電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)項目目可行性研究報告書

電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)項目可行性研究報告

一、申報單位基本情況1、項目申報單位財務(wù)狀況盤錦遼河油田石油裝備有限公司2010年實現(xiàn)收入1.65億元，利潤2299萬元。（見附件）2、項目申報單位概況公司坐落于盤錦經(jīng)濟開發(fā)區(qū)石油高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園，資產(chǎn)總額1.3億元，注冊資本2000萬元，占地面積57000平方米。現(xiàn)有研發(fā)設(shè)計樓一座，建筑面積1050平方米。公司技術(shù)研發(fā)人員145人。2010年實現(xiàn)收入1.65億元，利潤2299萬元。公司成立以來，以科技為先導(dǎo)，不斷加強技術(shù)創(chuàng)新和投資建設(shè)力度，在保持較快發(fā)展建設(shè)的同時，也贏得了廣泛的贊譽。公司被認(rèn)定為“遼寧省高新技術(shù)企業(yè)”，并擁有“省級企業(yè)技術(shù)中心”，07年科研經(jīng)費投入829萬元，08年科研經(jīng)費投入950萬元，09年科研經(jīng)費投入1300萬元。公司致力于頂部驅(qū)動鉆井裝置的研發(fā)、設(shè)計、制造與服務(wù)，自主研制開發(fā)成功DQ－20LHTY、DQ－30LHTY、DQ－40LHTY、DQ－50LHTY、DQ－70LHTY系列頂驅(qū)，現(xiàn)已實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。交流變頻頂部驅(qū)動鉆井裝置被評為“國家重點新產(chǎn)品”；天意牌頂部驅(qū)動鉆井裝置被授予“遼寧名牌產(chǎn)品”稱號；交流變頻頂部驅(qū)動鉆井裝置獲“國家重新產(chǎn)品”、“遼寧省科技成果轉(zhuǎn)化三等獎”；DQ-70LHTY頂部驅(qū)動鉆井裝置已被遼寧省科技成果轉(zhuǎn)化項目所認(rèn)定；DQ-50LHTY1交流變頻頂部驅(qū)動鉆井裝置獲“遼寧省優(yōu)秀新產(chǎn)品獎”；DQ-40DB獲得“第六屆遼寧省優(yōu)秀新產(chǎn)品獎”；DQ-40DB獲得遼寧省政府頒發(fā)的“科技創(chuàng)新三等獎”；頂驅(qū)和固控循環(huán)系統(tǒng)均獲得遼寧省專精特新產(chǎn)品金獎。二、項目基本情況1、項目主要研究內(nèi)容電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的機械系統(tǒng)研制旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)總體設(shè)計；發(fā)電機外套的設(shè)計；定位總成的設(shè)計；滑動軸成的設(shè)計；電子腔密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計。發(fā)電機支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計；液壓通道的設(shè)計；泥漿通道的設(shè)計；翼肋的設(shè)計；電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計；各種零部件材料的選擇。電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)電控系統(tǒng)的研制發(fā)電機的研制；整流逆變器的研制；耦合器或滑環(huán)的研制；微控線路板的設(shè)計；電動機的設(shè)計；線路各種接口的設(shè)計。電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)液壓系統(tǒng)的研制微型液壓泵的研制；液壓傳感器的設(shè)計；液壓閥塊的設(shè)計；電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)信號傳輸系統(tǒng)的研制耦合器的數(shù)字信號傳遞特性研究；系統(tǒng)與MWD之間的雙向信息傳輸技術(shù)研究；數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)的硬件、軟件和接口技術(shù)研究；井上計算機軟件的設(shè)計。電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)與測井系統(tǒng)接口的研制LWD與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)軟、硬件系統(tǒng)接口的研制；MWD與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)軟、硬件系統(tǒng)接口的研制泥漿正脈沖發(fā)生器研制；井下工程參數(shù)測量儀研制。2、項目完成后技術(shù)指標(biāo)（1）適用井眼尺寸8eq\f(1,2)"～9eq\f(3,8)"（2）造斜率0-6°/30m（3）翼肋伸出力范圍

