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铸造解放油气的“金钥匙”

——中油测井“先锋”射孔利器创新创效纪实

3月10日,大港油田港古16101井通过二次补孔,日产量增加10吨,再次焕发生机。此次老井补孔作业难度大,作业过程中,中油测井公司自主研发的“先锋”超深穿透射孔弹一次射穿了3层套管,射孔径向距离达208.7毫米。

作为中油测井的拳头产品,“先锋”超深穿透射孔弹的研发和应用始终瞄准油气田效益开发的需求。从科研攻关到应用推广,始终带着“创新+创效”的双重基因。在激烈的市场竞争中,“先锋”超深穿透射孔弹不仅赢得了口碑,而且为企业创造了良好的经济效益,先后在国内油气田应用300余万发,实现国际出口销售30余万发。【详细】

  • 应需而生 因需而变
  • 科学推动 转化落地
  • 走俏市场 创新创效
  • 近年来,随着油气勘探对象日趋复杂,深层超深层、非常规油气成为重要接替领域。但这些油气资源所在储层往往具有低孔隙度、低渗透率的特点,不仅难找,更是难采。“先锋”超深穿透射孔弹应运而生。

    射孔被誉为打开油气宝藏的“金钥匙”。它是在物探、钻井、测井、固井等工序后,利用射孔弹迸发出的高能金属射流,穿过厚厚的套管、水泥环和地层,打通油气产出的通道。

    “随着油气勘探开发需求的变化,射孔的任务从最初的简单打穿地层,发展为改善施工效果、提升单井产量和油气采收率。这对射孔穿深提出了更高的要求,射孔孔道越大越深,沟通的地层孔隙与裂缝就越多。就像拧开了藏在地下岩层缝隙中的微小油气开关,拧开的开关越多,油气产量就越大。”中油测井射孔器材二级工程师郭鹏说。

    技术人员以目标为导向,从射孔弹关键部件药型罩入手,利用大型非线性动力学计算软件,开展了上千次理论数值计算,仔细分析射流参数,优化射孔弹药型罩结构及装药结构。经过多次模拟仿真实验和实际打靶实验,射孔弹炸药爆炸能量的利用率得到大幅提升,射流穿孔动能进一步增强,金属射流速度梯度分布得到了优化。

    “我们相继解决了高密度药型罩材料配比及密度分布均匀化制造技术、高能炸药多次预压工艺等难题,实现了药型罩结构和炸药压制密度双提升,并将这种穿深性能优异的射孔弹命名为‘先锋’。”原中油测井西南分公司射孔技术中心主任罗宏伟介绍了“先锋”超深穿透射孔弹的研发过程。

    “先锋”超深穿透射孔弹问世以来,中油测井公司依托射孔技术研发、射孔施工服务和射孔器材制造的完整产业链优势,在应用中不断改进优化,在API(美国石油学会)官网上,将射孔穿深纪录从1539毫米一路提升至1986毫米,创造了领先国内、比肩国际一流的优异成绩。

  • 科研创新的目标在于转化应用。中油测井公司将服务油气效益开发作为科研创新的试金石,探索制定科研成果转化激励和约束机制,为科研项目落地“生金”提供机制保障,将科研成果变为经营硕果。

    “有没有创新点?是不是自主制造?产生了多少经济效益?”中油测井西南分公司一级工程师贺洪举在每次科研项目评审时都会这样问。他认为,科研产品必须经过生产实践和市场检验,能解决生产问题、满足市场需求并取得较好的经济效益才是好产品。

    鲜明的导向机制,激活创效一池春水。“先锋”超深穿透射孔弹项目研发实行“科研+制造+生产+推广”一体化管理模式。从项目启动之初,公司就从生产需求出发,瞄准低孔低渗储层及深井超深井等复杂井况下的射孔完井技术难题,突出射孔弹穿深性能和稳定性。为了确保科研成果变为优质产品,公司狠抓制造环节,对标国际一流,大力建设射孔弹自动化生产线,攻克了自动称量药粉、自动压罩、自动压装等一系列工序技术难关,实现了产品制造全过程智能化、精准化控制,在确保产品制造质量的同时,提高了科研、试验和投产速度,为“先锋”超深穿透射孔弹高效、大批量生产提供了自动化装备保障。

    在科学机制的助推下,带着创效基因的“先锋”超深穿透射孔弹一亮相就取得不俗成绩。重庆焦石坝页岩气开发初期,国内外技术服务公司同台竞技,“先锋”超深穿透射孔弹先后助力4口气井日产量攀上百万立方米。在“先锋”超深穿透射孔弹的加持下,西南油气田高石XX-X25井比邻井产能提高了183%。

  • 真金不怕火炼。在塔里木油田城探3井,“先锋”超深穿透射孔弹扛住210摄氏度超高温作业条件,一次作业成功,一举在塔里木“三超井”射孔市场站稳脚跟,成为8000米以深超深井射孔作业的“掌舵”技术,近3年应用量超15万发。在西南油气田,“先锋”超深穿透射孔弹主动适应页岩气开发需求,优化射孔孔径,为储层酸化压裂创造更优条件,增产效果显著,受到焦石坝、长宁威远等区域的青睐。

    “使用‘先锋’超深穿透射孔弹,可以为后续压裂创造更好的孔径条件,增产效果更加显著,甲方非常喜欢。”中油测井首席专家唐凯介绍。

    “先锋”超深穿透射孔弹凭借提升单井产能的技术优势,在激烈的市场竞争中脱颖而出,成为国内塔里木、西南、新疆、华北等多个油气田复杂勘探领域作业的指定产品。与此同时,“先锋”超深穿透射孔弹走出国门、奔赴海外,在国际市场持续走俏,先后出口到土库曼斯坦、伊拉克、古巴、乌克兰、叙利亚、阿塞拜疆6个国家,销售额逐年递增。目前,“先锋”超深穿透射孔弹已经成为国内外射孔器材市场中的香饽饽。

    积极应变,主动求变,才能与时代同行。“先锋”超深穿透射孔弹在助力油气田效益开发的同时,不断寻求自身突破。目前,中油测井公司测井重点实验室射孔技术研究实验室已建成并投入使用,实验室配备的国内民爆行业唯一射孔弹爆炸冲击图像捕捉系统,为研究射孔弹高能射流提供了直观的影像数据。检测手段多样的模拟储层射孔性能试验装置和国内最高压力的井下作业工具极限耐压试验装置,让产品进入市场前有更多演习和改进的机会,从而更好地适应实战。“先锋”超深穿透射孔弹正像它的名字一样,走在了为油气田效益开发贡献力量的先锋路上。

  • 走上擂台稳当擂主

      2013年至今,“先锋”超深穿透射孔弹在中国石化涪陵焦石坝区块的市场占有率一直保持在90%以上,为这个区域页岩气稳定上产提供了技术支撑。

      焦石坝页岩气开发伊始,射孔服务市场完全开放,各大工程服务公司竞争激烈。中油测井西南分公司凭借射孔完整产业链和优异的页岩气施工业绩,取得了“单程入场券”。西南分公司射孔项目部党总支书记廖志开回忆:“2013年,我带队到焦石坝区块干射孔,压力很大。作业效果好就留下,效果不好就卷铺盖走人。还好‘先锋’争气。”廖志开作为项目经理,带队在焦页6-2井利用当时最先进的分簇射孔技术,配合“先锋”超深穿透射孔弹施工作业,以“一剑封喉定九州”的骄人成绩旗开得胜,助力焦石坝首口井擒获日产量达百万立方米的“气龙”。此后,“先锋”超深穿透射孔弹成为这个区块的指定用弹,中油测井的“单程票”变成了“年票”。

      比“拓荒”更难的是“守土”。“维持市场的这些年,是真的难!”负责焦石坝区块的西南分公司市场销售员成元伟谈道。新冠肺炎疫情发生后,国内市场竞争愈发激烈,眼馋焦石坝这块“大蛋糕”的竞争对手从四面拥来。国内某公司推出一种孔洞均匀、较少渣屑的大孔径射孔弹,试图撬动“先锋”超深穿透射孔弹的市场地位。“没那么容易!”射孔弹技术攻坚负责人雷新华的话掷地有声。他带领团队集智攻坚,在极短的时间内优化弹壳结构、调整药型罩参数,将10毫米的孔洞控制在7毫米,创新研发配套磁性接头,成功解决“先锋”超深穿透射孔弹产渣的技术难题。2020年,某公司凭借价格优势获得焦石坝区块“试练”机会,在同一个平台与“先锋”超深穿透射孔弹同时施工、同时压裂、同时求产,“先锋”超深穿透射孔弹以均产百万立方米的实力战胜对手,稳坐擂主宝座。

      截至目前,“先锋”超深穿透射孔弹依然是焦石坝区块最受欢迎的明星产品,累计在这个区块使用82万发,创造产值7103万元,市场占有率达95%以上。

    • 中油测井塔里木分公司射孔项目部( 刘海龙 ):

      在塔里木油田,95%以上的射孔作业使用“先锋”系列超深穿透射孔弹,其超深穿透能力及稳定的质量赢得油田公司的一致认可。尤其是它解决了库车山前超高温超高压超深井射孔作业难题。在轮探1井,射孔底界8750米,创下国内射孔最深纪录;在城探3井,“先锋”超深穿透射孔弹扛住了210摄氏度超高温作业条件,一次作业成功。

    • 西南油气田开发事业部( 刘俊辰 ):

      我们针对深层页岩气区块低孔低渗的地质条件,运用了“先锋”系列超深穿透射孔器及配套技术,最后试气效果很好,产出效率较常规射孔有显著提高,为西南油气田增储上产提供了强有力的支撑保障。

    • 中国石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司
      ( 颜湘庆 ):

      在焦石坝页岩气区,使用SDP35HMX25-4XF型“先锋”系列超深穿透射孔弹完成的桥射联作井,平均单井测试日产量在40万立方米以上,增产效果明显。这种系列弹型为储层压裂创造了更好条件。

    • UGV(乌克兰国家天然气公司)地球物理作业部首席工程师 Igor(伊戈尔):

      我们首次在波尔塔瓦州使用86型“先锋”超深穿透射孔器,完成了井深超5000米的天然气井射孔作业,作业后15秒顺利出气。这种产品为伊万诺—弗兰基夫斯克、哈尔科夫、第聂伯罗彼得洛夫斯克等地区高温高压天然气井射孔,提供了有力的技术保障。

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    打磨提速提效的地下尖刀利刃

    ——西部钻探自研利器创新创效纪实

    3月21日,西部钻探公司强化新技术推介,首次在塔里木油田外部市场获中曼石油钻井公司博源1井自研扭冲工具技术服务,为自研工具在塔里木油田市场推广应用打下基础。

    西部钻探大力实施创新战略,解难题、铸利器,加快成果转化应用,将技术成果惠及生产经营全过程,提升科技含金量,致力建设集团公司战略科技力量和工程技术创新高地。2021年,西部钻探公司推广应用20余项新技术新产品,拉动钻井提速12%、压裂提效20%,科技创效突破4亿元,实现自研利器应用规模“量”的跨越和提速提效“质”的提升。【详细】

