石油钻采机械设备产品现状及应用研究

中国石油钻采机械设备产品市场现状及技术应用研究目 录第一章 石油钻采设备简介 .11.1 国内钻采设备简介 .11.2 我国钻采设备发展 .21.3 我国钻采设备在国际的影响力 .2第二章 中国石油钻采机械设备产品市场现状分析 .32.1 钻采设备的提高及收入比例 .32.2 我国自主研究的钻采设备 .42.3 钻机智能化水平待提高 .5第三章 我国钻采设备的应用技术 .63.1 石油钻采设备技术水平取得突破 .63.2 我过钻采设备简便实用 .73.2.1 技术概要 .73.2.2 选择依据 .73.2.3 国内外发张趋势 .83.2.4 主要研究内容和目标 .8第四章 石油钻采机械产品可靠性技术 .104.1 技术概要 .104.2 国外钻采设备发展状况 .104.3 石油钻采设备技术水平取得突破 .104.4 化工设备的科研新产品取得较大成果 .114.5 产品质量不断提高 .124.6 国际通用标准和信息化受到重视 .124.7 石油钻采设备向海外进军取得成效 .13第五章 中国石油钻采设备产业分析 .145.1 石油钻采设备产值比例 .14第六章 我国石油钻采设备行业景气 .166.1 钻采设备景气高 .166.2 炼化设备需努力 .176.3 节能降耗成潮流 .17主要参考文献 .19致谢 .2007 届专科毕业生论文（设计）1第一章 石油钻采设备简介1.1 国内钻采设备简介目前我国钻采的主要产品有 XQ1.8 型抽油杆钳、2.6 型抽油杆钳、3B 型动力钳、3C 型动力钳、3E 型动力钳、3X 型动力钳、3Y 型动力钳、3WS 型动力钳、6B 型动力钳、6X 型动力钳、12A 型动力钳、12X 型动力钳、20X 型开口动力钳、XQB8 型、8A 型闭口型动力钳、ZQ25 型钻杆钳、75X 型钻杆钳、100 型钻杆钳、125 型钻杆钳、145 型钻杆动力钳、TQ245 型套管钳、TQ340、TQ508 型套管钳、KJD9625 型套管钳、550-H、950-H 型液压旋转器、YNJ-200/15 型液压拧扣机、抽油杆吊卡、油管吊卡、双级注水泥器、水泥头等固井工具、方钻杆补芯、大方补芯、系列硬密封球阀、系列天然气管道全焊接球阀、XSL 系列水龙头、QD系列 气动套管卡瓦/吊卡、SB 系列滤芯、泥浆泵配件等产品。产品按 API Spec 7K、Spec 8A 及相关标准组织生产，内含二十多项国家专利，畅销国内各大油田，并远销北美、东南亚、西欧等国际市场，曾荣获99 美国华盛顿中国专利博览会金奖，两度被国家五大部评为“国家重点新产品” 。2005 年以来，我国石油钻采设备行业迎来爆发式增长期，过去三年增速均达 50%以上。高油价不是唯一原因，更为深刻的行业背景是我国石油钻采设备业已经具备较强的全球竞争力，同时国家实施“走出去”战略加快了国内油企海内外勘探力度，而这又刺激了三大油企的设备采购。 12000 米超深钻机的研制成功是我国石油钻采设备业已经具备全球竞争力的主要标志。全球仅美国在上世纪 80 年代生产过一台 12000 米模拟控制直流电驱动钻机，而这台钻机在系统配置、技术参数和操控性能，都与我国的全数字化交流变频钻机有很大差距。伴随着技术的提升和固有的成本优势，我国企业在出口市场势如破竹，欧美企业则逐步退出这一领域。07 届专科毕业生论文（设计）21.2 我国钻采设备发展国家“走出去”战略的实施加快了中石油等三大油企海内外勘探的力度。中石油等三大油企的勘探费用自 02 年以来基本维持在 20%以上，保持了较快的增长水平，同油价的波动并不存在显著关系。同时考虑到我国将在 2015 年前完成 1 亿吨的战略储备，因此，在一个相当长的时期内，三大油企的勘探费用增长仍将保持较快水平，这势必加大他们的设备采购力度。