0－3T，0～20mm（4）最大鉆壓

250kN（5）最大工具轉(zhuǎn)速

不低于120rpm（6）最大扭矩（近鉆頭）

20kNm（7）最高工作溫度

125℃（8）最大液柱壓力

60MPa（9）最大軸向和橫向振動

200m/s2（10Hz－200Hz）（10）抗沖擊10g（11）無故障作業(yè)時間≥150小時3、項目主要技術(shù)難點和創(chuàng)新點電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)井下發(fā)電機的設(shè)計；電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)耦合器或滑環(huán)的設(shè)計；電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)定位總成的設(shè)計；電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)滑動總成的設(shè)計；電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)液壓通道的設(shè)計；電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)泥漿通道的設(shè)計；電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)微控線路板的設(shè)計；電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)線路接口的設(shè)計；電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)液壓閥塊的設(shè)計；電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)與MWD、LWD之間的雙向信息傳輸技術(shù)研究。4、國內(nèi)外發(fā)展概況及市場需求分析旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)是用于石油鉆井的地下設(shè)備，通過井下閉環(huán)控制系統(tǒng)控制井眼軌跡。實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向。它是一種不起鉆機電聯(lián)作式智能導(dǎo)向石油鉆井設(shè)備。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)是目前國際上最新開發(fā)的先進(jìn)鉆井導(dǎo)向工具，是集機、電、液和信息一體化的石油鉆井領(lǐng)域的一項前沿的領(lǐng)先技術(shù)。應(yīng)用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)可提高鉆井效率降低鉆井成本；保證井身質(zhì)量提高鉆井安全性；提高井眼軌跡控制精度提高油氣采出率；提高井眼軌跡控制靈活性和位移延伸能力降低油氣開發(fā)成本。我公司研制開發(fā)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)采用的是電機泵方案，主要是由發(fā)電系統(tǒng)、電力傳輸系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、電動機、液壓系統(tǒng)、定位總成、測量系統(tǒng)等構(gòu)成。在鉆井過程中，依靠定位總成上的三個翼肋分別在不同方向上對井壁施加作用力進(jìn)行導(dǎo)向控制的。通過控制三個支撐翼肋的支出力的大小，實現(xiàn)導(dǎo)向鉆進(jìn)。預(yù)期其各項技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平，能夠滿足復(fù)雜工況下鉆井條件，提高鉆水平井的效率和油層鉆遇率，進(jìn)而提高采收率，可實現(xiàn)鉆井技術(shù)水平跨越式發(fā)展，填補國內(nèi)空白。其社會效益和經(jīng)濟效益十分重大。電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)是為了適應(yīng)油氣勘探開發(fā)形勢和自動化鉆井的需要而發(fā)展起來的，可廣泛應(yīng)用于超深井、水平井、大位移井、分支井、位移井等特殊工藝的導(dǎo)向作業(yè)，是鉆井技術(shù)發(fā)展的必然方向。具有廣泛的市場應(yīng)用和推廣前景。國外在20世紀(jì)80年代中期推出的導(dǎo)向鉆井技術(shù)極大地推動了水平井的應(yīng)用，但其存在很多缺點和不足，為此于90年代中期開始研制旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有閉環(huán)控制、地質(zhì)導(dǎo)向、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向、雙向通訊等功能，是當(dāng)今一項尖端的鉆井技術(shù)，也是斜井、叢式井、水平井等鉆井作業(yè)的核心關(guān)鍵裝備，它使現(xiàn)代鉆井控制技術(shù)由傳統(tǒng)控制發(fā)展到數(shù)字化控制的新階段。