牙輪鑽頭發明

⑴ 以技術制勝的專業化公司——石油技術服務公司

石油技術服務公司是為勘探和開採石油天然氣提供專業技術服務和解決方案的公司。按照所從事的專業不同，可以細分為地球物理勘探、測井、鑽井、完井、增產措施（如壓裂、酸化、控水、防砂）以及油氣田地面建設和設計、管道運營等方面的石油技術服務公司。廣義的石油技術服務公司還涵蓋了石油裝備和器材的製造業務。它們與石油公司相生相伴，是石油公司的主要合作夥伴，它們所開創的多項技術改寫了石油工業面貌，加速了石油工業的發展進程。
科學技術的進步和油氣資源開發難度的不斷增加，使油氣勘探和油氣田開發越來越需要多學科、多專業的協同。為適應這一需要，一些領先的大型石油技術服務公司逐步橫向發展，一專多能，成為多功能的綜合性油田服務公司。
（1）石油技術服務公司的發展歷程。
縱觀歷史，世界石油技術服務業的發展大體上經歷了4個發展階段。
①從1859年石油工業誕生到20世紀頭10年，油田服務業初步形成。
美國是世界石油工業的誕生地，也是油田服務業的誕生地。19世紀50年代末60年代初，賓夕法尼亞州興起的找油熱潮逐步擴大到美國的很多地方。那時找油既沒有地質理論指導，也不用復雜的技術。人們在地面的石油露頭（油氣苗）附近買（或租）地，雇鑽井隊來打井，打不出油來就走，打出油來就安上蒸汽水泵抽油，用木桶（啤酒桶）裝了運走。後來有了用螺栓連接的輸油（氣）管，逐漸發展起一批鑽機（頓鑽）和鑽井工具製造商及鑽井承包商、管道建設商。這就是初期的油田服務業。德萊賽公司就是在19世紀80年代靠發明和製造、銷售輸氣管道用的不泄漏接頭而起家的。史密斯（Smith）公司則是20 世紀初從修理、打造頓鑽鑽頭的鐵匠鋪發展起來的。這個時期發現石油的那些國家，像俄國、羅馬尼亞、墨西哥等，開始時也是從美國購買鑽機，僱傭鑽井隊。
那時的石油公司也都是規模不大的小企業，找油的風險又大，它們沒有必要也沒有可能在找油的同時自己開設鑽機製造廠和鑽井公司。至於當時壟斷美國石油工業的洛克菲勒標准石油公司，直到1885年後才開始進入上游領域，它的石油產量份額最高為30%，它的重心在煉油和銷售，對油田服務業沒有興趣。所以，油田服務業一生下來就分立於石油公司之外。
②20世紀20—50年代，世界油田服務業迅速發展起來並形成比較完整的體系。
這源於世界性的石油技術革命，重點是石油勘探技術的大突破。一個是扭秤的應用形成了重力勘探技術，一個是折射法和反射法地震勘探技術的產生和逐步成熟，再一個是電阻率地面勘探技術和井下測量——測井技術的實用化。作為地球物理勘探技術的先驅，誕生了美國的地球物理服務公司（GSI）、法國的通用地球物理公司（CGG）、德國的普拉克拉公司（Prak1a）等。而法國的斯侖貝謝公司（Sch1umberger）則是測井技術的開拓者。
鑽井技術的革命，是以旋轉鑽井取代沖擊鑽井。鑽井深度由一二百米發展到兩三千米，鑽機和鑽井工具、鑽頭都日益復雜起來，鑽井工藝由清水鑽進改為採用各種各樣的鑽井液，從陸上鑽井發展到淺海水上鑽井，相應地發展起一批鑽井工具和鑽頭的製造企業，貝克（Beker）、休斯（Hughes）等公司就是它們中的佼佼者。同時，也誕生了專業化的鑽井液公司，如白勞德公司（Baroid）。
油田開發從盲目密集布井，進步變為把油田作為一個整體，合理布置井網，控制產量，科學開采。注水二次開發得到廣泛應用，完井技術得到重視，水力壓裂、酸化等技術相繼產生，成為油井增產的重要手段。哈里伯頓公司（Ha11iburton）以此出名。
這樣，隨著勘探和開發技術的形成與進步，發展、壯大起一個以美國為中心，遍及世界的油田服務業。
與此同時，在原蘇聯形成了另外一套石油工業體系和體制，其主要特徵是「大而全」，油田服務業共生於油氣勘探開發業之中，從屬並依附於油氣企業。每個油田（油區）是一個油氣企業（局），每個油氣企業都有自己的一套技術服務機構。它們只為母企業服務，以完成母企業的計劃任務為己任。全國各油田服務企業之間只有競賽，沒有競爭。外國的油田服務公司不進去也進不去。
③20世紀60年代世界石油技術服務業進入新的大發展時期。
20世紀60年代，世界石油工業出現了又一次技術革命。物探技術和測井技術從磁帶模擬發展到數字化，進而又達到數控化。地震技術從二維發展到三維、四維，從應用於勘探發展到也應用於油氣田開發。隨鑽測量（MWD）與隨鑽測井（LWD）的出現，使鑽井技術有了大突破，從打直井發展到打定向斜井、水平井、大位移水平井、分支井、多底井。油藏描述和油藏數值模擬技術大大提高了探井成功率和油氣田開發水平。海洋工程技術飛速進步，鑽探和開採的水深從幾十米發展到上千米。油田服務的技術含量不斷提高，迅速向自動化、智能化發展。在鑽井公司之外，形成了若幹家各有所長的鑽井技術服務公司。科學技術的進步和油氣資源開發難度的不斷增加，使油氣勘探和油氣田開發越來越需要多學科、多專業的協同。適應於這一需要，一些領先的大服務公司逐步橫向發展，一專多能，成為多功能的綜合性油田服務公司。
④20世紀90年代以來，世界石油技術服務進入專業化和綜合一體化服務相結合的新階段。
進入這一階段，石油技術服務業面臨一系列新情況。一方面是東歐劇變，蘇聯解體，中國實行改革開放，計劃經濟體制被市場經濟體制所替代。世界油田服務市場空前擴大。中國、蘇聯及東歐各國有一批油田服務企業陸續轉變體制，走向市場，參與競爭。世界油田服務市場的競爭更加激烈。另一方面是大油氣公司和大的油田服務公司之間形成和發展起一種嶄新的生產關系——「聯盟」。以往，每一個勘探或開發項目，油氣公司都要組織一班人馬，搞規劃，做方案，為每一道作業工序物色合作對象，談判簽約，組織工序之間的銜接，協調各方關系，工作量很大。如今，每一個項目找一家綜合性服務公司作夥伴，雙方組成多學科的聯合班子，從規劃到實施，利益共享，風險共擔。大服務公司更深地進入勘探和開發，跟進服務，更致力於發揮公司的綜合實力和整體優勢，也更有利於佔領市場。在這種形勢下，世界油田服務業進一步分化、改組。
（2）石油技術服務業的基本格局和結構。
在20世紀80年代末90年代初，形成了世界油田服務業的五強：斯侖貝謝、哈里伯頓、德萊賽、貝克休斯和西方阿特拉斯。90年代末，它們經過兼並，重新組合為世界石油技術服務領域里的「三強」——哈里伯頓、斯侖貝謝和貝克休斯。
①哈里伯頓（Ha11iburton）——不斷並購中壯大的巨人。
哈里伯頓公司以固井起家，時至今日，已成為除物探以外「全能型」的綜合性油田服務公司。它的井下作業（從完井到增產措施）是世界第一位的；測井可以佔到第二、第三的位置；鑽井技術服務、泥漿、鑽頭都是國際第一流的；工程建設方面則是全球最強的。
早在1934年和1949年，哈里伯頓公司就通過技術轉讓成為酸化和壓裂技術的骨幹服務商，這也標志著它從單一的專業化固井服務企業發展為初步綜合化固井、完井服務公司。
