再生能源政策时参考： 加强立法，从法律上和政策上保证可再生能源的发展，这一条己是被实践证明了的真理。目前中间的"电力法"和"节能法"都己肯定RE的战略地位，在明了政府热情支持和鼓励的态度。现在关键的问题是，政府的有关部门应立即根据法律上的相关规定，研究、制定具体的实施方案和细则。要进一步明确各地RE发展的合理的比例。明确亨受国家优惠政策的对象应具备的条件以及亨受优惠条件后应达到的经济目标和技术目标。#, 全面推行还本付息加合理利润的定价原则。1994年，电力部以部发94（461）号文件形式向全国各大电网，省、市、区供电部门发了风力发电并网运行的管理规定。该规定明确提出电网必须就近收购风电场的电量，其上网电价按生产成本加还本利息和合理利润的原则确定。超出电网平均电价的部分，采取均摊方式，由全网共同负担。近几年的实践证明这是一项行之有效的办法。但是，这一规定也有其不足之处，即没有定义全网的范围，由此在如何承担风电差价问题容易产生争论。建议将这规定修改和完善后，上报国务院，进一步明确风电上网电价高出电网平均价格的部分，由区域性电网厅覆盖的地区的电力用户承担，并将这一原则的适用范围扩人到其他类似的可再生能源产品。如沼气发电稻壳发电，生物质发电以及生物质气化集中供气的并网问题，均应按此原则办理。 . 继续实施现有的减兔税政策，但运作方式应加以改进。具体建议是：;（1）目前国家己对蔗渣和沼气发电等再生能源利用技术，实行为期5年内免交所得税的政策，建议对其他可再生能源发电技术及非电利用技术也实行类似的政策。%97qdG（2）现阶段可再生能源发电成本较高，征收增值税后的上网电价将更高，以风力发电为例。通常将超过元／kwh,这是电网难以接受的，另外，可再生能源发电不消耗燃料，没有进项税或进项税少，增值税不能抵扣或抵扣很少。因而可再生能源发电的增值税实际征收额远远高于常规能源发电。按全国统一的增值税率（17％〕征收是不合理的，也不利于与常规能源发电技术的公平竞争。建议实行与小水电一样的增值税税率，即％。Z9^6中美可再能源政策比较与分析k 来自: 书签论文网（3）制定享受税收优惠政策（含其他优惠政策）的对象应具备的条件,以及享受优惠政策后应达到的目标。 增加财政投入和银行信贷，加速RE技术的进步和国产化。在这方面，美同等先进国家已先行一步，注入了数10亿美元的研究、开发和示范推广经费。中国RE技术基础薄，国产化能力低。要大模地发展风力发电、光伏发电和生物质能的高效利用，某些关键技术的攻关和国产化是不可缺少的。结合中同的条件和需要，建议设立以下扶持政策：G~K（1）增加RE技术攻关和国产化资金，其财政拨款应随国民经济的快速发展而成倍增加； ~9`M（2）将RE技术列入国家基本建设和技术改造投资的重点扶持计划；Q!（3）设立专用于RE技术的信贷资金，其中贴息贷款应在目前每年用于农村能源利可再生能源技术开发贷款亿元的基础上有所增加；5T[;{Z（4）凡利用国产设备兴建的可再生能源企业，可以优先得到国家政策银行的优惠贷款或贴息的支持；p（5）凡使用国产可再生能源设备或零部件的企可免征或形成固定资产税，以降低国产可再生能源设备的造价，扩大市场销路，促进国产化。DI& 创新机制，逐步在可再生能源技术发展过程中（即包括研究开发，试点示范和商业化运行的各个阶段中）推行公开招标、公平竞争的运行机制，其中应特别注意鼓励和动员工业界的积极参与和投入实行费用共出、风险共担、利益同亨的合作机制。 扩大宣传教育，提高全民（尤其是省、市、区级政府官员和企业家）的环境意识，增强其参与可再生能源研究开发的能力和投资热情及主动性。应将可再生能源的宣传、教育和培训列入各级政府主管可再生能源部门的工作计划．配备经费，切切实实地开展起来并坚持下去。2片另外给你个网址