  • 减负放权 全生命周期管理

  • 集群作战 实现经济提速

  • 金字招牌 赢得市场青睐

  • “每口井的试验应用机会都来之不易,必须‘井井计较’。”西部钻探工程院研发中心提速工具研发项目组负责人张昕说。他带领技术团队经过10年艰苦付出,铸造出扭冲、旋冲系列提速工具,打破了钻井提速工具应用受制于人的局面。

    西部钻探依托“两院四中心”技术创新平台,建立“项目来自现场、平台建在现场、成果对接现场、人才服务现场”的科技资源配置机制,选拔领头羊、先锋队,开展跨系统、跨单位、跨专业科研项目管理,实施“项目长+产品经理”双岗负责制,明确“研发—试验—定型—产业化”全生命周期考核目标,助推产业链、创新链融合发展,促进科技成果转化及发展转型升级。

    公司持续优化科技创新体制机制,将科研投入产出比和成果转化前景作为项目立项的重要指标,实行“零基预算”和全成本核算,建立科研财务助理制度,持续减负放权,以科技进步提升自主施工能力,适应市场化运营、商业化运作模式,实现科研创效双提升。

    同时,公司试点推行科研项目承包管理,赋予技术人才项目自主立项权、过程自主管理权和经费自主权,完善“基础工资+科研津贴+绩效激励+成果奖励+效益分成”的科研人员薪酬体系,让科研人员通过科技成果转化实现名利双收。

  • 旋转导向工具成本高,频繁使用不仅增加钻井成本,也增强了技术人员的依赖。“好钢就得用在刀刃上。”西部钻探定向井技术服务公司玛湖项目经理部党支部书记张瑞平说,“既然旋转导向在造斜井段更能显示出提速优势,那就主打造斜段,其他井段使用常规定向工具和技术。”

    针对玛湖水平井提速需求,这个公司组织研发团队努力开发旋转导向工具替代品,成功研制水力振荡器提速系列工具,并配套形成井下降摩减阻提速技术,实现提速工具自主化。

    西部钻探坚持自主研发和集成应用相结合,深化与石油高校、科研院所和油气田企业合作,实施设计施工一体化、技术支持一体化和联合管理一体化集群管理,通过攻关替代工具、推广自有技术、加大自主研发、扩大自主施工,促进成熟技术配套,全力解决关键核心技术难题,加速新技术向生产力转化。

    “实施自有技术优化方案的过程,就像是用‘小米加步枪’去打赢一场硬仗,结果非常有成就感。”张瑞平说。经过不断探索,这个公司形成了一套依靠国产化常规提速工具技术组合,实现从“小米加步枪”向打造“航母集群”的跨越式发展,使玛湖区域水平井平均完钻工期缩减至50天以内,有效控制成本投入,基本实现全面自主施工。

    在新疆油田的大力支持下,公司自主研制的水力振荡器提速工具使用寿命从220个小时提高至356个小时,各项参数指标达到国内外同类产品技术水平。目前,水力振荡器累计推广应用274井次,累计进尺23.95万米,平均机械钻速达4.91米/小时,较使用常规螺杆钻具组合机械钻速提升37.15%。

  • 2021年,西部钻探地质研究院一半以上的雪狼系列产品——地录一体化无线综合录井仪畅销国内市场,新增产值近6000万元。今年,研究院计划生产30台地录一体化无线综合录井仪,替代新疆油田生产现场所有旧仪器,提高服务保障能力,满足油田生产更高需求。

    雪狼型综合录井仪,是1985年在研究进口综合录井仪器基础上,西部钻探地质研究院自主研制的首台国产综合录井仪。雪狼系列产品从单一综合录井仪更新换代到石油装备软硬件研发,由有线向无线集成,由制造向“智造”跨越,多次荣获集团公司和新疆维吾尔自治区等省部级科学技术进步奖,受到国内油气勘探开发市场的高度认可。

    地质研究院瞄准“省人、省钱、省时、省力、省心”目标,将科研攻关方向与市场深度接轨,紧密结合生产需求,主动向信息前沿技术和新技术应用推广上转移,以技术引领市场、创造市场。

    新型综合录井仪采用微电子、无线数字采集等信息技术,模块化优化布局仪器房,具备岩屑分析化验、荧光检测等全部功能,提升了数据采集质量,解决了井场空间受限问题,节约了运输成本,推动人工录井向智慧录井作业加速转变。

    地质研究院推行全天候、全过程服务,派驻技术人员手把手讲解仪器操作,第一时间解决客户问题。围绕现场生产与业务发展难题,依托地质工程一体化服务模式,精准开展技术研究,健全甲乙方、多专业、前后方一体化服务机制,深度整合资源,有效推动生产组织方式变革,助力作业提速提质提产提效。

  • 与竞争对手赛跑
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      2021年,西部钻探定向井技术服务公司自主研制的水力振荡器,累计进尺达到12.64万米,在新疆油田市场占比75%以上,实现钻井提速30%以上,成为保障油田效益开发的利器。

      新疆油田玛湖区块大规模开发后,水平井钻探遭遇多项技术瓶颈。其中,在水平井斜井段钻进过程中,钻具在井下会产生滑动摩阻大、定向托压等问题,水平段越长,问题越明显。

      西部钻探定向井技术服务公司总工程师万教育介绍,水力振荡器是解决井下托压问题的专用工具,能有效提高钻井速度,减少钻具卡钻。但长期以来,工具被国外公司和国内少数民营企业掌握。工具组织协调周期长、费用高昂,也增加了钻井提速成本。

      定向井技术服务公司敏锐捕捉到这一技术需求,决定自主研制水力振荡器。一方面,油田开发任务紧迫,新工具需要尽快研制出来,投入使用;另一方面,国外公司和国内民营企业也注意到了这一市场需求,抓紧推介水力振荡器产品,并在玛湖已经得到了一定规模的应用。

      “我们在与时间赛跑、与竞争对手赛跑,油田需要什么,我们就研发什么。”万教育说。

      2016年,自主研制水力振荡器被正式纳入公司日程。这个公司组织精兵强将,立即投入紧张的科研攻关。通过对水力振荡器原理设计、结构优化、材料优选、安装位置等一系列研究攻关,科研人员扫清了一个个绊脚石。

      2017年年底,项目成功验收,进入现场推广试验阶段。2018年,试验井数不足5口,这让原本信心满满的科研团队士气低迷。“对团队来说,那是最困难的一段时间,但我们从未放弃,一直在查找问题,等待新的机会。”水力振荡器科研攻关团队负责人姜朝民说。

      2019年,在新疆油田的大力支持下,水力振荡器得以在10口井上试验。在此过程中,科研团队对水力振荡器不断改进,将定子材料改进为高性能橡胶,对转子部分重新采用镀铬光洁处理,增加转子抗钻井液的腐蚀性和耐磨性,延长工具整体使用寿命。同年年底,公司自主研制的XZ-HO-I水力振荡器,127毫米和165毫米两种型号的所有分析数据指标均达到正常值。2020年,水力振荡器通过集团公司成果鉴定,性能指标总体达到国际先进水平,完成年进尺9.98万米。

      目前,西部钻探定向井技术服务公司已在克拉玛依设立自研水力振荡器工具维修点,形成了集工具设计研发、加工生产、推广应用、维护保养、维修再利用的产业化链条。除新疆油田外,工具在西南、青海、吐哈等市场也得到了广泛应用。

    从“有技术”到“有市场”
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      “‘雪狼’的品牌实力是有的,但刚开始推介地录一体化无线综合录井仪时也面临了被质疑的处境。”回忆起刚开始闯市场的过程,西部钻探录井工程公司录井装备研究所主管任万江说道。

      地录一体化无线综合录井仪于2019年5月完成样机制造,是“雪狼”综合录井仪系列的又一次技术革新。这个录井仪采用无线数字采集系统,达到了国际先进水平,提升了传输效率,降低了同频干扰。同时,井口无线隔爆快速色谱将气体检测单元前置,提高了检测速度。其地质房与综合录井仪器房的合二为一设计让节约运输成本成为可能。

      “‘雪狼’综合录井仪投产有十几个年头了,以往大家用的都是有线传输,突然转变到无线作业,多少有些不适应。数据掉包率、信号稳定性都是大家存疑的地方,别说甲方或者购买方了,一开始就连我们自己的工程师都半信半疑。”任万江说。

      为了增强产品的使用性能,公司技术研发团队先是做了为期45天的24小时不间断静态测试,后又在新疆油田玛湖地区5口井连续开展了为期半年的动态测试。针对测试及小规模应用出现的不足,公司不断优化改进无线采集系统信号采集、处理、发射、接收功能和稳定性,提高信号传输质量及采集抗干扰能力,降低数据掉包率,优化软件系统采集、存储、打印功能。地录一体化无线综合录井仪逐渐被认可。

      如果说设备硬实力的提升是打开市场的敲门砖,那么销售之后的软服务改善则是站稳市场的又一法宝。“我们在设计仪器的时候就采用了模块化组装方式,为的是后期可以根据使用者需求添加不同监测设备或实现设备拓展。同时,我们还提供质保一年的免费远程指导、上井维修等服务,操作人员也是包教包会。”任万江说。

      目前,西部钻探录井工程公司地录一体化无线综合录井仪已生产58台,外销32台,成功在新疆油田、塔里木油田、长庆油田等多个区域应用,其中塔里木油田市场服务占比达一半以上。

    • 阿克苏油区技术服务有限公司(陈勇):

      地录一体化无线综合录井仪的录井工作区和地质工作区布局合理,符合生产实际,操作环境舒适。同时,无线数据采集系统工作稳定、传输距离及可靠性满足现场要求,气体分析数据采集、处理准确,能够及时发现油气显示,各项技术指标能满足油田录井技术要求。

    • 新疆油田勘探事业部准东项目经理部(郑以华):

      地录一体化无线综合录井仪信号抗干扰能力强,不受井场不规则障碍物及同区域同类型无线综合录井仪影响。同时,安装便捷,改进了以往信号电缆多、安装费时费力的操作方式,适合作业现场短、平、快的搬安要求。此外,改进的色谱采集提高了检测的速度,为工程提质、提速提供了技术保障。

    • 河南易发石油工程技术有限公司(王丹):

      扭力冲击钻井提速工具延长了钻头寿命,减少了深井起下钻次数,平均机械钻速提高23%,为钻井节省工期、降本增效提供了有力保障。

    • 西部钻探准东钻井公司70226钻井队(李国强):

      在水平井造斜段和水平段,水力振荡器有效带动周围钻具共振,降低了钻具与井壁之间的摩擦阻力,增强了钻压传递的有效性,有效改善了水平井托压问题,提高了机械钻速,更能保障钻井施工井下安全,极大地缩短了施工作业周期,实现提速提效。

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    打造井下作业的“万能管”

    ——宝鸡钢管CT110钢级连续油管创效纪实

    4月6日,在川渝页岩气长宁—威远作业区某平台,宝鸡钢管公司生产的CT110钢级连续油管正在进行测多臂井径、射孔和钻磨桥塞作业。这是宝鸡钢管的连续油管在川渝地区工作的第13个年头。

    近年来,国内不断加大油气勘探开发力度,深层、深海等新领域和页岩油气、煤层气等非常规油气资源成为勘探开发的主攻方向。连续油管作为油气勘探开发领域的特殊下井工具,具有快捷高效、综合成本低、地层伤害小、可重复利用等独特优势,在修井、测井、钻井、完井、集输等作业领域广泛应用,被誉为井下作业的万能作业管材,是油气勘探开发中不可或缺的“金钥匙”。【详细】