之後數年間，通過一系列並購活動，哈里伯頓的業務領域和專業水平都得到了長足發展。1957年購入威萊克斯（We1ex）測井公司，增加了電法測井和射孔業務，同年兼並射孔研究中心，在射孔方面成為市場上的佼佼者；1959年兼並奧梯斯工程（Otis Engineering）公司，增加了電纜測試業務；1962年兼並布朗路特（Brown&Root）公司，在工程建設上成為強者，也為它後來進軍海底管道工程打下了基礎；1972年買下IMC鑽井液公司；1986年，它與Dresser公司合營M—I泥漿公司；1988年兼並吉爾哈特（Gearhart）工業公司，包括它的測井業務（世界三大測井公司之一）和物探業務（其子公司Geosource是世界三大物探公司之一），接著又購進第三大物探公司GSI（Geophysi ea1 Service Inc.）；1989年又買下Sirra物探公司，把它們合並為HGS，成為世界物探界首屈一指的企業，其在測井方面也進入世界前三強；1994年，由於HGS連年虧損，哈里伯頓把它賣給了利頓工業集團，並入西方阿特拉斯；1996年，它看準了信息化和軟體產業，購入當時在物探軟體界的一家精英企業蘭德馬克（Landmark）。
1998年，哈利伯頓兼並了世界第三大油田服務集團——德萊賽（Dresser）工業公司，把德萊賽的幾個強項——麥考巴泥漿公司（Magcober）、塞摩里蒂鑽頭公司（Security）、梯坦採油技術服務公司（Titan）等吸收過來，加強自己這幾個方面的實力，實現優勢互補。
面對新時期的挑戰，哈里伯頓公司將整體發展戰略與技術發展戰略同時推進。
公司制定了「技術領先、運營優秀、業務創新和員工充滿活力」的戰略目標。其總體經營戰略是：在全球范圍的油田服務和工程建造服務兩大領域內尋求戰略發展機會，通過內部發展和外部並購，在提高核心業務競爭力的同時，不斷擴大服務范圍，開拓新興業務；根據客戶需求的變化，及時調整公司業務范圍，保持公司業務布局的合理性；繼續推進新技術的研發；運用公司的產品、服務、技術為客戶、員工和股東創造更大價值。
從技術投入上看，哈里伯頓公司為實施其技術領先戰略，在全球范圍內建立了四家研究中心，它們分別是卡洛敦研究中心（在得克薩斯州）、鄧肯研究中心（在俄克拉何馬州）、休斯敦研究中心（在得克薩斯州）和雷德多普研究中心（在荷蘭）。四家研究中心根據公司的具體需要進行各自的研究或開展協作，積極為客戶尋找最佳解決方案。
②斯倫貝謝（Sch1umberger）——「要做就做第一」。
斯倫貝謝公司從電法勘探起家，1932年成立專業化測井公司，是世界測井界的「元老」和「龍頭」。
1954年，它兼並福雷克斯鑽井公司（Forex），1984年買進賽德科鑽井公司（Sedco），合並為Sedco—Forex，是世界海上鑽井方面技術實力很雄厚的鑽井承包公司。1960年前後分兩次從陶氏化學公司買進道威爾公司（Dowe11），使井下作業發展為僅次於哈里伯頓的強項。1985年兼並英國的Mar1in物探公司，1986年和1989年分兩步兼並了挪威的Geco物探公司，1991—1992年並購了德國的Prak1a Seismos這家「老字型大小」物探公司，1992年買進英國SSL公司，把它們組合成奇科普拉克拉（Geco—Prak1a）公司，成為物探領域的強者。1992年兼並軟體公司奇奧奎斯特系統（Geoquest System）公司。1970年購入Ana1yst泥漿錄井公司，創新發展MWD技術，90年代這家阿納德利爾公司（Anadri11）成為世界知名鑽井技術服務公司之一。1999年12月，斯倫貝謝把鑽井承包業務分離出去，讓Sedco—Forex與Transocean合並，成為世界上最大的海上鑽井承包商。同年，斯倫貝謝拿出其Dowe11公司的北美以外泥漿業務，同Smith公司的M—I Swaco公司合並為M—I公司，斯倫貝謝持股40%。2000年，斯倫貝謝把它的Geco—Prak1a物探公司同貝克休斯的西方地球物理公司（Western Geophysica1）合並，成為世界上最大物探公司WesternGeco，斯倫貝謝控股70%。
這樣，斯倫貝謝公司成為除了工程建設以外「全能型」的綜合性油田服務公司。它在測井業務能力和物探業務能力上穩坐世界第一把交椅；它的鑽井技術服務（Anadri11）、泥漿（M—I）也是國際第一流的；它在井下作業方面排在世界第二強。
此外，斯倫貝謝在油田服務方面橫向發展的同時，緊跟世界信息產業的進程，發揮其在電子技術、儀表技術上的優勢，從20世紀80年代起，通過不斷的兼並活動，特別是2001年兼並Se—ma公司，成為全球大信息公司之一。
斯倫貝謝公司的總體發展戰略是成為全球石油技術解決方案的供應商。其技術發展的指導思想是向石油天然氣公司提供各種低成本高效益的產品、服務和綜合方案，通過在井場安全地進行各種作業，保護環境，實現油氣企業資產增值；實施技術領先戰略，即在全球范圍內追求技術領先，產品領先，確保競爭優勢。斯倫貝謝的精神是「要做就做第一」。
斯倫貝謝公司目前擁有兩大業務，一個是油田技術服務，另一個是WesternGeco公司的地球物理勘探業務。油田技術服務業務包括石油天然氣勘探和開發的綜合服務，以及服務於核心業務的儀器儀表製造和電子通訊技術的開發，包括地震、鑽井、固井、完井、測井、試井、井下作業、地層評價、提高採收率、咨詢、軟體開發、信息管理和IT基礎設施服務等。WesternGeco公司是斯倫貝謝公司於2000年與貝克休斯成立的合資公司，是世界上最大的地震勘探公司，可以為客戶提供先進的數據採集和數據處理服務，斯倫貝謝公司擁有其70%的股份，而貝克休斯擁有剩餘的30%股份。建立合適的組織結構和核心業務結構，並適時進行調整優化，成為斯倫貝謝公司當前發展的重點。
另一個重點是要加大科技資金的投入，保證技術領先。近20年來，斯倫貝謝公司每年的科研投入占當年營業總收入的3%～8.6%，其中，1998年為5.68億美元（佔8.6%），2000年為5.4億美元（佔5.3%），2004年為4.16億美元（佔3.6%）。
③貝克休斯（Baker Hughes）——以一流的技術取勝。貝克休斯公司是1986年貝克（Baker）和休斯（Hughes）兩大石油工具公司合並的產物。卡爾·貝克1903、1907和1913年先後發明頓鑽偏心鑽頭、套管鞋和水泥承轉器，1913年創立貝克石油工具公司（Baker Oi1 Too1 Co.）。休斯石油工具公司是霍華德·休斯於1909年創立的，依靠發明和製造牙輪鑽頭起家。1978年購入了布朗工具公司。1986年貝克休斯合並成立後，在世界鑽采井下工具方面有很大優勢。但是，早期其優勢只在「硬」技術方面，現在開始向「軟」技術發展。
貝克休斯公司在其發展過程中兼並了大量的具有領先技術的油田服務公司，其中包括：從事完井服務的布朗石油工具公司（Brown Oi1 Too1s）、CTC公司、埃迪科公司（EDECO）和埃爾德石油工具公司，從事鑽井液生產和服務的Mi1Chem公司和Newpark公司，從事泥漿錄井業務的EXLOG公司，從事定向鑽井和金剛石鑽頭生產業務的伊斯特曼·克里斯坦森公司（Eastman Christencen）和德萊克斯公司（Dri1ex），從事隨鑽測試業務的Te1eco公司，從事打撈工具製造和相關服務的Tri-State公司和Wi1son公司，從事專用化學劑生產的Aquaness公司、Chem1ink公司和Petro1ite公司。在此期間，萊恩井業公司和西方地球物理公司也間接並入了貝克休斯公司。
這樣，貝克休斯成為第三大多功能的綜合性油田服務公司。它在物探、測井、井下工具、鑽采技術服務、鑽頭等領域，都是世界一流的。
貝克休斯公司的戰略目標是：建立高素質的企業文化，保持最優的產品系統，集中統一配置資源，尋求公司內部各業務部門的發展機遇。
領先的技術和綜合一體化解決方案使今天的石油技術服務公司成為石油工業不可或缺的支持力量，成為重大油氣項目獲得高效開發的制勝保障。