深水石油钻井技术现状及发展趋势*摘要:随着世界深水油气资源不断发现,近几年来深水钻探工作量越来越大。随着水深的增加和复杂的海况环境条件,对钻井工程提出了更高的挑战,钻井技术的难度越来越大。从目前国内外深水钻井实践出发,对深水的钻井设备、定位系统、井身结构设计、双梯度钻井技术、喷射下导管技术、动态压井钻井技术、随钻环空压力监测、钻井液和固井工艺技术和钻井隔水管及防喷器系统等关键技术进行了阐述,对深水的钻井设计和施工进一步向深水钻井领域发展具有重要导向作用。关键词:深水钻井;钻井设备;关键技术全世界未发现的海上油气储量有90%潜伏在水深超过1000 m以下的地层,所以深水钻井技术水平关系着深海油气勘探开发的步伐。对于海洋深水钻井工程而言,钻井环境条件随水深的增加变得更加复杂,容易出现常规的钻井工程难以克服的技术难题,因此深水钻井技术的发展是影响未来石油发展的重要因素。1国内外深水油气勘探形势全球海洋油气资源丰富。据估计,海洋石油资源量约占全球石油资源总量的34%,累计获探明储量约400×108,t探明率30%左右,尚处于勘探早期阶段。据美国地质调查局(USGS)评估,世界(不含美国)海洋待发现石油资源量(含凝析油)548×108,t待发现天然气资源量7815×1012m3,分别占世界待发现资源量的47%和46%。因此,全球海洋油气资源潜力巨大,勘探前景良好,为今后世界油气勘探开发的重要领域。随着海洋钻探和开发工程技术的不断进步,深水的概念和范围不断扩大。目前,大于500 m为深水,大于1500 m则为超深水。据估计,世界海上44%的油气资源位于300 m以下的水域,其中,墨西哥湾深水油气资源量高达(400~500)×108桶油当量,约占墨西哥湾大陆架油气资源量的40%以上,而巴西东部海域深水油气比例高达90%左右。20世纪90年代以来,由于发现油气田储量大,产量高,深水油气倍受跨国石油公司青睐,发展迅速。据估计,近年来,深水油气勘探开发投资年均增长30. 4%, 2004年增加到220亿美元。1999年作业水深已达2000 m, 2002年达3000 m。90年代以来,全球获近百个深水油气发现,其中亿吨级储量规模的超过30%。2000年,深水油气储量占海洋油气储量的12. 3%,比10年前增长约8%。2004年,全球海洋油气勘探获20个重大深水发现(储量大于110×108桶)。1998-2002年有68个深水项目,约15×108t油当量投产; 2003-2005年则增至144个深水项目,约4216×108t油当量投产, 2004年深水石油产量210×108,t约占世界石油产量的5%。2目前深水油气开发模式深水油气开发设施与浅水油气开发设施不同,其结构大多从固定式转换成浮式,因此开发方式和方法也发生了变化。国外深水油气开发中常用的工程设施有张力腿(TLP)平台、半潜式(SEMIOFPS)平台、深吃水立柱式(SPAR)平台、浮式生产储油装置(FPSO)以及它们的组合。3深水钻井关键技术深水钻井设备适用于深水钻井的主要是半潜式钻井平台和钻井船2种浮式钻井装置。. 1深水钻井船钻井船是移动式钻井装置中机动性最好的一种。其移动灵活,停泊简单,适用水深范围大,特别适于深海水域的钻井作业。钻井船主要由船体和定位设备2部分组成。船体用于安装钻井和航行动力设备,并为工作人员提供工作和生活场所。在钻井船上设有升沉补偿装置、减摇设备、自动动力定位系统等多种措施来保持船体定位。自动动力定位是目前较先进的一种保持船位的方法,可直接采用推进器及时调整船位。全球现有38艘钻井船,其中额定作业水深超过500 m的深水钻井船有33艘,占总数的87%。在这33艘深水钻井船中,有26艘正在钻井,有5艘正在升级改造。