全球竞争力的提升和“走出去”战略的实施，使得我国石油钻采设备业进入一个较长的快速成长期，并不是高油价导致的行业景气复苏造就了近三年的快速增长。在这个背景下，发现优质公司有两条线索：（1）能够抵御油价波动的抗周期型公司。研究发现石油勘探和开发各环节同油价关联度存在较大差别，产品同时覆盖钻井设备和采油设备的公司能够较好平滑油价波动造成的影响，代表性公司有四机厂。（2）销售渠道优势的公司。中石油中石化旗下的公司在国内市场销售渠道优势明显，代表性公司有宝石公司；但这也造就了一批民营企业，他们成为出口市场的主力军，在国内市场依靠差异化产品夺取市场，代表性公司是宏华集团（0196.HK）和山东墨龙（0568.HK）。因此，我国石油钻采业快速增长，高油价并不是最主要的原因，更为深刻的行业背景是我国石油钻采设备业已经具备全球竞争力、在国外市场占据一席之地，同时“走出去”战略使得国内市场也处于快速增长期。1.3 我国钻采设备在国际的影响力经过多年的技术积累和市场磨炼，我国石油钻采设备企业不仅满足国内需求，而且还大量出口，并在全球市场占据着重要的一席之地。07 届专科毕业生论文（设计）3根据中国石油和石油化工设备工业协会、海关总署和 Spears 数据，我们推测我国石油钻采设备业销售收入中出口占比达 40-50%，而在全球新交付的钻机中，产自我国的占比也近一半。第二章 中国石油钻采机械设备产品市场现状分析2.1 钻采设备的提高及收入比例化工单元设备尤其是干燥设备.产品发展迅速.技术含量不断提高.市场竞争能力加强.正在缩短与国际产品之间差距.粉碎机械在某些环节上已达国际水平.化工用非标专用设备-塔.釜等.技术革新全面启动.槽.罐等质量水平更是不断提高. 通用机械以泵.阀为首不合格产品屡屡曝光.优质高新产品正走出国门占领国际市场.工业用锅炉趋向节能化.环保.安全逐渐成为此类机械发展主流.仪器仪表在国债与政策的支持下.不但产值产量迅速增长.而且新技术.新品种也层出不穷.非金属设备在保持原有竞争能力的同时.不断完善自我. 大型设备项目建设工作欣欣向荣.小型项目因重复建设.浪费资源等原因纷纷落马.随着市场的发展.高耗能大污染的电解铝.水泥等行业的小型项目建设将受到一定限制.而化工重点设备项目正趋向高新化.整个化工设备行业正向大型化.集团化.高新技术化方向发展. 设备市场方面 化工设备市场呈现一派产销两旺的态势.化工机械行业在 2002 年产品销售收入比上年增长 19.4%的基础上.2003 年实现产品销售收入 276 亿元.比 2002 年又增长 21.6%.其中.石油钻采专用设备制造业实现工业总产值(不变价)89.7 亿元.比 2002 年增长 21%.产品销售收入 91.4 亿元.比2002 年增长 25.6%,炼油和化工生产专用设备制造业实现工业总产值(不变价)93亿元.比 2002 年增长 22.3%.产品销售收入 89.7 亿元.比 2002 年增长 24%,金属压力容器制造业实现工业总产值(不变价)92.6 亿元.比 2002 年增长 13.1%.产品销售收入 88.1 亿元.比 2002 年增长 16.2%. 2004 年上半年行业产值和利润同步增长 20%以上.产品销售收入 35.1 亿元.比上年同期增长 22.2%.其中.石油钻采专用设备制造业实现产品销售收入 30.8 亿元.比 2003 年增长 20.9%,炼油和化工生产专用设备制造业产品销售收入 37.4 亿元.比 2003 年增长 23.2%.其中进口热交换装置.提净塔.精馏塔 22354 万美元.而出口只有 1043 万美元.石油钻采07 届专科毕业生论文（设计）4专用设备及零部件出口共计 12054 万美元.