⑵ 創新思維方式是什麼

1聯想

聯想是人腦以一種特定的記憶模式接收事物的形象，並以特定的形式存儲起來，它可以在兩個不相關的事物之間通過不斷的聯系，形成聯想鏈。它是每個人都具有的本能。但是因為人的成長經歷和所受教育的不同，對相同事物，每個人頭腦中建立起來的相關的數量、類型、力度都不會相同。

例如說到水，有人會想到潔凈，有人會想到渴、飲料，也有人會想到洗衣粉、洗衣機，還會有人想到電解成氫氣和氧氣。

1）相似聯想

相似聯想是指由一個事物或現象的刺激想起與它相似的事物或現象。這種相似，可以反映為事物之間在空間、時間、功能、形態等方面的聯系。

例如，由於水果牛奶飲料的暢銷，技術人員又相繼開發出水果口味的酸奶、奶凍等。

再如西南石油大學機電院2011級郭光亮等同學考慮到學生在學習石油機械中PDC鑽頭和牙輪鑽頭時，不能很好地理解兩種不同鑽頭的工作原理，於是設計製造了一台PDC—牙輪復合鑽頭教具，如圖7-2所示，用於鑽井工具等相關課程的學習中，幫助演示兩種不同鑽頭的運動機理及軌跡。

圖7-2PDC—牙輪復合鑽頭教具

2）相反聯想

相反聯想指由一個事物、現象的刺激而想到與它在時間、空間等屬性上相反的事物與現象的聯想。

例如，由熱想到冷，由東想到西，由很軟的石墨想到堅硬的金剛石。

對比聯想反映出事物間共性和個性的和諧統一，事物在某種共同特性中卻又顯示出比較大的差異，從而形成比較強烈的對比。

例如紅與黑都是由於光的折射而引起的，這是共性；但前者是由於物體吸收了其他顏色的光而反射紅光的結果，後者則是物體吸收了所有顏色的光的結果，這是個性。

3）相關聯想

相關聯想指利用事物、現象之間存在著的某種相關關系進行的聯想。

例如遇到熟人，就可能聯想到前幾天和他一起交談的場景；由傘想到下雨、出太陽；由水往低處流就會想到高層送水方式；由花想到澆水，由澆水想到定時澆花器等。

2想像

想像是一種心理現象，是人在頭腦中塑造的對某事物理想化形象的印象。這種印象一般會摒除細節，抓住一些重要的特徵，再在這個基礎上塑造新事物的形象。

想像思維是發明和創新的推動力量。想像能幫助人們提出問題，創新始於好奇和問題的提出，當提出的問題越多，越能展示出它的重要性。在我們進行創新、尋找創新項目時，發現問題、提出問題比解決問題更重要。

例如我們進行想像訓練時，可以用如下的方式進行訓練：假如我是校長……假如我是一隻老虎……

3靈感

靈感是人們在日常生活中會出現的一種思維表現。在進行創新時，可以使用靈感產生的特徵來幫助我們找到解決問題的方法。

當我們拿到一個題目時，首先應該搜集與題目相關知識點的知識，擴大自己對這一題目相關的知識面，並加深對其理解，讓很多信息進入自己的大腦；然後使自己所有的精力都集中在與題目相關的創新中來，為尋求解決問題的方法，進行長時間注意力集中的階段；再次就是要將所有的想法和知識放在一邊，讓自己緊張的大腦進行鬆弛，這個階段有利於發揮潛意識的作用，使得我們前階段掌握的大量信息進行分解、消化；最後，就會由與題目不相乾的事物刺激而產生解決問題的模糊的想法，這也就是靈感。

例如在做數學題時，專注在一道題上很久，就是解決不出來，結果解題點往往在我們睡前或是喝水的一瞬間，腦袋裡突然出現一個想法，這就是我們靈感產生的最好說明。

4發散思維

發散思維在人們的言語或行為表達上具有三個特徵，即思維的流暢性、靈活性和獨特性。

流暢性是指思維表達上沒有阻滯、反應敏捷，能在較短的時間內表達出較多的概念。例如，要求人們在幾分鍾內盡可能多地回答出某種東西（如筆、手機等信手拈來的隨身物品）的用途，那麼能回答出十幾種乃至幾十種的人比只能回答出幾種用途的人，其思維更具流暢性。

靈活性又稱變通性，是指一個人的思維能夠觸類旁通，隨機應變，不受消極心理的阻礙，能夠提出類別較多的概念。例如回答某種東西的用途時，能從不同領域、不同角度思考它的用途。

獨特性是指提出的設想、方案或方法有匠心獨具、新穎奇特的特點。如果我們回答某種東西的用途時，可以想到與眾不同的答案，則意味著思維具有獨特性。

5橫向思維

橫向思維是相對縱向思維而言的一種思維形式，是一種能產生新想法的思維方式，它代表的是思維面寬廣，能舉一反三。縱向思維是一種直上直下的思維方式。而橫向思維是當縱向思維思考受阻時大腦急轉彎，在橫向思索中去發現富有創造性的目標或答案。

6逆向思維

逆向思維是相對正面思維而言的。一般來說，人們習慣於以符合傳統想法的思維方向為「正」，那麼，逆向思維則是一種背逆傳統思路的思維方式了。例如遇到河、江、海，一般的想法都是建橋，讓人和交通工具從橋上通過，而用逆向思維來看，也可以在水底修建路。

⑶ 陳家慶的科學研究

先後從事軸承接觸力學、流體動密封、計算機輔助設計(CAD)、油水分離、烴類VOCs污染控制(油氣回收處理)、環保設備設計開發、新型材料連接技術、計算流體動力學(CFD)數值模擬等方面的研究工作。先後主持或參與完成中國石油天然氣集團公司項目、北京市教委科技發展計劃項目、北京市優秀人才培養計劃資助項目、國家「十五」863計劃重大項目子課題、北京市自然科學基金重點項目、北京市科技新星計劃資助項目、北京市留學人員科技活動擇優資助重點項目、北京市自然科學基金面上項目、國家「十一五」863計劃專題課題、2007年度國家自然科學基金面上項目等課題近20項。迄今以第一、第二作者公開發表學術論文130多篇，被EI、SCI等檢索收錄近30篇；作為主要發明(設計)人獲得國家授權發明專利5項、授權實用新型專利14項。近五年來主持或參與承擔的主要科研課題如下：
1. 「面向加油站的烴類VOC回收處理技術研究」，北京市科技新星計劃項目(項目編號：2005B25；2005年9月 ～ 2008年9月)，29萬元。項目負責人：承擔總體方案設計、膜組件的結構設計和運行實驗評估等工作。
2. 「面向加油站的油氣回收理裝置的研究」，北京市教委科技發展計劃面上項目，9萬元。第一參與人：承擔總體設計等工作。
3. 「水下鋼結構修復用摩擦疊焊的連接機理和特性研究」，國家自然科學基金項目(項目編號：50675022；2007年1月 ～ 2009年12月)，29萬元。第一承擔人：承擔測試試樣結構設計、FHPP單元成型過程流體動壓效應的模型建立及其數值模擬等工作。
4. 「水下摩擦疊焊的摩擦液柱填充機理研究」，北京市自然科學基金面上項目(項目編號：3073017；2007年1月 ～ 2008年12月)，6萬元。主要參與人：負責摩擦疊焊單元成形過程的熱力耦合數值模擬研究工作。
5. 「深水鋼結構裂紋修復關鍵技術」，國家863計劃海洋技術領域專題課題(項目編號：2006AA09Z329；2007年1月 ～ 2009年6月)，100萬元。主要參與人：負責摩擦疊焊成形過程中塑性金屬材料流動情況的數值模擬研究工作。
6. 「深水海管鋪設焊接工藝及設備國產化技術研究」，國家863計劃海洋技術領域「南海深水油氣勘探開發關鍵技術及裝備專題」重大項目「深水海底管道鋪設技術」子課題(項目編號：2006AA09A105-7；2006年10月 ～ 2010年12月)，319萬元。主要參與人：負責管道全位置雙炬自動焊接機器人的結構設計和研製工作。
7. 「緊湊型高壓/高頻脈沖電破乳器的關鍵問題研究」，2007年度北京市留學人員科技活動擇優資助重點項目，10萬元。項目負責人。
8. 「緊湊型靜電預聚結原油脫水的關鍵技術研究」，國家863計劃資源與環境技術領域2007年度專題課題(項目編號：2007AA06Z225；2007年12月 ～ 2010年12月)，95萬元。項目負責人。
9. 「高速牙輪鑽頭單金屬浮動密封機理與滾子軸承延壽研究」，國家自然科學基金面上項目(項目編號：50874018；2009年1月1日～2011年12月31日)，32萬元。項目負責人。
10. 「油田采出水旋流氣浮一體化除油技術研究」，中國石化中原油田分公司2010年度科研項目(項目編號：51079006；2010年1月~2011年6月)，40萬元。項目負責人。
11. 「原油高效脫水技術機理研究及設備研發」，中國石化中原油田分公司2010年度科研項目(項目編號：51079006；2010年1月~2011年8月)，43萬元。項目第二負責人。
12. 「軸向渦流三相分離裝置研發」，中國石化中原油田分公司2010年度科研項目(項目編號：51079006；2010年1月~2011年8月)，38萬元。項目第二負責人。
13.「新型原油和生產水高效處理技術研究—氣浮旋流一體化水處理技術研究」，中海石油(中國)有限公司科研項目(項目編號：CNOOCRC（LTD）-JB-2010-ZHKY-001；2010年12月～2012年4月)，185萬元。項目負責人。
14. 「海上油田采出水處理用旋流氣浮一體化技術的機理與特性研究」，國家自然科學基金面上項目(項目編號：51079006；2011年1月1日～2013年12月31日)，34萬元。項目負責人。