在现有的深水钻井船中, 20世纪70年代建造的有10艘, 80年代和90年代建造的各有7艘,其余9艘是2000-2001年建造的。其中2000年建成的钻井船最多,有8艘;其次是1999年,有4艘。目前在建的7艘钻井船中,均是为3000多米水深建造的, 2007年将建成1艘, 2008年和2009年将各建成3艘。钻井船主要活跃在巴西海域、美国墨西哥湾和西非海域。2006年7月初,正在钻井的26艘深水钻井船分布在8个国家。其中巴西8艘,占1/3;其次是美国,有6艘;安哥拉、印度和尼日利亚分别有4艘、3艘和2艘;中国、马来西亚和挪威各1艘。. 2半潜式钻井平台半潜式钻井平台上部为工作甲板,下部为2个下船体,用支撑立柱连接。工作时下船体潜入水中,甲板处于水上安全高度,水线面积小,波浪影响小,稳定性好、支持力强、工作水深大,新发展的动力定位技术用于半潜式平台后,到本世纪初,工作水深可达3000 m,同时勘探深度也相应提高到9000~12 000 m。据Rigzone网站截至2006年7月初的统计,全球现有165座半潜式钻井平台,其中额定作业水深超过500 m的深水半潜式钻井平台有103座,占总数的62%。在这103座深水半潜式钻井平台中,有89座正在钻井,有11座正在升级改造。其中31座是20世纪70年代建造的,最长的已经服役30多年; 40座是20世纪80年代建造的; 13座是90年代建造的; 19座是2000 -2005年建造的。此外,还有24座深水半潜式钻井平台正在建造。深水半潜式钻井平台主要活跃在美国墨西哥湾、巴西、北海、西非、澳大利亚和墨西哥海域。2006年7月初,处于钻井中的89座深水半潜式钻井平台分布在18个国家,其中美国最多, 24座,占总数的27%;巴西17座,挪威10座,英国6座,澳大利亚、墨西哥和尼日利亚各5座,其余国家各有1~3座。深水定位系统半潜式钻井平台、钻井船等浮式钻井装置在海中处于飘浮状态,受风、浪、流的影响会发生纵摇、横摇运动,必须采用可靠的方法对其进行定位。动力定位是深水钻井船的主流方式。在现有的深水钻井船中,只有6艘采用常规锚链定位(额定作业水深不足1000 m),其余27艘都采用动力定位(额定作业水深超过1000 m)。1000 m以上水深的钻井船采用的都是动力定位,在建的钻井船全部采用动力定位。动力定位系统一般采用DGPS定位和声纳定位2种系统。声纳定位系统的优点: (1)精确度高(1% ~2% )、水深(最大适用水深为2500 m); (2)信号无线传输(不需要电缆); (3)基本不受天气条件的影响(GPS系统受天气条件的影响); (4)独立,不需要依靠其他系统提供的信号。声纳定位系统的缺点: (1)易受噪声的影响,如环境噪声、推进器噪声、测试MWD等; (2)折射和阴影区; (3)信号传输时间; (4)易受其他声纳系统的干扰,如多条船在同一地方工作的情况。大位移井和分支水平井钻井技术海上钻井新技术发展较快,主要包括大位移井、长距离水平钻井及分支水平井钻井技术。这些先进技术在装备方面主要包括可控马达及与之配套的近钻头定向地层传感器。在钻头向地层钻进时,近钻头传感器可及时检测井斜与地层性质,从而使司钻能够在维持最佳井眼轨迹方面及时做出决定。由于水平井产量高,所以在国外海上油气田的开发中已经得到了广泛的应用。目前,国外单井总水平位移最大已经达11 000m。分支水平井钻井技术是国际上海洋油气田开发广泛使用的技术,近年来发展很快。利用分支井主要是为了适应海上需要,减少开发油藏所需平台数量及平台尺寸(有时平台成本占开发成本一半还多)。具体做法是从一个平台(基础)钻一口主干井,然后从主干井上急剧拐弯钻一些分支井,以期控制较大的泄油面积,或者钻达多个油气层。