  • 以市场为导向
    成就客户就是成就自己
  • 产销研不分家
    科研生产一体化
  • 持续创新求变
    探索路上无止境
  • 早在20世纪70年代,国内就已经开始采用国外连续油管进行井下作业技术的探索。但是,国外供货周期长达1至2年,且价格昂贵。21世纪初期,国内连续油管作业技术处于起步阶段。经过3年艰苦攻关,宝鸡钢管公司科研团队攻克了连续油管五大核心技术。2009年6月,亚洲首盘CT80钢级、直径31.8毫米、壁厚3.18毫米、长度7600米的连续油管在宝鸡钢管公司成功下线。我国成为全球第二个掌握连续油管关键核心生产技术的国家。

    从那时起,我国对连续油管作业技术的探索突飞猛进。宝鸡钢管公司的连续油管产品也随着市场的需求,逐步向超高强度、高性能进军。

    “连续油管是油气田开发的关键装备之一。随着我国页岩气等非常规油气资源开发力度加大,深井、超深井、超长水平井相继出现,对管柱承压及疲劳性能提出了更高要求。面对新的作业工况,CT90钢级及以下的连续油管管材强度、承压能力以及入井深度和有效载荷都没有办法满足新需求。由于国内超高强度连续油管产品的欠缺,极大地限制了连续油管井下作业技术的发展。”宝鸡钢管公司首席技术专家毕宗岳说。

    2015年,为填补国内超高强度连续油管产品的空白,助力页岩气开发,宝鸡钢管将CT110超高强度连续油管作为重点项目攻关。科研人员查阅大量技术资料,从连续油管的强塑性机理入手,结合前期连续油管生产研发经验,开展了大量的试验研究,模拟推理出卷板应具有的性能及组织结构,并积极主动联系国内相关钢厂,通过实验室炼钢、轧钢,最终制定了连续油管用CT110热轧钢带供货技术指标,实现了超高强度连续油管的技术突破,打开了CT110连续油管研发的突破口。

    “万事开头难。突破口打开后,我们先后攻克了原料、对接、热处理、管柱设计及变壁厚连续油管制造工艺等核心技术,形成了一整套超高强度CT110连续油管制造关键技术。”项目负责人汪海涛向记者介绍产品研发经过。

    2016年1月,国内首盘直径50.8毫米、壁厚4.44毫米的超高强度CT110连续油管在宝鸡钢管公司成功下线。截至目前,CT110连续油管已为国内各大油田供货近500盘,产值近3亿元。

  • 对装备制造类企业来说,坚持科研生产一体化是完全市场化竞争下企业生存发展的必然选择。宝鸡钢管公司紧跟市场需求,主动参与市场竞争。

    “我们始终将科研与生产同步推进,按照‘研发一代、生产一代、储备一代’的思路,主动优化和改进产品,并按照市场需求进行不同技术状态下的定制化研发和生产。这样可以极大地提高科研和生产效率,也能更快捷高效地响应市场需求。”宝鸡钢管公司总工程师王少华说。

    多年来,公司一直坚持产销研一体化,科研人员、销售人员扎根生产一线,了解生产线的情况,探寻市场需求。宝鸡钢管公司执行董事、党委书记舒高新认为,让科研人员熟悉生产线,他们才能持续优化改进工艺技术,提升生产效率和质量控制水平。深入作业现场,能让科研人员对市场保持敏锐的嗅觉,进而为科研提供准确的方向。

    CT110项目启动之初,科研人员就与销售人员深入油田作业现场,了解连续油管在页岩气作业中的服役工况和对管材的具体要求。2016年4月,国内首盘CT110钢级连续油管在四川省宜宾市珙县长宁区块进行了打捞、射孔、通井作业。应用证明,宝鸡钢管公司生产的CT110连续油管产品完全符合施工设计和作业要求。

    这一次成功的作业,为宝鸡钢管换来18盘订单。CT110连续油管实现了当年研发、当年下井、当年创造效益,成为宝鸡钢管公司“短、平、快”产品研发的突出代表。

  • CT110钢级连续油管问世后,迅速成为市场的宠儿。作为宝鸡钢管的主力产品,CT110钢级连续油管占高端连续油管用量的60%。2019年9月,在新疆油田高压超深气井射流疏通管柱、打铅印作业中,管柱下井深度超过6800米,最高作业压力48.8兆帕,作业后管体整体状况良好。2019年,在塔里木油田,宝鸡钢管公司的CT110连续油管下井管长为6558.14米,水平段约2516米,井管长度创当时同钢级连续油管管材作业纪录。

    “CT110连续油管不仅填补了国内超高强度连续油管的空白,对国内页岩气开发以及深井、超深井作业都有重要意义。特别是其产品性能优异,同规格的连续油管经过下井试验的数据对比,CT110钢级比低钢级的作业效率高30%。”宝鸡钢管连续油管分公司销售经理郜飞告诉记者。

    作为国内制管行业的领军企业,宝鸡钢管公司从未停止研发和服务的脚步。

    从CT70到CT150,随着国内油气田开发技术的进步,宝鸡钢管公司的连续油管一年一个新台阶,逐步升级。从碳钢连续油管到耐蚀合金连续油管再到RTP管;从传统连续油管到变壁厚连续油管、穿电缆连续油管、多通道连续油管,宝鸡钢管公司紧跟国内油气勘探开发需求,丰富产品序列。

    “只要市场有需要,我们就会一直研发,也会坚持保供服务。只有成就客户,宝鸡钢管才能真正成就自己。”王少华说。

    经过十多年自主创新,宝鸡钢管的连续油管技术水平不断提高,保障了国内各大油气田勘探开发对高端连续油管的需求,并出口到印度、阿联酋等十余个国家和地区。目前,宝鸡钢管公司生产的连续油管在国内市场占有率保持领先,质量和性能保持国际先进水平。

    连续油管

    连续油管是一种无螺纹连接接头、单根长度达上万米并可反复弯曲变形的新型石油管材。

    连续油管通过作业车下入井内,根据不同作业需求,可与压裂工具、磨铣工具、修井工具、测井工具等连接,进行钻井、完井、修井、测井等领域数十种作业。目前,宝鸡钢管公司生产的连续油管作业深度可达近7000米,水平段作业长度可达3500米

    宝鸡钢管公司研发的CT110钢级连续油管,具有强度高、抗内外压高、疲劳寿命高和塑韧性良好的特点,下入深度和管体屈服载荷较CT90及以下钢级连续油管可提升30%以上,疲劳寿命提高40%,综合作业效率可提高30%

  • 用口碑赢得一方市场

      每个新产品的推广,都会经历艰难的拓荒过程。2016年,宝鸡钢管公司CT110连续油管下线后,在川渝地区广泛应用,可在国内其他油田的推广并不是一帆风顺。2019年,在塔里木区域的作业现场,还没有宝鸡钢管高钢级连续油管的身影。

      塔里木地区“三超井”对井下作业配套设施要求极高。2019年以前,现场使用的高钢级连续油管都是国外产品。

      机会总是给有准备的人。2019年上半年,塔里木区域急需CT130高钢级连续油管,但合作的供应商没有办法及时供货。正在油田现场做售后跟踪的宝鸡钢管连续油管分公司营销人员曹伟强得知消息后,毛遂自荐。他让依托宝鸡钢管公司组建的国家管研中心,对进口CT130连续油管和宝鸡钢管生产的CT110连续油管做性能对比,证明宝鸡钢管CT110产品完全可以满足现场要求。

      此前,塔里木区域一直使用的是宝鸡钢管公司低钢级连续油管。塔里木区域井况特殊,要求作业管长度达7300米,这是宝鸡钢管公司CT110连续油管没有达到过的。

      宝鸡钢管连续油管分公司党委书记、总经理赵坤了解这一情况后当机立断:“凡是客户有需求,我们就要满足。国外产品可以做到,我们也一定能做到。要解放思想,敢于尝试。”

      科研人员和生产线人员反复试验,经过几轮方案测试,最终表示一定能完成7300米的CT110连续油管制造任务。

      反复沟通后,得到客户认可:“宝鸡钢管是专业制造钢管企业,我相信你们有信心和能力把产品做好。”

      2019年7月,宝鸡钢管公司CT110钢级7300米连续油管成功下线。同月,这盘连续油管在塔里木油田顺利完成下井试验,现场使用最大作业深度为6558.14米,水平段约2516米,井管长度创当时同钢级连续油管管材纪录。

      这一次的成功应用,不仅让塔里木区域客户开始与宝鸡钢管沟通高钢级连续油管的订货,公司的高钢级连续油管产品也凭借过硬的口碑赢得了新疆地区的高钢级连续油管作业市场。塔里木、新疆玛湖、吉木萨尔页岩油等油田和地区,开始逐步使用宝鸡钢管公司的高钢级连续油管进行钻塞、射孔、压裂等复杂作业。

      2019年至今,公司累计在新疆地区销售连续油管产品133盘,其中CT110钢级连续油管产品销售了62盘,产值约1亿元。

    • 渤海钻探企业技能专家(张乾):

      渤海钻探井下技术服务公司主要市场在四川页岩气、长庆、大庆及大港油区。公司结合各市场的情况和工艺选择不同钢级、外径的连续油管。2019年7月,公司在四川长宁的宁209H10B井执行钻塞任务,创下集团公司连续油管平均钻塞通井周期用时最短纪录。CT110连续油管展现了承高压、抗疲劳的能力。

    • 吉林油田工程技术服务公司副总工程师(张清贵):

      我们运用宝鸡钢管CT110连续油管在吉木萨尔成功完成超深井作业,解决了长水平段堵塞的问题,实现超深井快速作业零的突破,推动连续油管工艺技术迈上新台阶。连续油管CT系列产品为吉林油田松南稳产和川南页岩气建产提供了技术保障。

    • 四川安硕石油工程技术服务有限公司技术工程师
      (罗超):

      我们使用宝鸡钢管生产的CT110连续油管在川渝地区非常规油气井施工超100井次,起下超500趟次。油管强度高、性能稳定,为公司高效、安全施工提供了有力保障。

    • 安东石油连续油管公司总经理(李生江):

      宝鸡钢管公司的CT110连续油管工作管柱多次完成国内6000至7000米超深、超高压井施工。在超长井使用的变壁径管柱,不但解决了管柱自重的优化问题,还降低了成本。管柱质量性能、疲劳寿命均不比海外管柱差。 目前,宝鸡CT110级管柱是我们重点井管柱的首选。

    • 川庆钻探长庆井下技术作业公司连续油管大队大队长
      (端木晓亮):

      2021年,在亚洲最大的页岩油示范平台——华H100作业现场,我们使用了CT110钢级2英寸4500米连续油管进行连续油管拖动压裂施工,有效提高了施工效率。

      CT110钢级连续油管为长庆油田致密气、页岩油等非常规油气资源增储上产提供了有力保障。

    • 新疆油田应急抢险救援中心企业技术专家(郭新维):