比同期增长 3937 万美元.生产总量持续大幅度增长.2005 年 1-6 月.规模以上石油钻采专用设备企业实现销售收入 77亿元.同比增长 45.1%,规模以上的炼油.化工专用设备企业实现销售收入 52 亿元,同比增长 30%.虽增速减缓但仍继续保持高速增长. 未来发展 我国化工设备行业生产的装备仍不能很好地满足炼油.化工行业高速发展的需要.特别是石化行业对先进的大型石油化工装置的需求.国内在成套及产品设计.制造方面与国外先进水平还有一定差距.化工设备仍在大量进口.行业未能分享我国大量建设大型炼油厂.石化厂.化工厂急需 设备的大好时期.化工设备进出口总体仍呈巨额逆差状态.行业的处境还相当困难.2007 年由我国自主研制的目前全球最大的座底式钻井平台中海油 3 号座底式钻井平台抵达冀东南堡油田；韩晶油田四机厂第 100 台修井机发运美国摩登石油公司。据了解，我国石油钻采设备制造技术已日趋成熟，我国正逐渐成为全球石油钻探设备制造基地，今后我国石油钻采设备的重点是拓展国际市场。2.2 我国自主研究的钻采设备我国现已基本掌握国际先进的室友钻采设备制造技术，可以成套出口较先进的 6000 米以上变频驱动钻机和适应极地零下 60 摄氏度的车装钻机，出口地区主要是美国、加拿大和俄罗斯等经济发达和石油技术成熟的国家，产品技术含量和附加值搞，经济效益好。近年来，中国自护研发的后钻探设备出口答复增长。据天津海关统计，2007 年 14 月天津海岸出口石油钻探设备 1734 台，与同期天津口岸时候钻探设备出口的总量的 71.8%。我国自主研发的时候钻探设备出口大幅度增长的主要原因有三条：一是国家政策鼓励自主创新，推动生产技术进步。国家“十一五”规划将石油天然气勘探、钻采设备制造行业作为重点鼓励发展的产业，在政策上给予鼓励和优惠。近几年，国际化通用机械制造业产能向我国转移，发达国家企业将设备生产外包至我国，我国石油钻探设备企业在吸收国外先进技术的基础上自主创新，在短时间内掌握了石油钻探设备制造的核心技术。07 届专科毕业生论文（设计）5二是我国石油钻探设备人工成本低，产品价格平均比国外同类低 30%左右，有的甚至低一半左右，在国际价格竞争优势明显。三是我国石油国际化经营为国产石油钻探设备拓宽了市场。截止 2006 年底，我国石油企业与 30 多个国家劣迹签订石油合同项目 40 余个，带动了石油钻探设备走向国际市场。2.3 钻机智能化水平待提高我国石油钻采设备的重点是拓展国际市场。由于国产原油量不会有太大增长，而石油机械生产企业的生产能力却远远超过国内实际需求量，因此国内钻采设备生产企业必须寻求新的市场。据了解，世界原油生产国，特别是石油输出国家，大多不具备石油装备的制造能力，长期依靠国际市场采购。美国一直是石油装备国际市场的主要占有者。西方国家的石油装备价格都很高，不但一些亚非拉产油国在寻找替代的资源，一些西方的时候公司为了降低成本也在寻找替代的货源。一些用量较大的设备如井口装置、采油树、抽油机、潜油泵、石油工具、石油管材等都是我国成熟产品，近年来国际市场份额不断扩大。现在石油化化工设备制造行业告诉发展，我国石油钻机智能化和质量水平有待提高。此外，我国技术水平与国外产品还有差距，为了掌握更多的具有自主知识产权的核心技术和拳头产品，石油钻采设备行业整体自主创新能力还需进一步提高。07 届专科毕业生论文（设计）6第三章 我国钻采设备的应用技术3.1 石油钻采设备技术水平取得突破 近年来，我国许多企业的产品技术水平取得突破。一批列入国家重大技术装备创新项目的石油设备研制获得成果：宝鸡石油机械厂研制的 ZJ70DB 钻机，采用全数字控制交流变频等多项新技术，进入国际先进钻机行列；宏华公司研制的 ZJ40DBS 钻机，填补了国内空白，达到国际先进水平；江汉石油四机厂研制的 2000 型成套压裂设备通过鉴定，填补了国内空白，达到国际先进水平。