深水双梯度钻井技术与陆地和浅海钻井相比,深海钻井环境更复杂,容易出现常规钻井装备和方法难以克服的技术难题:锚泊钻机本身必须承受锚泊系统的重量,给钻机稳定性增加了难度;隔水管除了承受自身重量,还承受严重的机械载荷,防止隔水管脱扣是一个关键问题;地层孔隙压力和破裂压力之间安全钻井液密度窗口窄,很难控制钻井液密度安全钻过地层;海底泥线处高压、低温环境影响钻井液性能产生特殊的难题;海底的不稳定性、浅层水流动、天然气水合物可能引起的钻井风险等。国外20世纪60年代提出并在90年代得到大力发展的双梯度钻井(DualGradi-entDrilling,简称DGD)技术很好地解决了这些问题。双梯度钻井技术的主要思想是:隔水管内充满海水(或不使用隔水管),采用海底泵和小直径回流管线旁路回输钻井液;或在隔水管中注入低密度介质(空心微球、低密度流体、气体),降低隔水管环空内返回流体的密度,使之与海水相当,在整个钻井液返回回路中保持双密度钻井液体系,有效控制井眼环空压力、井底压力,克服深水钻井中遇到的问题,实现安全、经济的钻井。喷射下导管技术海上浅水区的表层套管作业通常采用钻孔、下套管然后固井的作业方式。在深水区,由于海底浅部地层比较松软,常规的钻孔/下套管/固井方式常常比较困难,作业时间较长,对于日费高昂的深水钻井作业显然不合适。目前国外深水导管钻井作业通常采用“Jetting in”的方式。常规做法是在导管柱(Φ914. 4 mm或Φ762 mm)内下入钻具,利用导管柱和钻具(钻铤)的重量,边开泵冲洗边下入导管。3. 6动态压井钻井技术(DKD)DKD(Dynamic killDrilling)技术是深水表层建井工艺中的关键技术。该技术是一种在未建立正常循环的深水浅层井段,以压井方式控制深水钻井作业中的浅层气井涌及浅层水涌动等复杂情况的钻井技术。其工作原理与固井作业中的自动混浆原理相似,它是根据作业需要,可随时将预先配好的高密度压井液与正常钻进时的低密度钻井液,通过一台可自动控制密度的混浆装置,自动调解到所需密度的钻井液,可直接供泥浆泵向井内连续不断地泵送。在钻进作业期间,只要PWD和ROV监测到井下有地层异常高压,就可通过人为输入工作指令,该装置立即就可泵送出所需要的高密度钻井液,不需要循环和等待配制高密度钻井液,真正意义上地实现边作业边加重的动态压井钻井作业。3. 7随钻环空压力监测(APWD)由于深水海域的特殊性,与浅水和陆地钻井相比,部分的上覆岩层被水代替,相同井深上覆岩层压力降低,使得地层孔隙压力和破裂压力之间的压力窗口变得很窄,随着水深的增加,钻井越来越困难。据统计,在墨西哥湾深水钻井中,出现的一系列问题,如井控事故、大量漏失、卡钻等都与环空压力监测有关。随钻环空压力测量原理是主要靠压力传感器进行环空压力测量,可实时监测井下压力参数的变化。它可以向工程师发出环空压力增加的危险报警,在不破坏地层的情况下,提供预防措施使井眼保持清洁。主要应用于实时井涌监测和ECD监控、井眼净化状况监控、钻井液性能调整等,是深水钻井作业过程中不可缺少的数据采集工具。3. 8随钻测井技术(LWD /MWD /SWD)深水测井技术主要是指钻井作业过程中的有关井筒及地层参数测量技术,包括LWD、MWD和SWD测井技术。由于深水钻井作业受到高作业风险及昂贵的钻机日租费的影响,迫使作业者对钻井测量技术提出了多参数、高采集频率和精度及至少同时采用2套不同数据采集方式的现场实时数据采集和测量系统,并且具有专家智能分析判断功能的高标准要求。目前最常用的定向测量方式是MWD数据测量方式,这种方式通常只能测量井眼轨迹的有关参数,如井斜角、方位角、工具面。LWD是在MWD基础上发展起来的具有地层数据采集的随钻测量系统,较常规的MWD增加了用于地层评价的电阻率、自然伽马、中子密度等地层参数。