学文网摘要：陆地修井机在我国已有四十多年的发展历程，现阶段国产修井机已实现传统柴油机驱动全系列产品的规模化生产，不仅满足了国内市场需求，而且在国际市场也具备了较强的竞争力。近年来，在国家大力倡导节能、减排、降耗的背景下，传统柴油发动机驱动的常规修井机在使用过程中需要频繁维护且运行成本较高，作业过程中产生的噪声、尾气等严重影响作业人员的身体健康等因素备受诟病，使得作为清洁能源的电能在未来逐渐取代柴油机动力成为新的发展趋势。加之自动化机具和整机集成控制技术的快速发展，推动了自动化修井机的迅速发展。
关键词：陆地修井机；自动化；网电；超级电容；集成控制
0引言
经过70多年艰辛卓越的发展，在消化吸收国际先进石油装备设计制造技术和总装配套理念的基础上，通过不断自主创新研发，我国已形成完整的石油设备生产制造体系和系列化钻采装备产品，并紧跟国际石油钻采设备机械化、自动化、智能化的前进步伐，顺应新一代钻采装备快速高效、安全节能的发展要求，生产出配套齐全、性能优越的各类高端钻采装备。目前国内各大主机厂生产制造的陆地修井机系列产品已享誉北美洲、南美洲、北非地区、中南部非洲、中东地区、东南亚地区和俄罗斯等世界主要产油区域，国际化步伐日益加快。
1行业发展状况
石油修井机是恢复油气水井正常生产和实施油井增产措施的重要技术装备，目前中石油、中石化约有各类修井机5000多台/套，每年修井工作量达20多万井次。近年来，由于国内外大量油田陆续进入到开发的中后阶段，采油作业实施难度增大，工艺井况愈加复杂，致使修井工作量持续增加，修井机需求量也随之增加。近年来，石化四机、南阳二机、东方先科等制造商相继开发出电网修井机、电驱储能修井机及油电混合驱动修井机。但电驱修井机需要接入油田井场变压器获取作业动力，而国内主要油田多采用35kV/10kV/6kV高压电网输电，经变电站输送到井场后再通过变压器降压至380V井场用电，由于原有电网配电容量限制，电网配置无法满足电驱修井机动力需求[1]。若对电网进行增容，投资巨大见效慢，且会产生新的电网资源浪费。电驱储能修井机利用自身输出功率匹配超级电容组储存电量，基于母线电压制定合理的充放电控制策略的方法，在一定程度上补充了系统功率、提升了工作效率，也减小了对电网的冲击，但超级电容补偿功率有限且自身成本较高，在小型修井机、小修作业中尚能满足工况要求，在大中型修井机、大修或大负载作业中无法满足工况需求。油电混合驱动修井机同时配备柴油机动力和电机动力，故成本较高，结构复杂，市场推广效果与预期有较大差距。随着二层台排管机械手、铁钻工、动力猫道、动力吊卡、动力卡盘等自动化机具和整机集成控制技术的快速发展，大大降低油田现场工人劳动强度并实现空间智能防碰和安全交接。推动了自动化修井机的迅速发展。国外市场比较注重修井机工作效率的提升、作业安全和工人的劳动强度的改善，在提高修井机自动化、智能化水平的同时[2]，在液压、电驱等方面也取得了较大的突破。但电驱修井机还需要较长时间去不断发展和改进，传统柴油发动机驱动修井机在今后相当一段时间内依然是国内外修井机市场的主导设备，其数量占目前市场在役陆地石油修井机总量的85%以上。
2市场需求分析
油气田修井作业，是油气田钻井以及后续油气井维护的一种作业，是为了确保油气井正常生产而采取的维护和保养措施。修井作业主要分为小修和大修，小修是维护油气田正常生产的日常措施，主要利用小修作业设备，开展检泵、冲砂、打捞、换封、新投、转注、找堵水、解卡、换光杆、换井口等作业。小修分为措施、新投及油维三类。目前，国内市场需求主要有两个趋势：一是在传统柴油机驱动修井机的基础上优化设计并配套二层台排管机械手、铁钻工、动力猫道、动力吊卡、动力卡盘等自动化机具，并通过智能控制系统实现对上述自动化工具智能控制，协同完成修井管柱的自动化工作，从而实现了井口无人化操作，大大减轻了劳动强度，提升了施工安全性，实现降本增效的目的；二是在部分具备电网条件的地区逐步开展中小型修井机由柴驱到电驱的替代及改造，达到了较好的节能降噪效果。国外修井机市场需求主要以大吨位、大功率自动化修井机为主，用途多为钻修两用，主流型号为XJ550-XJ850，另对应型号的拖挂式修井机在国外备受青睐。现阶段阿曼、科威特等少数国家和地区有电驱修井设备需求。