      新疆油田应急抢险救援中心自2019年以来投用CT110钢级1.25~2.375英寸系列连续油管,应用于新疆玛湖水平井、塔里木山前“三超井”等,开展解堵、钻磨、切割、打捞、分段压裂等复杂工艺210井次以上,最大作业深度6558.14米、最长水平段2516米、最大泵压95.2兆帕、最大井口压力65.9兆帕。其输送能力强、作业效率高、一线队伍使用评价好。

      宝鸡钢管公司的CT110级连续油管具有性能略优于同型进口产品、价格优势明显、采购周期短、沟通服务便捷等特点,助推油田提速提质提效,推进先进技术产品国产化,实现工作量推进与新工艺推广“双提高”。

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    精准“医治” 护航“国脉”

    ——工程材料研究院“含缺陷管道评价修复”技术创新创效纪实

    4月18日,60套由工程材料研究院自主研发、用于修复大口径输气管道缺陷的X70钢级薄壁B型套筒的生产准备,已全部就绪。

    近年来,随着管道建设水平的提高,我国油气管道干线已超过16万公里。其中,X80钢级管道里程位居全球第一。作为关系能源的“国脉”,管道的安全与环保成为社会各界关注的焦点。

    工程材料研究院针对我国高钢级管道完整性关键技术缺乏的状况,加大科技创新和成果转化力度,历经20余年理论与试验研究,攻克了“含缺陷管道评价修复”关键技术,开发的X65/X70高钢级薄壁B型套筒,填补了国内空白。截至目前,“含缺陷管道评价修复”这项创新成果累计开展评价3万余次,修复损伤1000多处,为我国油气管道安全高效运行提供了重要技术支撑。【详细】

  • 紧盯需求
    聚智创新突破关键技术
  • 搭建桥梁
    加速快跑促进成果转化
  • 持续创新求变
    探索路上无止境
  • 管道输送具有连续性强、安全性高、投资少等优点,但在长期服役过程中,不可避免会出现损伤。如何科学处理在役管道损伤,是管道运营企业和专业科研机构面临的重大课题。

    “受输量、投资、工期、技术、环境等多种因素限制,不可能也不需要对所有管道缺陷进行维修或更换。”工程材料研究院杨锋平博士说,检测到管道损伤后,首先应进行安全评价,并计算其剩余强度。选择那些无法继续服役的高危缺陷进行修复或换管作业,既可保证管道安全运行,又可节约维修成本。

    近20年来,以西气东输工程为标志,我国油气管道干线建设呈现出“长距离、高钢级、大口径、高压力”等特点。为探寻此类管道环焊缝损伤评价的新方法,2018年,工程材料研究院集中优势力量,加大科技攻关力度,采用有限元三维数值模拟、全尺寸试验等先进技术,在国内首次建立了X80管道环焊缝断裂评价模型,极大地推动了我国油气管道完整性评价技术的进步。

    经评价认定的管道高危损伤,如环焊缝缺陷、管道裂纹等,国际上通常采用换管和全封闭钢质B型套筒两种永久性修复方式,恢复管壁缺陷处承压强度。由于换管修复的成本高、影响大,仅长输管道天然气停输排空一项的损失就高达几百万元,而且严重影响下游用气。因此,B型套筒成为经济、安全修复的首选。

    国内之前采用的Q345低钢级B型套筒,存在壁厚较厚、现场焊接工作量大、易出现角焊缝缺陷等问题。2018年,工程材料研究院发挥自身优势,联合相关单位,开展了高钢级B型套筒开发及应用关键技术攻关。

    经过3年多的反复试验、分析与改进,成功研发出性能优异的X65/X70高钢级薄壁B型套筒,并形成了配套的焊接、焊后热处理以及无损检测等关键技术,制定了B型套筒产品行业标准,使我国高钢级管道修复技术迈入国际先进行列。

  • 为实现从研发到产品应用的跨越,工程材料研究院在明确成果转化任务、完善激励机制的基础上,对“含缺陷管道评价修复”项目实行了“科研创新—市场推销—售后服务—标准化”一体化运作模式。

    “科技成果转化难,主要难在信息不对称。要让科研成果与工程应用结合,必须在研发单位与用户之间搭建起双向对接的桥梁。”工程材料研究院科技处处长林凯说。为打通成果转化“最后一公里”,项目团队在潜心钻研、持续攻关的同时,坚持定期与油田、管道公司、生产厂家开展技术交流、介绍项目进展、了解客户新需求、解答各种疑问,确保研发与新成果始终紧贴工程应用实际。

    作为中国石油最早开展管道安全评估研究的单位,工程材料研究院2000年就制定了国内首部《含缺陷油气输送管道剩余强度评价方法》。2017年,“含缺陷管道评价修复”项目团队在最新研究成果的基础上,对这个标准进行了第3次修订,在国内首次提出了错边、斜接、分层等缺陷的评价方法。权威性和创新性兼具,使这个标准在行业内被更广泛应用。

    “X65/X70高钢级B型套筒及配套技术刚研发出来时,不少用户是持怀疑态度的。”陕西省劳模、工程材料研究院首席专家刘迎来介绍,由于一些研发工作是在条件较好的实验室里完成的,而油气管道沿线情况复杂多变、环境恶劣,用户担心新技术、新工艺存在安全风险。

    2020年6月,X70钢级薄壁B型套筒被应用于中缅管道环焊缝缺陷修复。在管道正常运行一段时间后,项目团队对修复处做了严苛的实物试验和解剖分析。检测结果表明,新套筒所有性能指标均符合标准要求,完全可以有效保证管道安全服役。

    目前,“含缺陷管道评价修复”技术已在长庆、新疆、塔里木、煤层气公司等多家油气田以及国家管网集团推广应用,取得了显著的经济、社会和生态效益。

  • “实践证明,我们创新研发的管道评价及修复技术既可保障管道运行安全,又能科学地节约管道维修维护成本,是兼顾安全性和经济性的最佳方法,管道公司非常信任我们。”工程材料研究院院长助理张鸿博说。

    管道缺陷评价包括确定缺陷的性质、几何尺寸、受力情况等。作为平衡管道运营经济性与安全性的重要手段,科学严谨的评价与筛选,可减少90%以上的修复工作量,并能每年节约数亿元的维修费用。目前,在国内重大管线缺陷评价领域,工程材料研究院的技术市场占有率已达到50%以上,是名副其实的“领头羊”。

    大量试验及工程应用数据显示,被评价为必须进行修复的管道高危缺陷,采用B型套筒补强技术比更换管段修复可降低成本60%至85%,并且修复后管道的安全性与换管相当。

    工程材料研究院结合我国管道建设技术与工艺特点,开发的X65/X70高钢级薄壁B型套筒,壁厚较传统产品减少19%至30%,现场组装及焊接工作量降低约20%,套筒质量完全满足各种复杂特殊地理环境管道的缺陷修复,加快了大口径高压长输管道在线修复技术高钢级发展的进程,对保障管网安全、高效、平稳运行具有重要意义。

    “经过20余年聚智创新和攻坚克难,‘含缺陷管道评价修复’技术已被业内认可并实现了工业化应用,为我国管道运营保驾护航。”工程材料研究院副总工程师罗金恒表示,虽然此项目已获得包括国家技术发明二等奖在内的10项省部级以上奖励,拥有了30余项专利授权和15项软件著作权,但项目团队并不打算止步于此。

    为满足油气管道进一步发展和高效安全运行的需求,项目团队将在现有成果之上,开展管道智慧评价、智能修复等技术攻关,进一步完善和提升高钢级管道的完整性评价方法,继续为管道安全服役做好技术支持,让“国脉”更加畅通无阻。

    B型套筒

    B型套筒上下对接覆盖在管道缺陷处的两块弧形板,经侧焊缝焊接形成圆柱钢筒包裹在管道上,两端通过角焊方式焊接在管道上。B型套筒焊接所形成的两条环向角焊缝,在套筒壁较厚时,结构应力相对较高,易出现裂纹等缺陷。

    工程材料研究院研发的X65/X70高钢级薄壁B型套筒,较常规产品厚度薄,修复后管道负重较轻,角焊缝处结构应力较低。这个产品及其配套技术可有效保证在役管道焊接质量。

  • 以技载道 善作善成

      今年3月,工程材料研究院凭借雄厚的技术实力,成功中标福建LNG压力管道焊缝适用性评价项目。这是工程材料研究院成为中海油管道缺陷评价服务商的第3个年头。

      近年来,工程材料研究院坚持把市场作为“生命工程”,以技载道、善作善成,为我国管道安全、经济、平稳运行提供了重要技术支撑。

      2021年7月18日,工程材料研究院“含缺陷管道评价修复”团队接到通知,有输气管道出现褶皱,现场急需技术支持。

      在院里统一安排下,高级工程师张良于当日深夜11时赶到现场。张良仔细询问、勘查后,及时采用管道评价技术对缺陷进行了安全评价,解决了现场的燃眉之急。

      由于褶皱出现在管道本体,张良结合多年研究和实践经验,有理有据地建议做换管处置。管道公司欣然同意,并决定加强与工程材料研究院的合作,携手解决褶皱、屈曲等管道本体变形缺陷修复难题。

      “管道安全评价非常重要,尤其是决策的关键时刻!”提起6年前的一次经历,工程材料研究院杨锋平博士深有感触。当时,经过48个小时连续奋战,输气管道抢修换管作业的最后一道焊口顺利完工,但无损检测却显示环焊缝存在缺陷。返修或割口再焊接,都将影响下游恢复供气的时间。

      在抢修指挥部的决策会议上,一直盯在现场的杨锋平主动请缨:“有些缺陷并不影响管道运行安全,先用我们的技术对焊缝进行评价,再决定是否返修。”

      很快,结合施工、检测等数据,对缺陷处进行的综合分析和剩余强度计算显示,现有缺陷不用处理,管道可以安全通气。

      为确保万无一失,指挥部立即邀请国内7位知名专家进行审核。专家一致认为结论正确可行。至今,这段管道再未出现故障,实现了安全、质量、效益并举。

      “以前管道公司不了解安全评价技术,将检测出的超标缺陷全部修复,维修成本居高不下。”杨锋平说,我们在调研中发现这一情况后,加大了技术营销力度,成效显著。

      2019年,“含缺陷管道评价修复”团队对南方一家管道公司排查出的164道环焊缝隐患,做了安全评价。结果仅有8道是不可接受的缺陷,需要处置,其余均可在管道设计压力下安全服役。

      对于要维修的缺陷,项目团队从专业角度介绍了自主研发的高钢级薄壁B型套筒修复技术,特别是应对角焊缝开裂等难题的优势,并制定了施工方案。成功实施后,这家管道公司的维修成本较上年下降了80%,与工程材料研究院建立了长期战略合作关系。

    • 川庆钻探苏里格项目经理部(钟源):

      2019年9月至2020年11月,工程材料研究院开发的修复补强技术,在我们项目部辖区的高风险集输天然气管道进行了修复作业。此后,辖区集输管道失效事故显著减少,对安全生产起到了保驾护航的作用。这项技术不动火、无须停输放空天然气和氮气置换、作业周期短、综合治理费用低,我们计划进一步推广应用。

    • 国家管网西部管道酒泉输油气分公司(张羽伟):

      酒泉输油气分公司所辖的西气东输二线、三线等重点油气管道工程,均采用工程材料研究院研发的“含缺陷管道评价修复”技术,配合开展风险隐患排查工作,应用效果得到大家一致认可,为我们的管道安全运行提供了强有力的技术支撑。