⑷ 求一篇關於牙輪鑽頭的外文翻譯！！！

牙輪鑽頭是使用最廣泛的一種鑽井鑽頭。牙輪鑽頭工作時切削齒交替接觸井底，破岩扭矩小，切削齒與井底接觸面積小，比壓高，易於吃入地層；工作刃總長度大，因而相對減少磨損。牙輪鑽頭能夠適應從軟到堅硬的多種地層。按牙輪數量可分為單牙輪鑽頭、三牙輪鑽頭和組裝多牙輪鑽頭。按切削材質可分為鋼齒（銑齒）和鑲齒牙輪鑽頭。牙輪鑽頭作為一種鑽削岩層的工具已被廣泛應用，鑽頭性能的顯著改進直接降低鑽井成本，尤其是近十年進步最快。使用壽命和鑽速兩個性能指標，它們最終確定鑽頭影響鑽井成本的程度。提高鑽頭的機械鑽速和使用壽命是降低鑽井成本的有效途徑，有資料證實，鑽速的改進比鑽頭壽命的改進對降低鑽井成本的影響更大，其中鑽頭切削結構的改進是提高鑽頭的機械鑽速最直接的方法。很長時間以來，人們對切削結構的改進主要集中於主切削齒結構，例如在硬質合金齒結構方面，人們先後發明了楔形齒、勺形齒、偏頂勺形齒、等磨損齒等等。人們逐漸認識到保徑結構也對鑽頭機械鑽速和壽命有較大影響，尤其在大斜度井和水平井應用的鑽頭要求具有合理的保徑結構，許多新型保徑結構被研究開發出來並應用到牙輪鑽頭上取得了良好的效果。從鑽頭廠商和研究機構在三牙輪鑽頭保徑結構研究應用動態可以看出，人們逐漸認識到保徑結構對鑽頭機械鑽速和壽命有較大影響，尤其在定向井和水平井應用的鑽頭影響更大，研究開發的新型鑽頭保徑結構在牙輪鑽頭應用中取得了好的效果。鑽頭保徑結構從被動保徑發展到主動保徑，保徑材料從低耐磨材料發展到高耐磨的復合材料，鑽頭保徑結構和材料的改進大大提高了鑽頭性能，進一步提高了鑽頭的機械鑽速和壽命。國內外在保徑結構及材料研究方面有一定差距，國內相關鑽頭研究機構和廠商應進一步加強對保徑結構及材料的研究，尤其注重在鑽頭中研究應用一些主動保徑結構，進一步提高國產牙輪鑽頭性能，為鑽井用戶提供適應鑽井新工藝的高效鑽頭。石油鑽井和地質鑽探中應用最多的還是牙輪鑽頭。牙輪鑽頭在旋轉時具有沖擊、壓碎和剪切破碎地層岩石的作用，所以，牙輪鑽頭能夠適應軟、中、硬的各種地層。特別是在噴射式牙輪鑽頭和長噴嘴牙輪鑽頭出現後，牙輪鑽頭的鑽井速度大大提高，是牙輪鑽頭發展史上的一次重大革命。牙輪鑽頭按牙齒類型可分為銑齒（鋼齒）牙輪鑽頭、鑲齒（牙輪上鑲裝硬質合金齒） 牙輪鑽頭；按牙輪數目可分為單牙輪鑽頭、三牙輪鑽頭和組裝多牙輪鑽頭。國內外使用最多、最普遍的是三牙輪鑽頭。

⑸ 沈忠厚的主要成果

(1)、結合研製高效鑽頭,對淹沒非自由射流動力學規律、自振空化射流理論和機械及(2)、在國內外鑽井工程領域,首次創立了以井底岩面獲最大水功率為目標函數的沈忠厚的主要成果

⑹ 貝克休斯的發展歷史

1907年，Reuben C. Baker發明了套管鞋，這項革命性的發明推進了頓鑽鑽井技術，1909年Howard R. Hughes, Sr 發明了鑽井歷史上的第一支牙輪鑽頭，在此後的80餘年，Baker International 與Hughes Tool Company一直處於行業領導者的地位，1987年Baker International 與Hughes Tool Company合並組成了貝克休斯。
此後，貝克休斯又收購整合了一系列的油田技術公司，包括：Brown Oil Tools, CTC, EDECO, Elder Oil Tools (完井服務); Milchem and Newpark (鑽井液); EXLOG (泥漿錄井); Eastman Christensen and Drilex (定向井鑽井及鑽頭); Teleco (隨鑽測井); Tri-State and Wilson (打撈工具及服務); Centrilift (人工舉升); Aquaness, Chemlink and Petrolite (s化學葯劑); Western Atlas (地震勘探及錄井)。
2014年，貝克休斯收購了開發油田數據傳輸和分析軟體的Perfomix公司，增強了貝克休斯在工具集成、數據實時監控及分析的現代化、可視化、標准化平台方面的競爭力。
2014年，北京時間11月17日晚間消息，石油服務提供商哈里伯頓公司及其競爭對手Baker Hughes今天宣布，哈里伯頓將以346億美元的價格收購後者。
根據雙方達成的交易協議，哈里伯頓將以每股78.62美元的價格收購Baker Hughes，支付方式為現金加股票，這項交易預計將在2015年下半年中完成。Baker Hughes股東所持有的每股股票將可獲得每股19美元的現金加1.12股的哈里伯頓股票。

