超越能源申请控压钻井无螺栓密封固定专利,聚焦装备可靠性与维护效率提升

问题——控压钻井对密封与快换提出更高要求 油气勘探开发向深层、复杂地层推进的过程中,控压钻井等精细化井控工艺应用增多。作为关键装备之一,旋转控制装置需要在钻柱旋转、压力波动和泥浆侵蚀等工况下,持续对钻柱实现周向密封,并隔离钻井隔水管环空。传统方案中,密封组件通常依靠螺栓等紧固件固定,现场拆装往往面临耗时长、对准困难、紧固力不均以及紧固件在振动冲击下松动等问题,进而影响检修效率和连续作业能力。 原因——作业场景复杂推动结构“去螺栓化”探索 专利摘要显示,该申请提出一种用于控压钻井的旋转控制装置结构:壳体中央圆形部分设置贯穿开口,并在顶边缘附近设置凹槽;密封组件可牢固且可拆卸地插入开口内,并形成供钻柱穿过的孔,以实现围绕钻柱密封、隔离环空。其核心在于无螺栓固定系统:至少一个扇形块插入壳体凹槽,扇形块外表面抵靠凹槽侧壁,下表面抵靠凹槽下边缘,顶表面抵靠凹槽上边缘;随后通过扇形块保持器固定在壳体顶边缘,并向内压靠扇形块,从而将密封组件锁定在壳体内。 业内人士指出,井场维护对可达性和标准化流程依赖度高。在空间受限、泥浆污染、温差与振动并存环境中,减少小型紧固件数量、简化拆装步骤、降低对工具的依赖,是提升可靠性和作业节奏的重要方向。扇形块与保持器的组合,也更贴近装备模块化、快换化的工程趋势。 影响——或有助于降低停机时间与运行风险 从摘要描述看,无螺栓固定方式的潜在价值主要体现在三上:一是提高拆装效率。通过插入式扇形块与保持器压紧完成锁定,理论上可减少反复拆装螺栓的时间消耗,缩短维护窗口。二是提升连接一致性。相较多点螺栓紧固,面接触或周向分布的压靠结构更便于实现受力均匀,有助于降低局部应力集中导致的变形与密封失效风险。三是降低松动与遗失风险。螺栓、垫圈等零部件高频振动下存在松脱隐患,小零件掉落还可能带来异物风险;“去螺栓化”有望在一定程度上缓解上述问题。 同时也应看到,专利申请仅代表技术方案的提出,实际效果仍需在典型井场工况中验证,包括高压差下的密封稳定性、长期磨损后的尺寸与配合裕度、泥浆侵入后的拆装可维护性,以及不同规格钻柱条件下的适配性等。 对策——以专利布局带动标准化与工程化落地 围绕此类结构创新,业内推进工程化落地可从三上着力:其一,完善试验验证体系。除常规压力测试外,还需开展振动冲击、泥浆侵蚀、热循环及多次拆装寿命评估,形成可量化的可靠性数据。其二,推进制造与装配标准化。扇形块与凹槽的加工精度、表面处理及材料选择,直接影响锁止强度与拆装顺畅度,应通过工艺规范减少现场“靠经验调整”。其三,强化全生命周期管理。将易损件更换频率、维护工时、停机损失等指标纳入评价,推动装备在可靠性、耐用性和可维护性上同步提升。 前景——油服装备创新将向高可靠、快维护方向加速 从行业发展看,控压钻井等工艺的推广与复杂井比例上升,将持续推动旋转控制装置等关键装备迭代。以无螺栓固定为代表的结构优化,体现出油服装备在安全冗余、现场可维护性与快速恢复作业能力上的综合取向。未来,有关技术可能与数字化监测、状态评估以及模块化更换体系结合,形成“结构快换+状态预警+计划性维护”的整体方案,深入提升井场安全与作业效率。

在能源转型与技术迭代加速的背景下,我国企业正通过核心技术研发提升关键装备的自主能力。超越能源此次专利申请聚焦现场维护与连接可靠性等行业痛点,也反映出国内油服装备向高可靠、易维护方向升级的趋势。随着更多原创技术进入工程验证并实现规模化应用,我国能源产业链的自主可控能力有望更增强,并为全球油气开发效率提升提供更多可借鉴的技术路径。