此外，山西永济电机厂研制的 YZ08、YZ08A 石油钻井直流电动机由国家科技部授国家重点新产品证书；江钻股份有限公司积极开展技术创新，与国内大专院校、科研机构以及国际间的技术合作，获得“单牙轮钻头”等国家专利 21 项。该公司现共拥有国家专利 56 项，美国、伊朗专利 5 项。极大地提高了核心竞争力。荣盛机械制造有限公司研制成功 F35-105 防喷器，能满足深井、超深井钻探的井控工艺要求，填补了国内空白，达到国外同类产品先进水平。至此，经过多年的努力，我国已有能力实现对防喷器生产的全系列覆盖。该公司研制成功高压注水井带压作业装置，有效地解决了油田中后期开发过程中高压注水井带压作业的重大技术难题；宝鸡机械厂下属公司研制成功的 BSJ5080TSJ60 油田专用试井车体积小、用途广、适应性强；华北油田第一机械厂研制的新一代节能抽油机获得中国、印尼、和加拿大三国专利；胜岛石油机械厂成功推出液压反馈式抽稠油泵、长柱塞防砂泵、高效旋流泵三种抽油泵；华北油田大卡热能技术开发公司研制的 ZXCY 系列直线电机抽油机通过河北省产品鉴定。该机达到国际先进水平，重量和占地面积仅为常规抽油机的 50%，且节能效果很好；在海洋石油方面，胜利油田自行建成我国国内最大吨位的海上石油钻井平台赵东一号、生产平台赵东二号主体结构，胜利油田钢结构承造能力达到国07 届专科毕业生论文（设计）7际水平；兰石国民油井公司承包建造的重达 1700 吨的南海油田自升式井架钻井模块于 3 月 23 日完成陆地建造。该钻井模块用于香港正南 20 公里海域的南海油田作业的番禹 42 和 51 项目。井架可以依托安装在井架下端的导向轮滑行分段起升，无须重型起重设备，在海洋设备安装中具有很大的优势。 近来，由中石油管道局承担的“大口径弯管及装备国产化研制”、“西气东输工程用感应加热弯管技术条件”、华北石油第一机械厂承担的“大口径感应加热弯管制造工艺的研究”、吉林化建有限责任公司承担的“感应加热煨制X70 钢级、直径 1016 大弯管工艺研究”4 项课题通过中石油鉴定，技术条件达到国际同类标准的先进水平、产品达到国内先进水平。胜利油田研制成功我国第一台大口径管道全自动开孔机，满足管道、容器带压下开孔、接口、碰头等施工作业。中石油管道局为西气东输工程组织开展了 125 项科技攻关，其中“PAW-2000 型管道全位置自动焊机”“PFM3640 管道坡口整形机”“PPC3640管道气动内对口器”技术性能达到或超过国外同类产品水平。总体来说，我国石油钻采设备技术水平已达到一定水平。 3.2 我过钻采设备简便实用3.2.1 技术概要对重大，关键，量大面广的室友钻采机械产品，严格按照可靠性技术要求进行管理，设计，实验和生产；使重大，关键石油设备能长时间保持良好性能，并具有最佳的全寿命周期费用；使石油机械产品的可靠性水平达到 21 世纪初叶的世界先进水平。3.2.2 选择依据石油钻采机械装备长期在野外作业，可靠性是石油机械产品的质量核心和生命，油气是在沙漠，海洋，山区等复杂，严酷，险恶的条件下作业，一旦设备发生故障和停产，及时很短时间，也会给石油勘探开发造成巨大的经济损失。07 届专科毕业生论文（设计）83.2.3 国内外发张趋势我国石油钻采机械的可靠性水平与国外发达国家相比差距较大，美国石油钻采的机械维修时间一般占总生产时间的 2%3%，石油设备的大修期均有 5 年以上，使用寿命在 10 年以上，而我国石油钻机的维修时间一般占总生产时间的5%10%；美国石油钻机用柴油机，大修周期不小于 2.43 万小时，而我国石