⑺ 石油技術服務業的基本格局和結構是什麼

在20世紀80年代末90年代初，形成了世界油田服務業的五強：斯侖貝謝、哈里伯頓、德萊賽、貝克休斯和西方阿特拉斯。90年代末，它們經過兼並，重新組合為世界石油技術服務領域里的「三強」——哈里伯頓、斯侖貝謝和貝克休斯。
①哈里伯頓（Ha11iburton）——不斷並購中壯大的巨人。
哈里伯頓公司以固井起家，時至今日，已成為除物探以外「全能型」的綜合性油田服務公司。它的井下作業（從完井到增產措施）是世界第一位的；測井可以佔到第二、第三的位置；鑽井技術服務、泥漿、鑽頭都是國際第一流的；工程建設方面則是全球最強的。
早在1934年和1949年，哈里伯頓公司就通過技術轉讓成為酸化和壓裂技術的骨幹服務商，這也標志著它從單一的專業化固井服務企業發展為初步綜合化固井、完井服務公司。
之後數年間，通過一系列並購活動，哈里伯頓的業務領域和專業水平都得到了長足發展。1957年購入威萊克斯（We1ex）測井公司，增加了電法測井和射孔業務，同年兼並射孔研究中心，在射孔方面成為市場上的佼佼者；1959年兼並奧梯斯工程（Otis Engineering）公司，增加了電纜測試業務；1962年兼並布朗路特（Brown&Root）公司，在工程建設上成為強者，也為它後來進軍海底管道工程打下了基礎；1972年買下IMC鑽井液公司；1986年，它與Dresser公司合營M—I泥漿公司；1988年兼並吉爾哈特（Gearhart）工業公司，包括它的測井業務（世界三大測井公司之一）和物探業務（其子公司Geosource是世界三大物探公司之一），接著又購進第三大物探公司GSI（Geophysi ea1 Service Inc.）；1989年又買下Sirra物探公司，把它們合並為HGS，成為世界物探界首屈一指的企業，其在測井方面也進入世界前三強；1994年，由於HGS連年虧損，哈里伯頓把它賣給了利頓工業集團，並入西方阿特拉斯；1996年，它看準了信息化和軟體產業，購入當時在物探軟體界的一家精英企業蘭德馬克（Landmark）。
1998年，哈利伯頓兼並了世界第三大油田服務集團——德萊賽（Dresser）工業公司，把德萊賽的幾個強項——麥考巴泥漿公司（Magcober）、塞摩里蒂鑽頭公司（Security）、梯坦採油技術服務公司（Titan）等吸收過來，加強自己這幾個方面的實力，實現優勢互補。
面對新時期的挑戰，哈里伯頓公司將整體發展戰略與技術發展戰略同時推進。
公司制定了「技術領先、運營優秀、業務創新和員工充滿活力」的戰略目標。其總體經營戰略是：在全球范圍的油田服務和工程建造服務兩大領域內尋求戰略發展機會，通過內部發展和外部並購，在提高核心業務競爭力的同時，不斷擴大服務范圍，開拓新興業務；根據客戶需求的變化，及時調整公司業務范圍，保持公司業務布局的合理性；繼續推進新技術的研發；運用公司的產品、服務、技術為客戶、員工和股東創造更大價值。
從技術投入上看，哈里伯頓公司為實施其技術領先戰略，在全球范圍內建立了四家研究中心，它們分別是卡洛敦研究中心（在得克薩斯州）、鄧肯研究中心（在俄克拉何馬州）、休斯敦研究中心（在得克薩斯州）和雷德多普研究中心（在荷蘭）。四家研究中心根據公司的具體需要進行各自的研究或開展協作，積極為客戶尋找最佳解決方案。
②斯倫貝謝（Sch1umberger）——「要做就做第一」。
斯倫貝謝公司從電法勘探起家，1932年成立專業化測井公司，是世界測井界的「元老」和「龍頭」。
1954年，它兼並福雷克斯鑽井公司（Forex），1984年買進賽德科鑽井公司（Sedco），合並為Sedco—Forex，是世界海上鑽井方面技術實力很雄厚的鑽井承包公司。1960年前後分兩次從陶氏化學公司買進道威爾公司（Dowe11），使井下作業發展為僅次於哈里伯頓的強項。1985年兼並英國的Mar1in物探公司，1986年和1989年分兩步兼並了挪威的Geco物探公司，1991—1992年並購了德國的Prak1a Seismos這家「老字型大小」物探公司，1992年買進英國SSL公司，把它們組合成奇科普拉克拉（Geco—Prak1a）公司，成為物探領域的強者。1992年兼並軟體公司奇奧奎斯特系統（Geoquest System）公司。1970年購入Ana1yst泥漿錄井公司，創新發展MWD技術，90年代這家阿納德利爾公司（Anadri11）成為世界知名鑽井技術服務公司之一。1999年12月，斯倫貝謝把鑽井承包業務分離出去，讓Sedco—Forex與Transocean合並，成為世界上最大的海上鑽井承包商。同年，斯倫貝謝拿出其Dowe11公司的北美以外泥漿業務，同Smith公司的M—I Swaco公司合並為M—I公司，斯倫貝謝持股40%。2000年，斯倫貝謝把它的Geco—Prak1a物探公司同貝克休斯的西方地球物理公司（Western Geophysica1）合並，成為世界上最大物探公司WesternGeco，斯倫貝謝控股70%。
這樣，斯倫貝謝公司成為除了工程建設以外「全能型」的綜合性油田服務公司。它在測井業務能力和物探業務能力上穩坐世界第一把交椅；它的鑽井技術服務（Anadri11）、泥漿（M—I）也是國際第一流的；它在井下作業方面排在世界第二強。
此外，斯倫貝謝在油田服務方面橫向發展的同時，緊跟世界信息產業的進程，發揮其在電子技術、儀表技術上的優勢，從20世紀80年代起，通過不斷的兼並活動，特別是2001年兼並Se—ma公司，成為全球大信息公司之一。
斯倫貝謝公司的總體發展戰略是成為全球石油技術解決方案的供應商。其技術發展的指導思想是向石油天然氣公司提供各種低成本高效益的產品、服務和綜合方案，通過在井場安全地進行各種作業，保護環境，實現油氣企業資產增值；實施技術領先戰略，即在全球范圍內追求技術領先，產品領先，確保競爭優勢。斯倫貝謝的精神是「要做就做第一」。
斯倫貝謝公司目前擁有兩大業務，一個是油田技術服務，另一個是WesternGeco公司的地球物理勘探業務。油田技術服務業務包括石油天然氣勘探和開發的綜合服務，以及服務於核心業務的儀器儀表製造和電子通訊技術的開發，包括地震、鑽井、固井、完井、測井、試井、井下作業、地層評價、提高採收率、咨詢、軟體開發、信息管理和IT基礎設施服務等。WesternGeco公司是斯倫貝謝公司於2000年與貝克休斯成立的合資公司，是世界上最大的地震勘探公司，可以為客戶提供先進的數據採集和數據處理服務，斯倫貝謝公司擁有其70%的股份，而貝克休斯擁有剩餘的30%股份。建立合適的組織結構和核心業務結構，並適時進行調整優化，成為斯倫貝謝公司當前發展的重點。
另一個重點是要加大科技資金的投入，保證技術領先。近20年來，斯倫貝謝公司每年的科研投入占當年營業總收入的3%～8.6%，其中，1998年為5.68億美元（佔8.6%），2000年為5.4億美元（佔5.3%），2004年為4.16億美元（佔3.6%）。
③貝克休斯（Baker Hughes）——以一流的技術取勝。貝克休斯公司是1986年貝克（Baker）和休斯（Hughes）兩大石油工具公司合並的產物。卡爾·貝克1903、1907和1913年先後發明頓鑽偏心鑽頭、套管鞋和水泥承轉器，1913年創立貝克石油工具公司（Baker Oi1 Too1 Co.）。休斯石油工具公司是霍華德·休斯於1909年創立的，依靠發明和製造牙輪鑽頭起家。1978年購入了布朗工具公司。1986年貝克休斯合並成立後，在世界鑽采井下工具方面有很大優勢。但是，早期其優勢只在「硬」技術方面，現在開始向「軟」技術發展。
貝克休斯公司在其發展過程中兼並了大量的具有領先技術的油田服務公司，其中包括：從事完井服務的布朗石油工具公司（Brown Oi1 Too1s）、CTC公司、埃迪科公司（EDECO）和埃爾德石油工具公司，從事鑽井液生產和服務的Mi1Chem公司和Newpark公司，從事泥漿錄井業務的EXLOG公司，從事定向鑽井和金剛石鑽頭生產業務的伊斯特曼·克里斯坦森公司（Eastman Christencen）和德萊克斯公司（Dri1ex），從事隨鑽測試業務的Te1eco公司，從事打撈工具製造和相關服務的Tri-State公司和Wi1son公司，從事專用化學劑生產的Aquaness公司、Chem1ink公司和Petro1ite公司。在此期間，萊恩井業公司和西方地球物理公司也間接並入了貝克休斯公司。
這樣，貝克休斯成為第三大多功能的綜合性油田服務公司。它在物探、測井、井下工具、鑽采技術服務、鑽頭等領域，都是世界一流的。
貝克休斯公司的戰略目標是：建立高素質的企業文化，保持最優的產品系統，集中統一配置資源，尋求公司內部各業務部門的發展機遇。
領先的技術和綜合一體化解決方案使今天的石油技術服務公司成為石油工業不可或缺的支持力量，成為重大油氣項目獲得高效開發的制勝保障。