具有地质导向功能的LWD系统可通过近钻头伽马射线确定井眼上下2侧的地层岩性变化情况,以判断井眼轨迹在储层中的相对位置;利用近钻头电阻率确定钻头处地层的岩性及地层流体特性以及利用近钻头井斜参数预测井眼轨迹的发展趋势,以便及时做出调整,避免钻入底水、顶部盖层或断裂带地层。随钻地震(SWD)技术是在传统的地面地震勘探方法和现有的垂直地震剖面(VSP———VerticalSeismic Profiling)的基础上结合钻井工程发展起来的一项交叉学科的新技术。其原理是利用钻进过程中旋转钻头的振动作为井下震源,在钻杆的顶部、井眼附近的海床埋置检波器,分别接收经钻杆、地层传输的钻头振动的信号。利用互相关技术将钻杆信号和地面检波器信号进行互相关处理,得到逆VSP的井眼地震波信息。也就是说,在牙轮钻头连续钻进过程中,能够连续采集得到直达波和反射波信息。深水钻井液和固井工艺随着水深度的加大,钻井环境的温度也将越来越低,温度降低将会给钻井以及采油作业带来很多问题。比如说在低温情况下,钻井液的流变性会发生较大变化,具体表现在黏、切力大幅度上升,而且还可能出现显著的胶凝现象,再有就是增加形成天然气水合物的可能性。目前主要是在管汇外加绝缘层。这样可以在停止生产期间保持生产设备的热度,从而防止因温度降低而形成水合物。表层套管固井是深水固井的难点和关键点。海底的低温影响是最主要的因素。另外由于低的破裂压力梯度,常常要求使用低密度水泥浆。深水钻井的昂贵日费又要求水泥浆能在较短的时间内具有较高的强度。深水钻井隔水管及防喷器系统深水钻井的隔水管主要指从海底防喷器到月池一段的管柱,主要功能是隔离海水、引导钻具、循环钻井液、起下海底防喷器组、系附压井、放喷、增压管线等作用。在深水钻井当中,隔水管柱上通常配有伸缩、柔性连接接头和悬挂张力器。在深水中,比较有代表性的是Φ533. 4 mm钻井隔水管,平均每根长度为15. 2~27. 4 m。为减小由于钻井隔水管结构需要和自身重量对钻井船所造成的负荷,在钻井隔水管外部还装有浮力块。这种浮力块是用塑料和类似塑料材料制成的,内部充以空气。在钻井隔水管外部,还有直径处于50~100 mm范围的多根附属管线。在深水钻井作业过程中,位于泥线以上的主要工作构件从下向上分别是:井口装置、防喷器组、隔水管底部组件、隔水管柱、伸缩短节、转喷器及钻井装置,井口装置通常由作业者提供。4结论深水石油钻井是一项具有高科技含量、高投入和高风险的工作,其中喷射下导管技术、动态压井钻井技术、随钻环空压力监测、随钻测井技术、ECD控制等技术是深水钻井作业成功的关键。钻井船、隔水管和水下防喷器等设备的合理选择也是深水钻井作业成功的重要因素。另外,强有力的后勤支持和科学的作业组织管理是钻井高效和安全的重要保障。参考文献:[1]潘继平,张大伟,岳来群,等.全球海洋油气勘探开发状况与发展趋势[J].中国矿业, 2006, 15(11): 1-4.[2]刘杰鸣,王世圣,冯玮,等.深水油气开发工程模式及其在我国南海的适应性探讨[ J].中国海上油气,2006, 18(6): 413-418.[3]谢彬,张爱霞,段梦兰.中国南海深水油气田开发工程模式及平台选型[ J].石油学报, 2007, 28(1): 115-118.[4]李芬,邹早建.浮式海洋结构物研究现状及发展趋势[J].武汉理工大学学报:交通科学与工程版, 2003, 27(5): 682-686.[5]杨金华.全球深水钻井装置发展及市场现状[J].国际石油经济, 2006, 14(11): 42-45.[6]赵政璋,赵贤正,李景明,等.国外海洋深水油气勘探发展趋势及启示[J].中国石油勘探, 2005, 10(6): 71-76.[7]陈国明,殷志明,许亮斌等.深水双梯度钻井技术研究进展[J].石油勘探与开发, 2007, 18(2): 246-250.