    • 国家管网西气东输南京维抢修中心(王继坤):

      2020年7月以来,我们采用工程材料研究院研发的管道缺陷修复技术及相关产品,相继在西气东输二线和三线位于陕西、宁夏、甘肃的9处地方,进行了环焊缝缺陷修复作业。现场焊接用时比使用其他产品节省了27%,有效降低了现场劳动强度和焊接开裂风险,提升了套筒焊接质量,为我们的高钢级大口径管道环焊缝隐患治理提供了重要技术支持。

    • 国家管网西南管道公司(王明波):

      2020年6月18日,国内最高钢级X70薄壁B型套筒及其配套技术,在中缅天然气管线首次现场应用,严苛的实物及解剖分析试验结果表明,各项性能指标满足GB/T 9711、GB/T 31032等标准要求。经过两年多的实际应用,我们计划在B型套筒的修复中,采用工程材料研究院的技术与产品。

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    “万能作业机”的“连续”创效之路

    ——工程院江汉所“连续管技术与装备”自主研发与创效纪实

    5月17日,连续管技术与装备团队在历时4个月的技术攻关之后,初步确定了深水海底连续管作业装备总体设计方案。这是工程技术研究院江汉机械研究所(简称江汉所)致力于连续管技术研发的第15个年头。

    近年来,连续管技术与装备的应用不断走向深层、超深层、非常规、新能源、深海等多个领域,作业量和作业效果日趋显著。因其具有污染小、占地面积少、可带压作业等特色优势,连续管作业机也被誉为“万能作业机”,是油气田勘探开发中不可或缺的工程利器,已成为集团公司提质增效的有力抓手。【详细】

  • 自主创新
    填补国内技术空白
  • 持续攻关
    打造系列作业装备
  • 推广应用
    实现快速提质增效
  • 自1962年第一台连续管作业机问世以来,连续管技术以其安全、环保、高效的优点脱颖而出,快速发展,广泛应用于国内外油田各作业领域。直至2007年,江汉所成功研制了我国首台具有自主知识产权的连续管作业机,打破了国外长期的技术垄断,标志着中国的石油行业真正迈入连续管时代,为油气田工程服务行业走向全球奠定了扎实基础。

    “连续管技术与装备长期依赖进口的局面必须扭转,受制于人的窘境必须彻底改变,其根本出路在于自主创新。”时任江汉所副所长贺会群说。江汉所从20世纪90年代开始跟踪、攻关连续管作业机技术与装备,先后攻克了整机动力与控制技术、注入头、滚筒、井下作业技术等连续管装备设计、制造和应用中的重大技术难题。

    作业机的研制面临着技术难度大、资源少等重重困难,江汉所研发团队发扬艰苦创业、求真务实、无私奉献的精神,通过查资料、跑现场、攻难点、抓细节,研究设计图纸3686张。在样机试制阶段,研发人员和工人吃住在车间,及时解决试制中的各种问题,完成了1.5万余个零部件的加工、组装和调试。样机研制出来后,在大港、辽河、江汉等油田试验期间,科研人员亲自动手安装、操作。

    现场试验并不是一帆风顺,夹持块咬管是一道急需解决的难题。技术人员绞尽脑汁,改进推板结构型式,优化轴承和推板入角,减少冲击,最终解决了这个技术难题。经过几十口井的现场试验,整机测试性能良好,国产连续管作业机实现了从无到有的重大突破。

  • “通过寻找技术的痛点卡点,持续攻关行业难题,现在我们的研发水平从跟跑同行业先进技术到并行,再到部分技术领先,不断突破连续管行业技术新高度,打造了系列优势装备,实现了连续管技术从‘万能’到‘特色’的拓展,从‘贵族化’到‘平民化’的转变,并创下国内多项纪录。”江汉所所长袁进平说道。

    为满足深层、超深层油气田开发需要,江汉所研制了国内第一套2英寸-8000米超深井连续管作业机,解决了我国超深井装备受限问题,得到现场用户好评。为解决川渝地区道路运输受限难题,江汉所创新装备结构型式,开发了国内第一套页岩气专用可后桥转向2英寸-6600米车装连续管作业机,攻克了大管径滚筒缠绕及大载荷注入头技术难点,适应性强、安全性高。为减少操作人员工作量,实现降本增效,江汉所研制了国内第一套自动化连续管作业机,形成了控制系统遇阻停机、恒钻压钻磨自动送进等自适应控制技术。

    通过10多年的技术攻关,江汉所已研制了3类8种结构连续管作业成套装备,形成四大系列90余种工具和5类作业工艺,研制了连续管作业分析软件、塔架、快速安装装置等多类地面配套设施,进一步提升了连续管作业技术综合能力。

    精雕细琢方可开花结果,奋斗不息才能创新不止。多年的技术积累,使得江汉所在连续管采油修井一体化、钻井、高温高压等方面的技术处在国内前列。

  • 江汉所副所长谭多鸿说:“在集团公司的大力推动下,连续管作业技术与装备得以快速发展,全面提升了作业技术水平,实现井下作业方式革命性转变。”LG680/50型8000米超深井连续管作业机在长庆油田创造了国内连续管水平井作业最深下达深度6835米纪录,追平了国内最长3500米水平段施工作业纪录;LG270/38、LG180/38型连续管作业机在大庆油田年作业量突破300井次,创世界纪录;LG450/50型连续管作业机在川渝页岩气开发中,作业下达最深为6295米,刷新这个地区连续管设备施工井深最深纪录。

    “在技术逐步提高的同时,我们也大力推进知识产权保护、标准制修订等工作,为全面提升自主研发核心竞争力以及行业影响力打下稳固基石。”江汉所副所长刘寿军告诉记者。通过多点布局知识产权,积极实施奖励申报,江汉所研制的LG360/60T型4500米拖装式大管径连续管作业机获集团公司十大工程技术利器的称号,山区专用两车装作业机获2014年中国国际石油石化装备展览创新金奖,LG360/60T型连续管作业机被评为集团公司优势产品。

    2010年以来,江汉所已有110多套连续管作业机在国内外油田现场作业,创造直接效益近20亿元。2021年,连续管年作业量达5200多井次,连续管技术与装备成为集团公司降本增效和提高工程技术服务竞争力的强力抓手,有效支撑了国家和集团公司在川渝页岩气、玛湖致密油、苏里格等重大油气区块的开发应用。

    面对日益激烈的市场竞争、不断更新的技术升级需求,江汉所技术团队致力打造集团公司连续管高端原创技术策源地,为保障国家能源安全作出更大贡献!

    连续管作业机

    主要由注入头和导向器、连续管、滚筒和软管滚筒、防喷系统、动力与控制系统、监测系统与作业分析软件、运载装置和随车起重机等组成,主要作用是将连续管下入和起出井筒,并完成所需的井下作业。

    江汉所开发了车装式、拖装式、橇装式3种类型连续管作业机,形成了超深气井解堵、不动管柱快速修井、水射流径向钻井等多项作业技术,应用范围实现了从陆地到海洋全覆盖,从油气领域到环保、煤气化、水合物的跨行业拓展。

  • 用创新弥补装备短板

      5月8日至15日,江汉所LG181作业队在川渝页岩气地区进行连续管钻磨作业,完成了3口井64只桥塞的钻磨。

      钻磨桥塞是页岩气开发过程中的常规作业,由于长距离柔性连续管难以像传统钢性油管施加精准钻压,且受到注入头液压马达最低稳定转速的特性限制(国内外同行均把0.1米/分钟作为注入头的运行速度下限),造成磨鞋钻压波动和速度冲击,进而影响钻磨效率。

      2014年,现任江汉所副所长的杨高了解到这一情况后,当即提出:“没有最低,只有更低。一定要突破这个业界公认的速度下限,解决制约钻磨效率的难题。”

      在杨高的带领下,江汉所攻关团队从注入头闭环压力反馈调速机理着手,提出压力补偿精细控压理论,开发了一款微调集成阀块。首次上装后,由于反馈压力未与闭式泵行程腔体压力相匹配,闭式泵行程腔盖板被打飞。团队随即调整方案,加装限压溢流阀保证反馈压力安全有效。通过4个月的设计、测试、加装、试验和优化,这个团队最终成功研制出恒钻压自动送进系统,实现钻压控制精度±1000牛以内、注入头速度0.01米/分钟稳定可控,比业界公认的低速可控精度提高了10倍。

      2015年,多家国内外装备企业生产的7台连续管作业机在礁石坝工区展开钻磨桥塞同台竞技。江汉所作业机以平均钻磨单个桥塞时间50分钟的成绩位列第一,相比其他机型65分钟的平均速度,效率足足高出30%。

      川渝页岩气地区的油气井具有压力等级高、水平段长等特点,连续管作业机型号以LG360/50、LG450/50和LG580/50为主。江汉所攻关团队针对不同道路条件、井场布置和用户个性化要求,完成了两车装、一车两橇、一拖一车和橇装4种成熟的设计方案,满足川渝页岩气地区对连续管作业机的需求以及国内大部分油气田的道路条件和井深要求,成为解决山区、丘陵、沙漠等复杂道路运输区域4500米以深深井连续管作业难题的有效手段。

      页岩气专用连续管作业机累计推广应用24套,创造了很好的社会及经济效益,其技术适应性高、作业能力强,为非常规和复杂深井转变井下作业方式、快速取得经济效益作出了重要贡献。

    • 中国工程院院士,工程技术研究院总工程师孙金声:

      江汉所通过自主攻关、牵头组织推广,研制了适用于我国的连续管成套装备,开发了系列工艺技术及配套工具。其作业领域涵盖了井下作业、储层改造、测井测试、完井和采油等,在国内得到大规模推广应用,形成了新兴产业,实现了我国连续管技术从无到有,成为油气勘探开发的国之利器,对推动我国油气经济、高效、安全和绿色开发具有重要意义。

    • 中国石油集团科技管理部副总经理钟太贤:

      江汉所锚定集团公司实现高水平科技自立自强、建设基业长青的世界一流企业和世界油气创新高地目标,落实集团公司“技术全系列、应用全覆盖”要求,依托国家和集团公司重大科技项目攻关和专项推广,创新形成了连续管成套装备、工具和工艺,实现了规模推广应用,闯出了一条具有江汉所特色的工程技术装备发展之路,成为集团公司关键核心技术研发和成果转化的表率和标杆,为集团公司提质增效和高质量发展作出了重要贡献。

    • 大庆油田开发事业部王洪卫:

      大庆油田自2019年引入江汉所一体化连续管作业机以来,连续管快速修井技术推动了快速作业提速提效和常规维护性作业转型升级,建成了以采油三厂为典型代表的“快速修井作业示范区”,打造了“萨北233”连续管快速修井管理体系,施工周期缩短至平均1.3井次/日,施工效率是常规作业的3倍。

      一体化连续管作业机在大庆油田单机年作业量达311口井,创国内单机年施工能力新纪录和单机年施工能力世界纪录。

    • 新疆油田应急抢险救援中心郭新维:

      我中心使用江汉所研制的连续管作业机,在新疆油田多次完成了急、难、险、重作业,取得了连续管储改、解堵的突破,推动连续管作业工艺在井下作业领域的应用。尤其是LG580/50型8000米作业机,先后在小拐、玛湖完成了加深钻进、水平井多径组合连续管疏通、井下电加热管缆等作业的应用突破,为新疆油田增储上产提供了保障。