⑻ 渦輪鑽具國內外研究現狀

渦輪鑽具是一種井底水力發動機。裡面裝有若干級渦輪（定子和轉子），定子使液體以一定的方向和速度沖動轉子，而轉子將液體動能轉變成帶動鑽頭旋轉破碎地層的機械能。

渦輪鑽具技術最早出現在美國，1873年，C.G.Gross在美國第一次提出了渦輪鑽具的概念，隨後，德國的Max Blumerreich和M.C.Baker對C.G.Gross的鑽具進行了大量的改進工作，翻開了渦輪鑽井的新篇章。

20世紀50年代以前，前蘇聯、美國、法國都開展了渦輪鑽具的研製和開發，並有部分產品在鑽井現場得到了應用。50年代到70年代，美國放棄了渦淪鑽具的研究，而前蘇聯則大力發展渦輪鑽具，渦輪鑽井逐漸成為前蘇聯基本的鑽井方法，井下動力鑽具（主要是渦輪鑽具）的年進尺量達到總進尺量的80%。法國則研製出能耐170℃高溫的Neyrfor渦輪鑽具成為市場上功率最大的渦輪鑽具，其轉速和扭矩參數能夠較好地與PDC鑽頭匹配。20世紀80年代，由於適合石油鑽井應用的螺桿鑽具的研製成功，西方國家的渦輪鑽具的發展有所放慢，但研究一直在進行。90年代以來，由於油氣勘探的深度和難度不斷加大，渦輪鑽具在深井方面的獨特優勢，使得國外的渦輪鑽井技術發展迅速，渦輪鑽具越來越受到石油鑽井界的重視，這段時間，渦輪鑽井方法仍然是獨聯體國家鑽井的最主要的手段，歐洲和中東地區的渦輪鑽井也快速發展，一向不太重視渦輪鑽井技術的美國也大力發展渦輪鑽具，並且和俄羅斯一起成為當今世界渦輪鑽具技術最發達的兩個國家。

縱觀渦輪鑽具的發展過程，其研究工作主要是從兩個方面展開：一是開展渦輪鑽具本身技術研究，即是通過結構設計、材料選擇與處理、關鍵部件優化等方面，提高渦輪鑽具的壽命、功率、可靠性等性能指標；另一方面，渦輪鑽具的匹配技術研究，即按照不同類型鑽頭的工作鑽速與扭矩匹配要求，開展不同類型的渦輪鑽具研究，以克服渦輪鑽具的缺點，最大程度發揮其適用性。

目前，西方國家、獨聯體國家、中東和中國等國家地區是應用渦輪鑽具和渦輪鑽井技術的熱點地區。渦輪鑽具的更新和發展與鑽井工藝、其他輔助設備的技術進步密切相關。不斷提高井下渦輪鑽具在鑽井過程中的適應性和有效性，以適應鑽井工藝和鑽井技術的進步，是各國在渦輪動力鑽具發展中共同追求的目標之一。

渦輪鑽具按照其結構和用途大致可以分為：單式渦輪鑽具、復式渦輪鑽具、短渦輪鑽具、彎殼體渦輪鑽具、帶減速器的渦輪鑽具、帶滾動軸承的渦輪鑽具、高速渦輪鑽具。

各國渦輪鑽具發展的一大特點就是品種類型趨於統一，性能參數基本一致。隨著渦輪鑽具技術的發展與成熟，產品的性能越來越穩定，通過對國外渦輪鑽具輸入輸出參數和使用功能進行詳細的統計分析，發現各國開發製造的產品雖然種類繁多、互有差異，但卻有產品類型逐漸趨於統一、性能參數基本相近的趨勢。產品可分為如下3種類型：①低速大扭矩的井下動力鑽具；②中高速大功率的井下動力鑽具；③中高速短長度的井下動力鑽具等幾種常見類型。

各國渦輪鑽具劃分產品規格的特徵標志相同、產品系列化的形式相近。根據鑽井工藝的不同，一定的井身結構對渦輪鑽具的最大允許外徑有嚴格的限制。因此，以外徑作為劃分井下渦輪鑽具尺寸規格的基本特徵是最恰當的，具有實用性。前蘇聯和西方各國均採用了外徑作為形成產品系列化的特殊標志。

對於前蘇聯渦輪鑽具，根據其國家標准POCT23115-78《渦輪鑽具型式、直徑系列》，外徑在120mm以上的渦輪鑽具有127mm、164mm、172mm、195mm、215mm和240mm六種尺寸規格。為了滿足438.15～660.4mm大口徑井眼的鑽井工藝要求，1988年又增補了260mm的尺寸規格。西方國家井下動力鑽具以單獨生產廠家為經營核心獨立發展，產品規格按外徑劃分，單位都是英寸（in）。通過對美、法、英、德四國12家大公司82種規格的渦輪鑽具進行了統計，渦輪鑽具產品的直徑系列集中在、這5種尺寸規格範圍內。相當於前蘇聯直徑系列中的127mm、172mm、195mm、240mm和260mm。美國渦輪鑽具的最大直徑為349mm，單式結構長度為12m，復式結構長度為26m，輸出功率為220kW。

獨聯體國家近年來對渦輪鑽具的研究重點在降低渦輪鑽具轉速、提高輸出扭矩，盡量降低壓力降，最大程度提高渦輪鑽具零部件的通用化和模塊化。在此指導思想下，以俄羅斯為代表的獨聯體國家，主要研製低速大扭矩渦輪鑽具，如減速器渦輪鑽具和復式渦輪鑽具等。

俄羅斯在渦輪鑽具的主要研製機構是全蘇鑽井技術科學研究院，在減速器渦輪鑽具方面發展了TPM-195，TPⅢ-195和TPO3-195三款比較有代表性的產品，這種渦輪鑽具外徑均為195mm，表2.5中列出了3種不同型號的減速器渦輪鑽具的主要技術參數，這些渦輪鑽具在俄羅斯的西伯利亞地區以及其他地區得到了廣泛應用。

表2.5 俄羅斯195系列減速器渦輪鑽具主要技術參數

TPM-195減速器渦輪鑽具是前蘇聯研究和生產的第一代減速器渦輪鑽具，直到現在它的使用仍最為廣泛。世界第一深井——KoLa超深井就使用了這種減速器渦輪鑽具，目前該渦輪鑽具在西西伯利亞油田每年的進尺已經超過500000m。

西方研究渦輪鑽具的國家主要有美國、法國和德國三個國家，主要的製造商有美國的Eastman、Redi-Drill，西歐則主要有Neyrfor、Trauzl、Salzgitter等公司。產品系列從普通渦輪鑽具、低速渦輪鑽具、高速渦輪鑽具，以及全直徑規格的渦輪鑽具，產品齊全，技術水平高。