3产业竞争格局
陆地修井机按最大钩载主要分为XJ350、XJ600、XJ700、XJ900、XJ1100、XJ1350、XJ1600、XJ1800、XJ2250等类型[3]，其中石化四机、南阳二机等国内修井机制造标杆企业，生产规模大，技术、制造实力雄厚，主要生产XJ1350XJ2250的大吨位修井机，目前石化四机已完成XJ600DB/XJ700DB/XJ900DB三种型号网电修井机和XJ600DE/XJ700DE/XJ900DE三种型号电驱储能修井机的研制和应用，南阳二机也完成了XJ700DB/XJ900DB/XJ1100DB三种型号网电修井机的研制。东方先科、吉林通化等企业则注重于XJ350-XJ1600中小型修井机的优化设计和成本控制，在保证质量和性能的前提下更加注重设备价格定位，生产出具有较高性价比的修井设备，迅速占据了相应产品市场[4]。宝石机械近两年向科威特BAHMAN公司出口了6套XJ1800修井机，为其修井设备在中东市场打开局面奠定了基础。兰石装备公司在2016年向ADES出口了一套ZJ40DBT钻修机[5]，如***1、***2所示，全新的三段伸缩式直立井架，采用无绷绳结构，满足28m立根作业要求，与目前国内普遍采用的两立根有绷绳两段式结构相比稳定性好，效率高，运输时三段缩回，主机车运输长度不超过22m，在较多方面有所突破，达到国际先进水平。2019年向埃及钻井公司（EDC）出口了一套ZJ30T拖挂修井机（XJ1800），有较好的技术积淀和前沿设计理念。
4市场策略定位
近年来，国际国内市场修井机需求相对旺盛，国内主机厂竞争相对激烈，国外市场以XJ550XJ850的钻修一体机为主。石化四机主要通过中石化各大工程公司油服实现设备输出。南阳二机、东方先科则多为直接出口。因国产陆地修井机性价比较高，得到了中东、北非及东南亚地区用户的广泛认可[6]。国外市场尤为关注相关产品业绩及制造商售后服务水平。随着钻修设备自动化、智能化水平的不断提升，集成控制系统日趋复杂，不同于硬件的机械故障，现场操作人员较易解决，控制系统相关故障往往需要专业人员检修处理。这就要求现场驻点服务以确保故障解决的时效性，并对现场驻点服务人员的业务素质有了更高的要求，不仅要对设备整体结构功能有较深入的了解，而且要熟练掌握集成控制系统原理及常见故障的排除方法。以服务实践引导技术创新，以技术创新推动市场开拓。实现技术服务人员从熟练使用到创新引领的飞跃。
5结语
综上所述，电驱、自动化、集成控制以及储能技术将是陆地石油修井机新的发展方向。在当下石油钻采设备日新月异的大环境下，国产修井机只有在变革中求进步，在创新中谋发展，并通过服务升级，在提升自身价值的同时为客户创造价值，赢得客户充分信任，才能让“中国制造”走出国门，续写辉煌，为国产修井机的国际化之路奠定坚实基础。
参考文献：
[1]谢永金.我国修井机发展的技术现状与展望[J].石油机械，2005,33(10):72-75.
[2]孟森林.自动化修井机现状及发展趋势[J].石化技术，2019(07):4-5.
[3]GB/T23505—2017，石油天然气工业 钻机和修井机[S].
[4]李全星，张友会，沈***利，等.ZJ40/2500DBT轮式拖挂移运钻机的研制[J].石油机械，2016,44(09):37-40.
[5]陈伟松，王世魁，胡世林，等.ZJ40DBT沙漠快速移运拖挂钻机的研制[J].石油机械，2017,45(11):27-30.
[6]黄治湖，侯文辉，杜永***，等.拖挂钻机轮胎载荷分析与选择研究[J].机械工程师，2018(07):89-92.
作者:刘兴邦 张恒诚 王世魁 马晓亮 单位:兰州兰石石油装备工程股份有限公司
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