    • 中国石化江汉油田工程公司页岩气技术服务公司张国锋:

      针对早期涪陵页岩气田开发需求,江汉所为我们提供了第一套页岩气专用LG450/50型4500米连续管作业机。随着页岩气的开发,江汉所研发了适应更大井深的LG450/50型6600米连续管作业机,良好的低速稳定性满足了川渝地区的复杂井况施工。

    • 川庆钻探公司设备处黎宗琪:

      江汉所从实际需求出发,研制了车装LG450/50型6600米连续管作业机,为我们提供了道路限制解决方案。江汉所研制的连续管作业机整体性能良好、自动化程度高、操作安全、售后服务及时高效,保证了我们在现场各项工艺顺利实施,为我们快速发展作业工艺夯实了基础,在川渝页岩气开发中起到了至关重要的作用。

    • 西部钻探井下作业公司连续油管项目部许得禄:

      项目部自2015年首次引进江汉所的连续管作业机以来,至今已有6套连续管作业机组在新疆油田开发中发挥了重要的作用。LG580/60型连续管作业机能够满足新疆油田复杂工况及道路运输限制的要求,在玛湖油田多次顺利完成了底封拖动压裂、鹰眼测试、套管找堵漏等复杂工艺的应用,创新疆油田最长水平井冲砂1983米纪录,“万能作业机”的价值得以充分体现,成熟的连续管作业工艺圆满解决了甲方提出的各种工艺技术难题。

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    追寻地下“广厦”

    ——大港油田“多类型盆地沉积储层预测方法”研发应用纪实

    大港油田地质家们致力于探索“黑金”。“多类型盆地沉积储层预测方法”的研发,精细预测了优质砂岩储层在地层中的分布,为油气藏勘探打开了一扇窗,千年地宫的面貌由此徐徐展露。

    从科研攻关到应用推广的22年间,“创新+创效”的双重基因让这项技术大放光彩。截至今年6月初,大港油田地质研究应用率达95%,国内多地及海外地区也受益匪浅。【详细】

  • 问题导向
    科技立起风向标
  • 辩证分析
    创新成就生产力
  • 硕果盈枝
    实力推动新发展
  • 被业界誉为“地质迷宫”的大港油田,其勘探属世界难题,加之几十年的勘探开发,这片沧海桑田已被划入东部老油田的行列。那么,大港油田到底还有多少油?油都分布在哪里?这些疑问横亘在大港油田地质家的心头。

    石油在地质家的脑海里。他们打破思想壁垒,提出了“沿着富油气凹陷及斜坡区寻找大型岩性油气藏”的勘探思路,精细勘探、效益勘探、科学勘探,整体研究、整体评价、整体部署,发展埕海、加快滨海、突破新港,全新的研究拉开序幕。

    依托5280平方公里高品质三维地震数据体,地质家们采用时间切片、相干切片等先进技术,利用油田首条千兆高速局域网络和中国石油第一个刀片服务器地震解释平台,综合国际最先进的LandMark企业版构造解释软件,展开了前所未有的整体解释和工业化制图。

    查资料,找目标,做研讨……地质家们放开手脚,在资料少、认识程度低的领域,苦苦寻找一个个支点。他们打破常规,成立基础研究室,以沉积模式研究为基础,以砂体精细刻画为重点,开展分层次精细储层预测、精细岩性圈闭刻画,通过千余口井的分析,绘制完成孔隙与渗透性均发育完好的优质砂体,建立了“河道控砂,砂体控藏”的成藏新模式。

    8年时间,“沉积储层预测方法”的脉络逐渐清晰,“时-区-源-相-体”体系研究不断突破盲区,寻找空白带,挖掘剩余油资源。

  • “储层如同一座高楼,搭建的‘格架’按层序划分出一个个房间。我们要做的就是明确研究的砂体在哪个楼层,然后再寻找砂体在哪个房间。房间越大,油就越多。”大港油田一级工程师韩文中这样形容油藏发现过程。

    利用“沉积储层预测方法”创新地质认识,大港油田地质家们精细刻画斜坡区砂体,实现岩性油气藏勘探再突破。研究发现斜坡区4个亿吨级增储区和多个千万吨级规模石油储量区。2019年5月25日,埕海306井试油获日产量500吨以上特高产油流,创大港油田近年高产纪录。

    科研成果的旺盛生命力,存在于普惠互惠中。地质家们的科研思路是开放的,在自我突破、自我提升的基础上,以纵深的视角着眼整个油气勘探的瓶颈问题。

    地质学表明,国内共发育16个大中型含油气盆地,沉积储层预测难度大、涉及因素多是油气勘探面临的普遍问题,这一环节又与勘探成功率息息相关,创建一套系统且考虑因素全面的沉积储层预测方法是解决问题的关键。

    地质家们再次埋首案头,综合地质分析化验资料、录井资料、测井资料和地震数据,建立数学地质判别模型,研究出一套综合多种因素、结论明确的沉积储层预测方法,有效指导了沉积储层展布规律研究,对整个油气勘探具有重要意义,相关成果2010年位列“中国石油十大科技进展”榜单。

  • 从宏观到微观、由粗绘到细刻,“多类型盆地沉积储层预测方法”全面、精准地捕捉到油气分布,在激烈的市场竞争中脱颖而出,成为国内吐哈、煤层气等多个油气田沉积储层预测的指定技术。一口口高产油井、气井由此横空出世。

    鄂尔多斯盆地岩性剖面的煤系致密砂岩储层预测极为复杂,煤层气精准开发愈发值得深思熟虑。按照订制化原则,科研人员应用“时-势-点-线-面”地震地质逐级技术,结合多属性融合分析,提出“源远流长沟槽控砂、凹凸相间洼漕富砂”的新认识,预测了三角洲水道砂体展布,砂岩钻遇率提高了17%,为煤层气公司增储上产奠定了坚实的基础。

    与此同时,多类型盆地沉积储层预测方法持续走俏国际市场,先后被尼日尔、乍得、缅甸等国家采用,销售额逐年递增。

    在尼日尔项目,面对国际知名石油公司评价无潜力的低勘探程度区,科研人员因势利导,应用“时-势-源-相-体”沉积储层预测方法,提出“东西物源供砂、中低斜坡富砂”新认识,引导勘探方向由“西”向“东”转移,首钻D1井发现了近70米油层,尼日尔A区规模储量发现实现了突破,大港油田技术的金字招牌牢牢立在了撒哈拉那片广袤地域。

    目前,“多类型盆地沉积储层预测方法”已先后在10个国家和地区应用,成为国内外储层预测市场中的“香饽饽”。

    连续管作业机

    主要由注入头和导向器、连续管、滚筒和软管滚筒、防喷系统、动力与控制系统、监测系统与作业分析软件、运载装置和随车起重机等组成,主要作用是将连续管下入和起出井筒,并完成所需的井下作业。

    江汉所开发了车装式、拖装式、橇装式3种类型连续管作业机,形成了超深气井解堵、不动管柱快速修井、水射流径向钻井等多项作业技术,应用范围实现了从陆地到海洋全覆盖,从油气领域到环保、煤气化、水合物的跨行业拓展。

  • 从大港走进非洲

      从大港油田到国内兄弟企业,“多类型盆地沉积储层预测方法”创造了亮眼的业绩,也令科研人员有深厚的技术底气走出国门,走进非洲。

      尼日尔百万吨油田是大港油田对口的海外项目。2011年合作之初,甲方只给了大港油田科研团队小试牛刀的机会,负责探区不足1/10的老三维区的构造解释。

      复杂断陷盆地的油气勘探开发,是大港油田的拿手绝活。科研团队从一口井、一个数据、一张表、一张图做起,在短时间内就建立了尼日尔近10万平方公里的勘探资料数据库。

      尽管拥有了翔实的数据资料,勘探开发工作要想打开局面仍需更进一步。在做好规定区块技术支持的基础上,科研人员自主选取了Moul凹陷作为突破口。这个地区历经多家国际知名公司之手,先后开展了40多年的勘探作业而无所获,被挂牌为“勘探禁区”。

      这是块难啃的“硬骨头”,也是技术突围最好的“试金石”。围绕Moul凹陷5000平方公里的勘探范围,科研人员重新评价、重新认识,从构造精细解释到储层精细预测,通过不断细化攻关,明确了主攻方向。最终,优化实施的Bamm井喜获千桶产量,前作业者失利的Achigore井经过加深钻探获千桶高产,深浅层均获得勘探突破,大港油田一举打开Moul凹陷勘探新局面。

      大港油田高超的科研技术实力得到了有效验证。研究范围实现了从早期的Agadem区块3000平方公里拓展到2.7万平方公里,又逐渐扩展到T/B两个区块共近10万平方公里。在中油国际勘探开发公司及尼日尔项目公司的领导下,大港油田与相关单位通力合作,为甲方提供井位100余口,探井成功率达85%以上;中浅层勘探和深层勘探都取得了重大突破。

      2015年以来,受油价影响,Agadem矿权面积逐渐缩小,勘探难度逐渐增大。如何实现勘探效益最大化?在沉甸甸的课题面前,大港油田科研团队责无旁贷地接招破解。

      无数个夜晚,科研人员认真分析地质状况,查找勘探潜力点,凭借着精湛的沉积储层预测技术,多方多轮次攻关论证。在前作业者视为勘探禁区的盆缘高斜坡,科研人员发现了新的构造——岩性油气藏勘探领域,部署实施32口探井,其中30口获工业油流,发现了迄今为止尼日尔项目勘探成功率最高、千桶油井最集中、油藏整装分布的亿吨油田,尼日尔项目油气勘探再获规模性重大突破。

      由于这样杰出的勘探开发贡献,大港油田企业专家苏俊青获得尼日尔政府授予的“石油工业杰出贡献者”荣誉,整个团队也多次获得甲方颁发的“科技一等奖”。截至2021年年底,Agadem已在百万吨的产量位置稳产10年,450万吨油田正在投产。

    • 吐哈油田勘探开发研究院准东项目部经理康积伦:

      大港油田科研团队高效支撑了吐哈油田准东区块二叠系芦草沟组互层型页岩油地质评价和效益建产项目。他们细化开展四品质15项参数研究,确定分类评价标准,充分应用相控+叠前反演+地震资料地质解释等多种储层预测方法,基本落实了几个重点区带页岩油各级甜点空间分布,在二类甜点区开展了试验建产,取得阶段性成果。

    • 中油国际(尼日尔)项目公司技术服务部经理何伶:

      在尼日尔A/B低勘探程度区块,大港油田科研团队应用多类型盆地沉积储层预测方法,预测了白垩系、古近系主要目的层砂体展布,有效指导勘探部署方案的优化,发现并落实了多个规模性油气富集区,为中国石油西非战略区油气规模发现作出了重要贡献。

    • 煤层气公司勘探开发研究院致密气开发项目部经理石石:

      大港油田科研团队应用“时-势-点-线-面”地震地质逐级沉积储层预测技术,精细落实了鄂尔多斯盆地东缘煤系地层致密砂岩甜点展布,有效支撑了和合延川地区的增储建产,取得了良好的应用效果。

