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加強企業科技創新,全面提升核心競爭力
發布日期:2015/5/12 23:16:00
    2015419日,吉林油田50011鉆井隊傳來捷報:鉆頭廠新研制的8寸半四刀翼PDC鉆頭順利完成一只鉆頭一趟鉆打完水平段的預期目標,總進尺905米,平均機械鉆速8.63/小時,最高日機械鉆速11.94/小時,使用井段2368米至3273……

    此只鉆頭取得突破絕非偶然。鉆頭廠自20101月成立以來,不斷加強科技創新和產品研發,已完成從傳統工藝制作到先進的3D制造技術的轉變,其設計與制造技術水平已步入國內高新技術行列,于2012年通過ISO9001-2008認證。

    鉆頭廠模具設計采用三維軟件UG的最新版,運用自主研發的二次開發軟件,可對石油鉆頭進行布齒設計、力平衡分析、有限元分析、水利結構分析、井底流場動態仿真、鉆頭鉆進仿真等技術為鉆頭設計提供科學依據,同時鉆頭廠有自己獨特的鉆頭數據庫軟件,可根據不同地區,不同層位選擇合適的鉆頭,大大提高鉆頭的選型效率。

    鋼體鉆頭采用先進的五軸聯動加工中心加工,來保證鉆頭質量。選擇高質量復合片,與專業的復合片檢測機構合作,可快速檢測出復合片廠家質量的優劣性,從而確保鉆頭的高性能。釬焊工藝采用先進的恒溫焊接設備,實現精確的溫度控制,焊接后采用無痕檢測設備,確保每個切削齒的焊接質量。鉆頭燒結采用先進的井式燒結爐、真空燒結爐等高精度高質量的設備。

    一、先進的鉆頭設計方法

    優化力平衡分析后的切削位置:

 

    鉆頭有限元分析圖:

 

    水力結構分析:

 

    通過以上分析等,設計出可運用3D打印機制做的模型,利用3D打印技術的高效性和穩定性,可快速制造出需要的模具。如下圖:     

 

  

    二、運用傳統工藝制造鉆頭

    運用高純石墨加工成冠部形狀  

    切割-粘片-分度等


 

    運用獨特制作工具進行噴嘴定位鉆孔

 

    經過砂紙打磨-噴漆等制作成石墨鉆頭模具,這樣做模具有不變形,使用時間長等優點,但是制作流程復雜,制作時間較長,只能做陽模。

    三、傳統工藝制作鉆頭使用情況

 

8?HDM519D鉆頭在莫里青區塊使用對比

    由數據可知該型號鉆頭單只進尺都在1000m以上,機械鉆速都在30m/h以上,創下了該地區鉆頭總進尺及機械鉆速最高紀錄。

8?HDM419D鉆頭在大安地區使用對比

    由數據可知該型號鉆頭單只進尺達1380m,機械鉆速最高達到45.5m/h,創下本區塊機械鉆速最高水平,創下日進尺千米的記錄。


 

6″HDM613D龍深三平一井鉆頭使用情況

    該地區地層結構復雜,巖性硬度高并含有礫石,可鉆性較差,3開使用6″鉆頭,經嘗試百斯特PDC鉆頭、江漢牙輪鉆頭、貝克休斯的牙輪鉆頭和PDC鉆頭等使用效果不理想且成本較高。鉆頭廠數位專家親臨一線,從實際出發科學分析,克服眾多廠家鉆頭設計上存在的問題,打破常規的設計方法,成功設計6″HDM613D金剛石鉆頭并首鉆獲得成功,一舉打破該井段單只鉆頭最高紀錄,由數據可知6″HDM613D金剛石鉆頭無論在進尺和機械鉆速上,都明顯優于其他廠家,其鉆頭的高效性顛覆了人們對國內石油鉆頭不如國外石油鉆頭的認識,獲得吉林油田和公司領導的高度贊揚。

 