國內主要研究渦輪鑽具的單位有：中國石油大學（北京）、江漢石油學院、中國石油大學（華東）、中國石油勘探開發研究院等。國產渦輪鑽具形成了Φ240、Φ195、Φ175、Φ165、Φ152等外徑系列，可以滿足批量生產的要求，正朝多品種、系列化的方向發展；國產渦輪鑽具實驗的最大井深為5700m，井底溫度135℃，井底壓力80MPa（西南石油局川西地區），國內還未開展萬米深井的高溫高壓工況的渦輪鑽具研究；帶減速器的渦輪鑽具成為國內渦輪鑽具發展的主流，但行星齒輪減速器基本依靠進口；渦輪鑽具的關鍵部件與薄弱部件，如長壽命獨立支承節的出現、獨立懸掛渦輪節的發明、可調節型同步減速器的出現，使渦輪鑽具的整體性能得到了極大的提高；國內渦輪鑽具整機壽命可達120～200h，而定、轉子的壽命可達600～1000h，無任何橡膠件，理論上具有適應200℃井下環境溫度的工作能力。

渦輪鑽具的特點是高轉速低轉矩，而與渦輪鑽具配合的鑽頭類型多樣，適應於不同的地層，具有不同的工作轉速與轉矩要求，如何根據鑽頭高效破岩的需要，克服渦輪鑽具的缺點，提高渦輪鑽具的適用性，逐漸成為渦輪鑽具發展的熱點。鑽井工藝發展的需要，對渦輪鑽具的設計理念、型式、結構等方面產生了重大的影響。

實踐證明，渦輪鑽井可以取得較高的機械鑽速，高速牙輪鑽頭配合渦輪鑽具鑽井的機械鑽速通常比轉盤鑽井提高3～5倍，但作為主要破岩工具的牙輪鑽頭不能適應渦輪鑽具較高轉速的要求，鑽頭軸承的壽命很短，在深井段導致起下鑽時間增加、行程鑽速降低，從而使鑽井成本提高，這限制了渦輪鑽井技術的應用。新型金剛石鑽頭（包括PDC鑽頭、TSP鑽頭及新型孕鑲金剛石鑽頭）和新型高速三牙輪鑽頭等的發展，為渦輪鑽井技術展示了發展前景。

目前渦輪鑽具配合金剛石鑽頭鑽井技術主要朝著三個匹配方向發展，分別是高速渦輪鑽具配合表鑲金剛石鑽頭、中高轉速渦輪鑽具配合PDC鑽頭和高速渦輪鑽具配合新型孕鑲金剛石鑽頭。

各類新型渦輪鑽具滿足了不同鑽頭類型、鑽井地層和鑽井技術條件對渦輪鑽具特性和結構的要求。渦輪鑽具的使用壽命特別是軸承的使用壽命有了大幅度提高，達到200～300h，最高連續使用時超過350h。渦輪鑽具在其結構及性能方面的改進，提高了鑽具定向軌跡控制能力及鑽具功能的多樣性，在常規直井、水平井、定向井、叢式井及欠平衡等鑽井技術領域的應用日趨廣泛。

⑼ 液動錘國內外研究現狀

液動沖擊回轉鑽探是對現有回轉鑽探的重大改革，是繼現代金剛石鑽探之後的鑽探新方法。它較好地利用了堅硬岩石脆性大而抗剪強度較低不耐沖擊力的弱點，是解決堅硬岩層和某些復雜岩層鑽探效率低鑽孔質量差的有效鑽探技術。

利用回轉鑽探時泥漿泵沖孔和冷卻鑽頭剩餘的液能驅動液動錘而實現液動沖擊回轉鑽探的設想始於1887年，德國沃·布希曼發明的這種鑽探法曾在英國獲得專利，但直到20世紀60年代，此技術在美國和原蘇聯及東歐一些國家均尚處於實驗階段，有一些產品初步使用。海灣石油公司和殼牌石油公司對此進行過研究，其目的主要是應用於石油鑽井及排除卡鑽等，直徑較大，沖錘質量有達300kg者，且沖擊頻率較低。美國潘美石油公司（Pan American Petroleum Co）曾研製過兩種尺寸的液動潛孔錘並作過一些試驗，主要計劃將其運用於石油天然氣鑽探，其代表為正作用的巴辛格爾液動錘（液動錘的外徑為178mm和279mm），上述液動錘均由於無法適應上述鑽井領域泥漿環境而停止研究；原蘇聯鑽井技術研究所曾研製BBO 5A反作用型液動錘並用直徑145mm的鑽頭在石油鑽井中鑽進到2200m，但結構中的彈簧易損壞需改進。在地質礦產鑽探方面國外研究最有成效的是蘇聯，從1900～1905年間即開展對液動沖擊回轉鑽進技術的研究，但直到1970年才開始逐步在生產實踐中得到應用，其間歷經約70年。發展較成熟的液動錘型號為Г-7和Г-9型，直徑分別為59mm和76mm，20世紀80年代初還研製成兩種直徑分別為59mm和76mm的繩索取心式液動錘，均為正作用式，由於在適應泥漿環境和壽命方面沒有實現突破而在21世紀初就停止了研究與使用；匈牙利在20世紀60年代研製了直徑從48mm到160mm的5種雙作用液動潛孔錘，其特點是組裝在一專用拖車上並配套有相應的泵、除砂器、取心工具、鑽頭和事故處理工具等，以便能夠靈活運輸，在施工礦區或工地為好幾台鑽機服務。當某台鑽進遇到堅硬地層需要進行沖擊回轉鑽時，可以及時運來全套的附屬機具進行施工，而後又可以靈活地運往其他機台的孔段服務。匈牙利的這種液動鑽探設備不但在地質礦山鑽探中使用，其較大口徑的液動潛孔錘也用在水井鑽和工程施工鑽探。和原蘇聯一樣，由於存在的泥漿適應性和壽命問題而停止；日本利根公司曾在20世紀研製了一種 WH-120N雙作用液動錘，是一種採用筒狀滑閥的雙作用的液動錘，其最大特點是採用氣液混合作為工作介質，外徑120mm，長度883～1138mm，質量65kg，泵量350～600L/min，由於滑閥對沖洗液要求極高，否則極易卡塞而停止工作，此液動錘僅做過一些室內試驗後就停止了研發。瑞典的鐵礦生產商LKAB集團成員之一的 G-DrillAB分公司和南澳大利亞的SDS公司也於20世紀90年代研發過名叫 Wassara的高泵壓液動錘，計劃主要用於礦山勘探。其工作原理是利用壓力水控制異徑筒狀閥的上下位置，從而改變水流作用於活塞的通道，是活塞做上下往復運動。此液動錘工作壓力可達18MPa，曾鑽進105～120mm孔徑，孔深達40m，據介紹時效高，但對沖洗液要求極高，清水要經過100μm過濾器過濾，因此用到生產中會由於泥漿阻卡和零件壽命問題而難以推廣。同時SDS公司還與PDVSA（委內瑞拉國家石油）公司合作，在PCD-2井的4333.03～4353.15m井段對液動錘進行試驗。並在2002年DOE（英國環境事務部）對其SDS系列和Novtek的N系列液動錘進行性能測試，此後這兩種液動錘都沒有新的研究進展面世。

德國克勞斯塔爾大學的復合式（閥為正作用、沖錘雙作用）的液動錘，雖然在室內經過了大量的試驗研究，取得了一定的成果，但是未曾將其成功應用於實踐。總的來說，國外對液動錘的研究較多且廣，但其工業化的應用還未能實現。

通過上述大致介紹，液動潛孔錘技術的研究，在20世紀的國際范圍處於多家參與、共同發展的情況，但基本由於無法有效解決泥漿的適應性和運動密封副壽命低的原因而在上世紀末停止（表2.1）。

表2.1 國外部分液動潛孔錘統計表

我國從1958年起開始研究，首先是在北京周口店勘探技術研究所試驗站建立專門試驗台，1963年在廣泛收集資料的基礎上編輯了《沖擊回轉鑽探專輯》介紹國外有關文獻發到許多有地質勘探任務的單位，為後來的發展奠定了基礎。在1965年原地質部勘探技術研究所先後設計了7種不同結構型式的液動錘，其中YZ-2型試制6台，於1966年在湖南某多金屬礦試用，最大鑽孔深度430m，效果好取得初步成功，在行業中引起廣泛的注意。遼寧地質礦產局第九地質大隊與原長春地質學院等單位從1971年開始研究了一種具有獨創性的SC-89和JSC-75型射流式液動潛孔錘，並於1982年獲得科學技術獎，這是國內得到實際應用的一種液動潛孔錘。從1975年以後，我國除了地質系統廣泛地研製液動潛孔錘外，其他幾乎全部有岩心鑽探任務的兄弟部門都對此種鑽進技術進行了研究，他們在生產實踐中幾乎都得到了肯定的好評。這種先進的鑽進技術正在地質鑽探、石油和天然氣鑽井以及各種工程中被逐步認識並穩定地發展著。其技術核心——液動潛孔錘正逐步形成孔底動力鑽具的一個主要分支。