經(jīng)過10多年發(fā)展，世界上有約10家公司在研制旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，但技術(shù)領(lǐng)先且商業(yè)應(yīng)用最好的是貝克休斯公司與阿吉普公司合作研制的AutoTrak系統(tǒng)、斯倫貝謝公司的PowerDrive系統(tǒng)、哈里伯頓公司的Geo-Pilot系統(tǒng)。據(jù)市場調(diào)研，全球利用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)鉆井進(jìn)尺每年超過100多萬米，其應(yīng)用呈逐年加速增長的趨勢。目前全球只有上述三家公司的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)投入商業(yè)應(yīng)用，年收入超過三十億美元，在我國海上油田也開始推廣應(yīng)用，達(dá)150多口井次，總收入超過1億美元。目前旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向的鉆井技術(shù)被國外大公司壟斷。他們不銷售、不出租其產(chǎn)品，只自帶旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)提供現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)，處于高度壟斷和保密狀態(tài)。每部日費最高達(dá)5萬美元。國內(nèi)近期市場容量為10億元/年，預(yù)測遠(yuǎn)期市場容量約為30億元/年。5、目前項目進(jìn)展情況1、已完成樣機的總體設(shè)計；2、目前正在進(jìn)行液壓控制系統(tǒng)工程設(shè)計，微電機-泵系統(tǒng)控制特性研究，發(fā)電機特性研究，及發(fā)電機的參數(shù)選定；3、滑動軸承已制做完成，完成試驗4、定位總成設(shè)計完成，完成試驗5、電路傳輸系統(tǒng)完成試驗。6、知識產(chǎn)權(quán)掌握自主知識產(chǎn)權(quán)，申報一項以上發(fā)明專利及多項實用新型專利。三、項目可行性分析1、項目資金項目研發(fā)經(jīng)費計劃總投資4000萬元，目前已累計投入2000萬元。自籌3800萬元，申請專項資金200萬元。資金使用方向如下表。項目經(jīng)費預(yù)算表（單位：萬元）序號項目分類數(shù)量核算標(biāo)準(zhǔn)核算費用小計1直接材料費原材料183218322儀器設(shè)備購置費其它設(shè)備及工具210938功能實驗臺7283試驗費廠房建設(shè)640740實驗用易損件1批204租賃費租用井隊及鉆井設(shè)備5天250270租運費5輛205其它直接費住宿及餐費3070考察費407直接人員費（按工時人數(shù)）1001007管理費5050合計400040002、項目實施的可行性分析電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)是為了適應(yīng)油氣勘探開發(fā)形勢和數(shù)字化自動化鉆井的需要而發(fā)展起來的，可廣泛應(yīng)用于超深井、水平井、大位移井、分支井等特殊工藝的導(dǎo)向鉆井作業(yè)，能夠大大提高鉆井的效率和油層鉆遇率，進(jìn)而提高油氣采收率，并且能夠降低鉆井成本和勘探總成本，是未來鉆井技術(shù)發(fā)展的前沿和必然方向。目前國外高度壟斷，只提供旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)服務(wù)，每部日費高達(dá)5萬美元。統(tǒng)計預(yù)測國內(nèi)近期市場容量為10億/年，遠(yuǎn)期市場容量約為30億/年。綜合目前市場情況，按出租方式，每部日費為8萬元，年工作200天計算，實現(xiàn)收入1600萬元。如按出售計算，每部單價可達(dá)3000萬元以上，年銷售十臺，實現(xiàn)收入3億元。因此，研制開發(fā)電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用推廣前景，經(jīng)濟效益和社會效益十分顯著。本項目由遼寧天意實業(yè)股份有限公司自主研發(fā)設(shè)計。我公司注冊資本1.9億元，資產(chǎn)總額11.4億元，占地面積57000平方米?，F(xiàn)有研發(fā)設(shè)計樓一座，建筑面積1050平方米。企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員132人，其中各學(xué)科專業(yè)技術(shù)人員80人，專業(yè)檢測人員10人，另外還有專業(yè)石油裝備服務(wù)人員50多人。公司不僅擁有較雄厚的資金實力，技術(shù)開發(fā)與設(shè)計實力，并具有良好的經(jīng)營管理和信譽，社會融資能力較強。特別是通過創(chuàng)新科技研發(fā)思路與模式，同時依托中石油，遼河油田公司，中石油長城鉆探公司等試驗平臺與市場資源，可方便進(jìn)行產(chǎn)品與技術(shù)試驗及市場推廣，并可將該技術(shù)風(fēng)險降至最低。廣泛整合國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)資源與制造能力，可達(dá)到以較少投入高效獲取最先進(jìn)制造與配套的能力。綜合分析表明，我公司具有較強的項目研發(fā)設(shè)計與制造可行性。