獨特三刀翼鉆頭在大安使用情況

    吉林油田DJ+24-13井四刀翼鉆頭泥包嚴重,公司技術總監徐林提出新構思,通過改變刀翼數量解決排屑難、易泥包問題。他充分估計到三刀翼鉆頭的優劣性,獨創一種新型三刀翼鉆頭構思,三刀翼鉆頭通過嚴格的力平衡分析,最大力度減少鉆頭渦動,特別是增加了三個輔助保徑,更進一步加強了鉆頭的穩定性,螺旋刀翼設計大大提高了流道排屑能力,解決了四刀翼PDC鉆頭在該區塊發生的泥包問題。由以上數據可知,運用獨特三刀翼PDC鉆頭不僅解決該地區鉆頭泥包問題,其機械鉆速明顯優于四刀翼PDC鉆頭,是鉆頭廠獨立自主研發的又一大利器,也為實現三刀翼鉆頭的高效性提供有效的科學依據。

    四、3D打印制造技術

    運用先進的設計技術與3D打印技術相結合,制造胎體石油鉆頭模具,有效提高鉆頭的精確性和高效性,并使鉆頭高效性的發揮又上一大臺階。由模具到鉆頭的制造時間大大縮短,提高了制造效率。

 

新疆玉門油田首次試驗 

    本次試驗是9?HDM519DR9?HDM516DR兩種型號鉆頭,該地區地層研磨性很強,對鉆頭保徑及切削齒磨損很嚴重。國內SF55DH3 DBSM1355百施特、MM54DH3江漢等鉆頭使用效果不理想,經過數次研制試驗并成功制造出,針對該區的高性能金剛石石油鉆頭。由數據可知,9?HDM519DR9?HDM516DR兩種型號鉆頭的性能明顯高于其他廠家鉆頭,更說明先進的設計與制造水平,能夠有效提高鉆頭的性能,更增強對3D打印技術制造鉆頭的信心。

西部鉆探國際公司使用情況分析

    由以上數據可知:6?HDM513DR型號鉆頭在4440m-4467m4688m-4765m井段使用效果最為突出,無論在進尺和機械鉆速上,遠遠超過川石GP1346D型號鉆頭。DBS MM546DH3在進尺上效果還可以,但是機械鉆速較慢。
 

    鉆頭廠鉆頭制造技術的提升,不僅實現了自身突破,更為公司科技的全面提升注入了新的動力,起到了示范作用。眾所周知,在過去的一年里,國內外經濟形勢跌宕起伏,2015年整個石油行業更是進入寒冬期,要想在激烈的競爭中生存,必須加強企業自主研發能力,加大科技創新,全面提升核心競爭力。具體來說,需要從以下幾方面不斷努力:

    一、加強內部管理,優化企業科技創新保障機制。公司始終堅持創新核心價值理念,全面貫徹落實創新是發展之路、細節是成敗關鍵的工作指導思想,優化公司科技創新管理流程,建立了以技術管理責任體系為基礎的科研管理體系,不斷提高企業標準化水平,為企業開展科技創新活動提供機制保障。 

    二、以重大科研項目為載體,強化自主創新能力建設。公司結合生產實踐,成立以副總經理為首的科技攻關小組,重點針對生產過程中出現的疑難問題進行科技攻關,不斷創新施工方式與方法,逐漸形成自主的科技研發能力。

    三、推進科技創新人才隊伍建設,提升綜合技術實力和管理水平。公司通過廣泛吸納、重點引進社會各類人才,逐步形成了多領域、多層次的人才梯隊;通過專業業務技能集中培訓,使研發人員快速掌握專業核心知識;通過對外交流合作,提升公司綜合技術實力和管理水平,造就了一支穩定高效、結構合理、與行業發展相適應的人才隊伍。

    四、以合作交流為手段,全面提升科技創新能力。公司設立技術研發中心,并把其作為推進產學研聯合和對外合作交流的平臺,充分利用中國石油大學、中國地質大學、東北石油大學、吉林大學等高等院校深厚的創新資源優勢,為打造科技型企業提供了人才、技術資源支撐。

    五、加大科技投入,夯實科技創新基礎。科學技術是第一生產力,公司2014年年終大會明確提出,2015年將加大科技投入,對在技術創新方面做出突出貢獻的人員加大獎勵力度,將科技創新理念逐步滲透到科研生產的各個角落,不斷加強全體員工的科技創新意識,營造濃郁的科技創新氛圍。

    我們有理由相信,隨著科技研發能力的不斷提升,插上科技翅膀的長春弘大,一定會迎來更加燦爛、輝煌的明天!

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