石油钻井设备主要是指石油钻机,利用钻具向地下钻进供采油机获取石油,其起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、动力系统、传动系统等均需要采用密封结构。例如旋转系统,驱动钻具旋转破碎岩层,需要密封结构来防止内部润滑油脂外泄,以及外界的水分、泥浆、砂石进入损坏零部件;钻井液循环系统,将加压泥浆喷出到井底,再将携带岩屑的泥浆抽回地面,以便于钻井设备继续钻进,需要密封结构防止泥浆外泄。
石油钻井设备工作在大冲击、高压、高温、高腐蚀环境中,因此石油钻井设备密封需要采用强度高、尺寸稳定性高、抗冲击、耐磨损、耐高温、耐腐蚀、抗老化的材料制造而成,例如丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氟橡胶、硅橡胶、聚氨酯等。
石油钻井设备密封常采用O型密封圈、Y型密封圈等,为提高密封性能,还会与密封骨架、弹簧等配合使用,利用螺栓进行固定。O型密封圈截面为圆形,可实现静密封、动密封,密封性好、摩擦阻力小;Y型密封圈截面为Y形,是一种唇型密封圈,主要用于往复密封领域,密封性好、摩擦阻力小、耐压性好、寿命长。
我国石油钻机研制实力不断增强,宝石机械自主研制的全球首台12000米特深井自动化钻机已于2023年用在“深地塔科1井”钻进中,2021年湖南科技大学自主研发的“海牛II”号深海钻机在2060米海底成功下钻231米。在此背景下,我国石油钻井设备密封市场发展空间大。
石油钻井设备密封工作条件恶劣,技术含量高,例如钻井液循环系统的钻井泵液力端密封件阀胶皮,我国市场需求对外依赖度大。在国家发改委修订发布的最新版《产业结构调整指导目录(2024年本)》鼓励类项目中,石油钻井、测井设备密封(适用压力≥105兆帕)被列入,这有利于推动我国石油钻井设备密封技术进步。
新思界
行业分析人士表示,2023年11月,中国石油集团石油化工研究院牵头,联合宝石机械、川庆钻探共同研发出钻井泵关键密封件(简称阀胶皮),在川庆钻探完成并通过了第二阶段现场应用试验。未来,在政策推动与研究成果不断增多背景下,我国石油钻井设备密封结构自给能力有望不断增强。
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