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    一“举”叫响技术品牌

    ——吐哈油田气举技术创新创效纪实

    7月8日,吐哈油田气举技术中心新研发的MGLV-CT多级气举阀+连续油管气举技术,已完成2英寸、1.75英寸、1.5英寸连续油管配套的10余种气举工具的设计与试制加工,预计8月在吐哈油田胜北区块和塔里木油田克深气田同时开展现场试验。这项技术能解决深井、超深井气井排水采气问题,有效降低注气启动压力,延长气井排采周期,预计经济效益每年可达450万元。

    31年风雨兼程,吐哈油田气举技术经历了技术引进、自主研发、技术创新、技术商业化和市场扩张5个阶段,形成了8项成熟的气举技术系列,研发了5大类48种97个规格的气举工具产品,累计获得国内外专利109项,已成为集团公司标志性技术与利器,为国内外油气田气举开采提供了技术保障。【详细】

  • 从舶来品到国产化转型
  • 从国内市场走向国际市场
  • 从技术服务升级为技术产业
  • 气举技术是舶来品,20世纪90年代初在国外已是较成熟的技术,但在国内处于试验阶段,应用水平很低。1991年,吐哈油田引进气举技术,准备解决吐哈油田的开发难题。

    然而,气举技术在吐哈油田“水土不服”。技术人员翻译资料,对48种工具一一拆解,弄清原理、测绘图纸,经历了无数次失败后,自主研制的工具终于逐一投入现场应用,并获得良好效果,为油田节约进口完井工具投资超2400万元。

    1995年,吐哈油田气举采油规模应用,先后建成鄯善、丘陵气举采油区。气举采油在鄯善、丘陵应用到了2007年,累计增产原油40万吨,应用326井次,平均单井日增产21.5吨。

    以技术创新促技术发展。在科研攻关中,技术人员将技术引进和自主创新相结合,根据油田生产实际情况改进和完善现有技术,研发的气举排液、气举诱喷完井技术成为油田增产的有力辅助技术,并迅速在哈萨克斯坦让那若尔油田等规模推广2000多井次。

    经过多年的研究和实践,吐哈油田气举技术系列不断完善,形成了从工程方案、采油工艺到工具调试等涵盖气举采油工艺全过程的配套技术系列。以连续气举、间歇气举为核心的8项成熟技术系列,能满足不同工艺需要。从“连续”到“间歇”,从气举采油到油气并举,从单一技术拓展到与其他工艺相结合,吐哈油田气举采油采气工艺技术实现了油气井全生命周期的高效开采。吐哈油田气举技术服务领域覆盖目前常见的所有油管尺寸和多种类型油气藏。从依靠进口到全部实现国产化,吐哈油田自主研发的气举工具已达到国际先进水平,成为叫响国际市场的拳头产品。

  • 从“引进来”到“走出去”,吐哈油田气举技术用了10年。凭借一系列的技术成果和精良装备,这项技术成为开拓市场的“金钥匙”。

    目前,吐哈油田气举技术服务全球1240口气举井,年产能力达830万吨。海外市场从1个国家增加到3个国家,创造了良好的社会效益和经济效益,支持了国内油田以及海外的中亚、中东和非洲的能源开发和国家能源安全建设。

    2009年9月,吐哈油田气举技术成功登陆冀东南堡油田,助力建设了中国石油滩海大斜度井气举采油示范基地;完成了南堡油田第一口大斜度井NP13-X1091的气举作业,开创了国内滩海大斜度井利用气举采油方式完井的先河。目前,南堡油田1-3人工岛有气举井133口,产能30万吨,单井平均增产31.3%,累计产油120万吨。

    近几年国内气井逐年增加,气举排水采气需求较大,每年以1000口井以上的速度递增,特别是近两年发展迅速。吐哈油田气举技术人员借此良好机遇,通过5年的努力,在国内气举排水采气市场份额由2016年的25口井上升到2021年的490口井,市场占比为8.7%。青海涩北气田2016年以来推广采用气举排水采气技术,目前已投产集中气举井325口,通过和橇装气举互相补充,实现了产水气井的点、面全覆盖,平均年增气超过2.5亿立方米,投入产出比达到1∶4,气举成为这个含砂气田低成本、高效益持续稳产的关键技术。

    根据不同市场需求,技术人员还量身订制打造专门的利器。针对浙江油田和海南福山油田井斜大、通过性差等问题,技术人员研发了KPX-103工作筒,满足了斜井带压作业要求。哈萨克斯坦的让那若尔油田油藏埋藏深、气油比高、流体腐蚀性强,吐哈油田气举技术人员开展防硫化氢腐蚀、油井工况诊断、工具改进配套等技术攻关研究,高要求、高标准把好每个环节,因“井”制宜精心制定工艺方案,使每口气举作业井均实现一次投产成功,措施有效率达100%。在让那若尔油田建成全球单油藏规模最大的气举油田,气举规模556口井,最大原油年产量为229万吨,累计增产572万吨。吐哈油田气举技术成为阿克纠宾油气公司上产1000万吨当量并保持稳产的关键技术。

  • 气举采油采气技术已在国内外广泛应用,但随着不同应用条件的出现,技术仍需不断完善。“‘十四五’期间,吐哈油田气举技术发展趋势主要以智能化气举技术、全生命周期气举排水采气技术为主。这就要求我们不断升级和完善现有技术,丰富技术序列。”吐哈油田气举技术中心党支部书记马帅帮说。

    新一代信息技术蓬勃发展,为油田企业数字化转型、智能化发展带来新的重大机遇。吐哈油田借力“智慧油田”快车道,利用“互联网+”技术,积极投身气举采油物联网平台,即气举远程智能诊断及优化软件的开发。这个平台具有安全、高效、经济的特点,对气举井生产参数可实时监控,并能实现远程诊断、故障排除、生产优化等功能,更有利于发挥气举集中管理优势,可为海内外气举油田低成本高效开发提供强有力的技术支持,解决了只能依靠国外技术的难题。目前,气举采油物联网平台及配套技术在国内外现场应用1281井次,举升效率提高10%、节约人工30%,吐哈油田气举智能化建设初见成效。

    在气举采油技术方面,吐哈油田开发了智能间歇气举技术,通过建立从设计方法、产品配套及后期管理优化的全过程间歇气举技术体系,成功解决了低产低压连续气举举升效率低的问题。

    全生命周期气举排水采气技术有所突破。技术人员配套了两种带压作业一体化管柱,实现了不压井作业和气举排水作业的联做,减少了作业程序,有效保护了储层;研究了气举诱喷排液设计方法,提高排液成功率。这项技术在浙江和涪陵等国内多个气田应用118井次,平均单井恢复产能每天达到3万至4万立方米。

    吐哈油田气举技术将充分发挥气举技术灵活高效、适应性强的特点,打造油气并举的气举技术产业,以优势技术、创新产品、高质量服务助力油气田效益开发,形成以“技术带动市场创效,以创效促进技术发展”的良性循环模式,实现气举可持续发展。

  • “私人订制”服务市场

      一路拼搏,一路收获,吐哈油田气举技术外闯市场的脚步从未停歇。2021年,针对中国石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司井斜大、井深深、修井作业费用高等特点,吐哈油田技术人员设计了可投捞式带压气举管柱,完成14井次完井管柱下入、84阀次的钢丝投捞作业,节省了大量的作业费用。目前,可投捞式气举带压管柱已成为重庆涪陵国家级页岩气示范区的重要排水采气技术。

      “在市场服务这块,当时我们基本就是一个人负责一个区,从工具准备到现场作业再到技术跟踪,经常出现供不应求的局面。时间紧、任务重,我们加班加点做设计,协调工具运输、检测成了常态。”吐哈油田气举技术中心人员贺杰新回忆。

      当时,吐哈油田的小尺寸工具不满足涪陵市场的需求,在已有的设计方案序列里,技术人员对页岩气井使用的生产管柱和配套工具还没有开展相关研究。要在保证小尺寸的情况下把通径放大,壁厚就会变薄,给方案设计带来了极大挑战。

      必须啃下这块硬骨头,必须拿下涪陵市场。技术团队没有被眼前的困难吓倒,他们比任何时候都坚定开拓这片市场的决心。他们加快优化方案设计的速度,用一天时间调研涪陵区块的生产情况,决定研发小直径大通径的工作筒。最终在大家的不懈努力下,设计出与1.9英寸油管相配套的双偏心气举工作筒专利产品。

      解决了这个问题,又有新的难题。根据客户的要求,科研人员用两天时间完成了气举工具的设计、试置和室内试验,不到半个月就进入现场,顺利开展了作业。

      引水方知开源不易。打响吐哈油田气举技术品牌的知名度是吐哈气举创新“适应市场开发新技术,利用新技术引导市场”战略方针的第一步,做好服务就是带动气举业务整体竞争力和经济效益提升的制胜法宝。

      在涪陵区域的成功没有让气举技术团队停止前进的脚步。他们集思广益,创新合作模式,把“一对一”的传统保障方式变为“技术+服务”的新型大包合作模式。

      “市场不同,井况不同,需要的工具种类、设计参数和方法都不同。有了在涪陵的经验,我们开始了‘私人订制’方案,从客户的需求出发,做方案设计,自主研发工具,针对不同的客户、不同的井攻克各种难关,有针对性地制定适合每个区域的油气井生产管柱和配套工具。”贺杰新介绍。

      2021年,技术人员不断完善排水采气技术,全生命周期的排水采气技术初成体系。吐哈油田排水采气技术在重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司和青海油田打响了服务品牌的第一枪。

      吐哈气举技术将继续做好市场服务,研发大斜度钢丝投捞技术,对现有工具升级完善,以适应更大井斜投捞。同时,吐哈油田积极研发低成本智能柱塞排水采气技术,解决低产低压条件下的排水采气问题,为涪陵页岩市场开发提供技术保障。

    • 中油国际(哈萨克斯坦)阿克纠宾油气公司
      采油部经理贾洪革:

      2005年以来,吐哈油田气举技术中心的气举阀钢丝投捞技术在阿克纠宾公司已成功应用400余井次、3000余阀次。气举阀钢丝投捞技术有效延长了气举管柱的免修期,管柱平均寿命有8年,最长管柱寿命达12年,年均增产5000余吨原油的同时,节约作业成本100多万美元。气举阀钢丝投捞技术已成为阿克纠宾公司气举特色技术之一。

    • 冀东油田勘探开发建设工程事业部
      试油作业科科长张彤林:

      吐哈油田气举技术中心与冀东南堡油田的合作已经有14年了,是我们非常信赖的合作伙伴。他们研发的柱塞气举采油技术、大斜度井连续气举采油技术在南堡油田1-3人工岛规模应用,投产成功率为99%,服务及时率达100%,应用效果得到广泛认可,有效保障了我公司的勘探开发。

    • 青海油田采气一厂
      技术研究中心主任张永斌:

      青海油田采气一厂采用了吐哈油田气举技术中心连续气举排水采气注气量优化技术。这项技术基于全新的气井连续气举注气量优化计算方法,同时兼顾了井筒携液与地层流入两个方面,是一种有效针对低压气井的气举优化方法,现场试验平均每天单井节约注气量为3000立方米,气举举升效率提高8.5%。目前,以这项技术为基础开发的气举智能优化管理平台已进入先导性试验阶段,实现了气举井注气量的自主优化、自主调控,下一步将逐步扩大应用规模。