3、預(yù)期成果完成電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究與總體設(shè)計，研制出樣機，并完成實驗室模擬試驗與現(xiàn)場應(yīng)用試驗；研制出整套系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝技術(shù)滿足產(chǎn)業(yè)化要求，設(shè)計使用、操作規(guī)程滿足現(xiàn)場應(yīng)用要求；4、推廣及應(yīng)用前景電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的研發(fā)滿足現(xiàn)代鉆井工藝的迫切需求，實現(xiàn)鉆井技術(shù)數(shù)字化、自動化，全面提升石油鉆井工藝技術(shù)水平，實現(xiàn)鉆井技術(shù)的質(zhì)的飛躍，打破國外在這一領(lǐng)域的高度壟斷，掌握自主知識產(chǎn)權(quán)，并填補國內(nèi)技術(shù)空白。電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)能夠大大提高鉆水平井的效率和油層鉆遇率，進(jìn)而提高采收率，是鉆井技術(shù)發(fā)展的必然方向。國外租金高達(dá)5萬美金/天。具有很好的經(jīng)濟效益和社會效益。電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)是重大石油裝備中的一項前沿技術(shù)，處于石油裝備制造的領(lǐng)先水平，該項目更可直接帶動遼寧裝備制造業(yè)中石油裝備制造業(yè)的發(fā)展。綜合目前市場情況，按出租方式計算，每部日費為8萬元，年工作200天計，實現(xiàn)收入1600萬元。計劃國外市場投放5臺，國內(nèi)市場投放5臺左右。如按出售計算，每部單價為3000萬元，年銷售十臺，實現(xiàn)收入3億元。項目具有很好的經(jīng)濟效益和社會效益，產(chǎn)業(yè)化前景良好。四、進(jìn)度安排和實施方式1、項目的實施計劃2009年5月—2009年8月項目的前期調(diào)研論證2009年8月—2010年3月樣機的總體設(shè)計2010年4月—2010年8月發(fā)電機、液壓控制系統(tǒng)設(shè)計與研究2010年9月—2010年12月實驗室建設(shè)和實驗社備的安裝2011年1月—2011年8月完成樣機制做2011年9月—2011年12月實驗室模擬試驗2012年1月—2011年9月井下現(xiàn)場試驗2012年10月—2011年12月組織規(guī)?；a(chǎn)2、實施方式本項目由盤錦遼河油田石油裝備有限公司自主研發(fā)設(shè)計。3、技術(shù)路線詳見附圖一4、項目預(yù)期總體目標(biāo)和階段目標(biāo)預(yù)期總體目標(biāo)1、完成電機泵旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究與總體設(shè)計，研制出樣機，并完成實驗室模擬試驗與現(xiàn)場應(yīng)用試驗；2、研制出整套產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝技術(shù)滿足產(chǎn)業(yè)化要求，設(shè)計使用、操作規(guī)程滿足現(xiàn)場應(yīng)用要求；3、掌握自主知識產(chǎn)權(quán)，申報一項以上發(fā)明專利及多項實用新型專利。項目階段目標(biāo)2010年階段目標(biāo)完成項目的前期論證市場調(diào)試設(shè)計與開發(fā)項目的總體方案2011年階段目標(biāo)完成部件的設(shè)計與采購部件單個實驗達(dá)到要求完成樣機的組裝進(jìn)行廠內(nèi)實驗，取得技術(shù)數(shù)據(jù)2012年階段目標(biāo)進(jìn)行上井實驗達(dá)到設(shè)計要求井下現(xiàn)場試驗組織規(guī)?；a(chǎn)目錄1工程概述 11.1設(shè)計依據(jù) 11.2主要設(shè)計原則 11.3設(shè)計范圍及配合分工 12扎魯特旗經(jīng)濟發(fā)展概況 23工程概況 34設(shè)計水平年 45電力系統(tǒng)一次 45.1扎魯特旗電力系統(tǒng)現(xiàn)況 45.2項目所在地電網(wǎng)概況 55.3工程建設(shè)規(guī)模 66負(fù)荷預(yù)測 97工程建設(shè)必要性 98滿足長期風(fēng)電供熱負(fù)荷快速增長的需求 109接入系統(tǒng)方案 1010初步設(shè)計說明書 1510.1方案一設(shè)計說明書 1510.1.1魯北66kV變電站增容工程 151設(shè)計范圍 152站址概況 153工程地質(zhì)、氣象條件 154電氣部分 165短路電流計算 186土建部分 187消防 198環(huán)境保護(hù) 199勞動安全衛(wèi)生 2010工程投資 2110.1.2魯南66kV變電站增容工程 211設(shè)計范圍 212站址概況 223電氣部分 224土建部分 335消防 346環(huán)境保護(hù) 357勞動安全衛(wèi)生 368工程投資 3710.2方案二設(shè)計說明書 371站址概況 372電力系統(tǒng)一次部分 403電力系統(tǒng)二次部分 414電氣部分 455土建部分 656消防 707水土保持、環(huán)境保護(hù)及節(jié)能減排 728勞動安全衛(wèi)生 779方案優(yōu)化、創(chuàng)新 7710采用新設(shè)備、新技術(shù)建議 7811專題報告 7812“兩型一化”變電站設(shè)計導(dǎo)則執(zhí)行情況 7913變電工