    • 中国石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司
      技术中心采气工艺室主管张怀力:

      吐哈油田气举技术中心针对涪陵页岩气井采用全新的诱喷设计思路,实现了气井在不同产状下的稳定气举排液。2019年以来,这项技术在现场累计应用110井次,诱喷复产成功率达98%,每天恢复产能150万立方米,为涪陵页岩气田积液气井的停喷复产提供了重要的技术支撑。

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    锻造国产化精准“焊将”

    ——CPP900系列管道自动焊装备研发应用纪实

    8月8日,在管道局国家工程实验室,科研人员正在加快柔性内焊机的升级工作。这个装备已于今年6月在西气东输三线中段(中卫—吉安)项目枣阳—仙桃段工程完成初步试验,可实现山地25度上下坡运动、组对、焊接,标志着国产全自动焊机和焊接技术在山地管道施工自动化方面取得了新突破,属国内首创。

    作为中国能源储运工程建设领域的主力军,多年来,管道局大力推进科技创新,狠抓关键核心技术装备研发,加强科研、设计、施工深度融合,不断升级管道焊接技术。其自主研制的第三代CPP900系列管道自动焊装备跻身国际先进行列,并广泛应用于各大重点工程,扭转了我国管道自动焊核心技术和装备受制于人的局面,为管道事业发展作出重要贡献。【详细】

  • 填补国内管道自动焊技术空白
  • 打通设备国产化最后一公里
  • 赓续传承 不断精益前行
  • 管道焊接作为管道建设的关键工序,其质量直接决定了整体管道运输的稳定性和安全性。随着长输管道向大口径、高钢级、高压力和大壁厚发展,自动焊因具有焊接效率高、焊接质量好、劳动强度低的优势,成为施工的必然选择。

    20世纪90年代以前,我国管道自动焊核心技术和装备尚处于空白阶段,国内使用的管道自动焊装备全部依靠进口,成本高、维修难度大、技术操作受制于人。打造管道自动焊核心技术和装备、实现关键核心技术自主可控成为管道科研人的目标。

    最初,科研人员只能根据进口装备“照葫芦画瓢”,从零开始摸着石头过河。经过不懈努力,科研人员分别于2000年和2008年研发出第一代PAW2000、PAW3000。PAW系列是管道自动焊装备国产化的开始,但因其箱体密封性和稳定性较差、体积大,推广应用效果不佳。

    这让科研人员很受打击。时任管道局研究院施工装备与非开挖技术中心主任张锋,决定将产品更名改姓,彻底告别PAW系列。“要做就要做老大,我们研发的是管道局的产品,9是个位数中最大的,第二代产品就叫CPP900!”

    2012年,管道局开始第二代自动焊装备CPP900的研发。3年时间,CPP900装备的稳定性和可靠性得到大幅提高。第二代CPP900可以满足高钢级、大口径、大壁厚长输管线的焊接施工要求,在漠大原油二期、中靖联络线、中俄东线天然气管道等工程中都有出色表现。

    “自主研制的CPP900焊装备与美国的CRC设备主要性能指标相当,在项目上焊接了5000多道焊口,焊接一次合格率达到95%以上。”时任中俄二线项目经理高永东评价道。

  • 随着机械控制领域对新技术的需求,结合前代自动焊装备(含外焊机、坡口机、内焊机)在工程应用中发现的问题,2018年,管道局第三代管道自动焊申请立项,进一步提高坡口机加工精度,研发内焊机的无线遥控和内窥系统,开发外焊机全数字化控制系统和跟踪系统。

    要想进一步提高二维焊缝跟踪的精度,就必须获得焊接电源的准确数据。但管道局自动焊装备使用的都是欧洲知名的福尼斯焊接电源,电源厂家拒绝开放数据接口。随即,科研人员加快科研脚步,开始选配国产电源。通过大量的筛选比对,科研团队很快确定了用国产奥太电源作为替代电源,并通过编写程序、组装设备、测试参数不断修正思路,提高焊缝跟踪精度。

    2020年9月,搭配国产奥太电源的CPP900-W2N管道全位置自动焊机在唐山LNG外输管线成功应用,数字化控制和焊缝跟踪系统深度融合,提高了跟踪技术的准确性、灵敏度,意味着全自动焊的核心技术实现了国产化。

    “跟奥太公司合作后,电源本身的电流电压信号处理远比外部采集的电流电压信号更准确、实时性更强。”科研人员王新升说。团队在此基础上提出电源输出特性模式以及电源数据采集信号和传输要求,双方在深度合作过程中,通过多次提取规律性数据和运算,最终为技术突破设计出了完整的订制化方案。

    “CPP900-W2N管道全位置自动焊机在保证整机控制稳定性、提升电源特性、开发灵活性的同时,配套国产电源使产品成本降低了30%。”管道局研究院管道施工装备与非开挖技术中心副主任张毅介绍。

    第三代自动焊装备在各项目现场都配备了技术服务小组,与项目人员同吃同住,建立起顺畅的沟通和反馈渠道,持续开展结构升级、系统换代工作。

  • 目前,管道局CPP900系列自动焊装备是国内种类最全、配套最完善的管道焊接设备,可覆盖多种管径、工艺,对环境适应性强。漠大原油二线、中靖联络线、中俄东线等工程依托低温自动焊装备,能够在零下50摄氏度的极端低温条件下正常运行。针对库鄯线黄河水穿越段等地形复杂、条件恶劣小流水作业区域,管道局研制出搭载超短距离拉丝技术、智能控制技术、G1焊缝自动跟踪技术的CPP900-W1N单焊炬自动焊机,破解施工技术难题。

    “第三代管道自动焊采用全数字化控制系统,核心部件实现了全国产化,并能够通过外接传感设备或系统,全方位采集更多数据,为构建智慧管网提供数据基础。”管道局研究院施工装备与非开挖中心主任尹铁介绍,第三代装备已在管道工程30多个焊接机组应用,性能稳定、自动化程度高、可操性强、焊缝跟踪精度高,大大提高了管道施工的自动化程度和工程质量,有力支撑了工程的顺利建设。同时,第三代装备制造费用相比原有设备成本降低了20%,生产周期也大大缩短。以单台内焊机为例,生产时间比以往缩短7天,已具备量产条件。

    近年来,管道局注重抓好科研成果转化应用,发挥自动焊装备研产用优势,形成了从装备研发、产品制造到销售、服务一整套完备的研发推广体系,实现规模推广和规模效益。

    截至目前,第三代自动焊装备已先后与辽河油田建设公司、中化集团十三化建、中国石化中原建工、国机重工等公司签订设备销售或租赁合同,合同额累计超8亿元。

    “我们将不断创新,赓续传承CPP900自动焊研发团队‘应用一代,储备一代,研发一代’的研发理念,以焊接智能化、无人化为目标,精益求精,继续勇敢尝试、探索。”尹铁说。

  • 肩扛重担服务一线

      8月8日,在管道局中俄东线南段(南通—甪直)施工现场,研究院服务工程师高岩与现场焊工进一步沟通D1422系列装备使用情况,以便持续升级装备结构。

      近年来,管道局推进科研与施工深度融合,装备、工艺、队伍等方面的核心能力持续提升,创造了一个个国内首创、国际领先,填补了多项业内空白。

      目前,D1422毫米管道为国内最大口径管道,在中俄东线工程建设中应用了上千公里。但在2016年前,国内还没有自主研制的D1422系列施工装备。当时,管道局承担中俄东线(黑河—长岭)试验段建设任务,扛起了建设国内首次D1422管径工程的重担。

      作为集团公司“第三代管道自动焊关键技术研究”专项负责人,尹铁接到科研任务,负责D1422系列成套自动焊装备的研发,并且必须在1年内完成样机的试制定型工作。

      尹铁和11名科研人员组成项目组,严格把关设计、加工、装配、调试等各个环节。经过不懈努力,顺利完成了D1422管道坡口机、气动内对口器、管道内环缝自动焊机的设计定型工作。

      中俄东线(黑河—长岭)途经我国北方严寒地区,冬季气温最低可达零下45摄氏度,这对工程建设来说是不小的考验。严格的施工工艺要求和严酷的使用环境,对施工设备提出了更高的要求。“设备口径变大,给设计带来了很大的难度,并且前期设备在使用过程中,我们发现了很多在设计过程中没有想到的问题。”尹铁深有感触。

      在中俄东线(黑河—长岭)试验段,一个寒冷的夜晚,尹铁接到了内焊机发生故障的报告。为了不影响第二天的施工,尹铁和项目组成员立刻驱车赶到施工现场。

      空旷的施工现场一片漆黑。他们打开汽车大灯,趴在雪地上借着灯光排查故障。东北的夜里寒风凛冽,冻得手都伸不出来,项目组成员坚持细心排查每一处可能发生故障的地方。三四个小时后,他们终于发现了问题,并迅速维修设备。

      “那天,项目组回到宾馆已是凌晨。”尹铁说。针对发现的问题,项目组进行了优化,为后期的设备定型奠定基础。

      此后,D1422系列装备的焊接合格率稳定在95%以上。D1422系列管道施工装备的研制,填补了国内超大口径施工装备的技术空白。管道局率先掌握了D1422管径管道工程的施工技术,提升了管道局乃至集团公司的工程建设能力。

      在尹铁的带领下,项目组跟着管道从黑龙江黑河一路南下到上海,通过施工装备与焊接工艺、施工装备与工程现场的深度融合,在服务一线的过程中,不断提高施工效率、节约施工成本,有力保障了国家重点工程的建设。

    • 管道局华油工建公司副总经理、总工程师 高云宇

      我公司在2021年第一次使用CPP900-W1N管道单枪自动焊设备,焊工经过7天的现场培训就掌握了操作要领,实现了从半自动焊向全自动焊施工的转变。在我们承担的新疆黄水河穿越项目过程中,1.53公里管道焊接任务,合格率达到99.7%,赢得了业主单位的一致好评。

    • 管道局四公司线路三分公司副经理 卢振尧

      2017年中俄东线北段施工以来,我们公司就开始使用CPP900系列装备。经历了东北的极度严寒天气和江南的高温、高湿天气,设备稳定性高,一次焊接合格率可以达到95%,技术服务周到、及时,有力保障了项目稳步推进。

    • 管道局二公司焊接高级技师 韩彦崇

      我从2016年开始使用管道局自动焊产品,见证了产品的迭代升级。尤其是最新的CPP900-W2N双枪自动焊,在中俄东线南段的使用过程中优势非常明显,操作界面简单、电弧跟踪精度高,新招聘的焊工经过简单的培训即可焊出合格口。

    • 河北华元机电工程有限公司副经理 王晓斌

      我公司2021年购置了CPP900系列自动焊产品,用于舟山海洋管道施工。在海洋管道施工,施工成本高、对设备的可靠性要求高。CPP900系列自动焊产品性能很稳定,焊接合格率可以达到97%。

    • 中国石化江汉油田工程公司页岩气技术服务公司 张国锋:

      针对早期涪陵页岩气田开发需求,江汉所为我们提供了第一套页岩气专用LG450/50型4500米连续管作业机。随着页岩气的开发,江汉所研发了适应更大井深的LG450/50型6600米连续管作业机,良好的低速稳定性满足了川渝地区的复杂井况施工。

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