圖2.1 我國研製的主要液動錘類型

20世紀70～80年代末，我國的液動錘研究進入鼎盛階段，地質、冶金、煤炭等部門分別研製出多種型式和規格的液動錘用於小口徑取心鑽探，其類型涵蓋了正作用、雙作用和反作用、復合式液動錘，全部型號達到三十種以上（圖2.1），部分行業的液動錘見表2.2、2.3、2.4所示。累計鑽探進尺超過了數百萬米，取得了良好的經濟效益。綜合統計可提高鑽進效率30%～50%以上，同時還可明顯提高鑽孔質量和岩心採取率、延長回次進尺、降低材料消耗。國內的最大取心鑽進應用孔深是YZ-54正作用液動錘在安徽321地質隊施工中創造的，其深度達到了1000.66m。液動錘在我國和蘇聯的地質岩心鑽探領域得到了廣泛的應用，完成的工作量一度可達百萬米，據文獻中描述，蘇聯取心鑽進的最大取心應用深度曾經達到2000m。

進入20世紀90年代，國內開發出 ZC-800、YQ-150、YQ-178、YS-219、SYC-178等型號的液動錘，同時還對液動錘的能量利用率和單次沖擊功提高方面繼續作深入的研究，如研製的樣機YZX127液動錘可配套全面鑽進的球齒鑽頭在Ⅶ級以上可鑽性的花崗岩中鑽進效率達到了3～6m/h；原長春地質學院則對射流式液動錘進行了深入的研究，其主要方法是通過增加沖錘的行程而提高單次沖擊功。兩家單位研究的重心都向大口徑全面鑽進的需要發展，並都取得了一定的進步，但是由於我國的地質勘探工作量大幅度下降，液動錘的研究投入有所放緩，這些成果並沒有得到很好的應用和進一步的深入提高，其他的多數原進行液動錘研究機構由於市場和資金原因出現了停滯的狀況（表2.2）。

表2.2 常用液動潛孔錘主要技術參數

與此同時，液動錘沖擊回轉鑽進技術在石油鑽井領域卻得到空前重視，但到現在還處於研製階段。具有代表性的成果如下：

北京石油大學研製的SYZJ液動潛孔錘：雙閥雙作用液動錘，系與地礦部的河北綜合隊合作研製，液動錘在2308～2351m（43m）井段，岩層為泥岩及粉砂岩，粉砂岩中提高鑽進效率63%，在泥岩中提高鑽進效率21%，並減少井眼偏斜，獲得較好的鑽進效果。

德州石油鑽井研究所的YSC178射流式液動錘：在勝利油田曲古3井3643～3761m井段，灰色泥岩，進尺118m，有效時間67h，效率1.76m/h，提高機械效率40%。

射吸式液動錘，川南的桐17井，灰岩，井段2787～2811m，進尺24m，鑽時14.68h，機械效率提高40%。另外西安石油學院與寶雞石油機械廠進行了此類液動錘的研究工作。

國外也從我國引入液動錘進行研究：美國史密斯國際合作公司委託原長春地院合作研製了2套YSC-178型射流式液動錘，於1998年5月在美國史密斯公司本部高壓釜內進行了試驗。1988年射流式液動錘在原西德克勞斯塔爾工業大學深鑽採油研究所（IET）高壓釜中模擬鑽進試驗，在圍壓40MPa下仍然穩定工作，並經實鑽試驗效率提高0.6～1倍。但是由於其計劃是配套德國KTB鑽探計劃使用，由於施工計劃的變化，其研究工作未能及時跟進，導致入井試驗取消，其後也未能繼續深入試驗研究。

因此，到20世紀末，液動潛孔錘的研究偏重理論研究，在生產應用和產品工業化進展方面沒有取得大的突破，尤其是在大直徑深井類的石油天然氣鑽井方面均是一些零星的試驗或試用，沒有取得工業化應用水平，究其原因，同樣是液動潛孔錘的連續工作壽命無法與石油鑽井類牙輪鑽頭井內工作時間匹配，即液動錘的零件壽命還滿足不了鑽井實際需要。

進入21世紀，液動潛孔錘的研究與應用出現了一個新的發展期。特別是利用中國大陸科學鑽探工程——CCSD1井這一展示我國整體鑽探水平與實力的平台，將眾多鑽探技術其中包括液動潛孔錘推到了深部鑽探的前沿，接受考驗。也使在液動錘的研究上經過多輪改進提高，配合屬世界首創的具有中國特色的組合鑽探工藝（螺桿馬達/液動錘/金剛石取心工藝），效果顯著。自2001年8月到2005年1月13日CCSD1井施工YZX127液動錘共計下井505回次，累計進尺3526.3m，井深5118.2m，在可鑽性8～9級榴輝岩和片麻岩中，平均鑽進效率1.32m，最高鑽進效率2.46m，較回轉提高近一倍。回次滿管率達95%以上。岩心採取率為90%以上，取得了良好的效果，顯著地改善鑽探施工的經濟技術指標，同時表明該液動潛孔錘對愈來愈深孔的適應性。這也是液動潛孔錘取心鑽進且取得顯著效果的最新世界紀錄。該技術現已成為我國大陸科學鑽探工程的首要特色鑽井技術，在國際交流過程中得到高度的評價，引起了較大的反響。

同時根據YZX127液動錘的成功經驗，勘探技術研究所進行了YZX系列高效液動錘的研發，並形成系列產品，見表2.3。與傳統液動錘比較，該高效系列液動錘結構簡單，密封副由4道減少到2道，有效地降低運動件的阻卡幾率。結構調整參數由5個減少到3個，取消了原有液動錘固定式節流環，減少擊砧時的水墊作用，使液動錘在相同輸入能量時輸出的沖擊能量提高了25%～50%。同時該系列液動錘具有工作穩定操作簡便、即使由於特殊原因不工作時也不會像傳統液動錘迅速截斷水路造成燒鑽事故，而能保證現場採取常規回轉方法鑽完本回次或完成牙輪鑽頭井內壽命，這一優勢極大地改善了現場安全使用液動錘的可靠性，有顯著的實用意義。

通過科學合理的液動錘分流設計，使液動錘具有可調式、多孔分流結構，較好地解決液動錘工作泵量與鑽井現場所用泵量不匹配（相差50%）的矛盾，在一定程度上緩解了此問題。通過三種下活塞固結方式的試驗，很好地解決了作為液動錘重要的易損部件——下活塞的現場更換，極大地方便了生產現場使用並節約成本。

表2.3 YZX系列液動潛孔錘結構性能參數

根據國內鑽探市場的變化，為了滿足國家新一輪地質大調查對小口徑繩索取心大規模應用的需要，勘探技術研究所在高效系列液動錘研發成功的基礎上，將鑽進效率較高的液動錘鑽探技術和繩索取心技術相結合，及時研製出了新一代SYZX系列繩索取心液動錘（表2.4）。

表2.4 SYZX繩索取心式液動錘鑽具主要性能參數

該型液動錘取得了良好的鑽探效果：時效一般提高30%至數倍以上，回次進尺增加25%以上，成本降低15%以上。克服了早期所研究的液動錘結構比較復雜，易損件較多，工作可靠性較差等缺陷，使得該系列的繩索取心液動錘在適應性、工作穩定性、易損件壽命等諸多方面具有明顯的優勢。

總的來說，取得較大進步的液動錘技術可以較好地適應以取心鑽進方式的鑽進條件，分析其原因，主要還是取心鑽探沖洗液質量較好保證以及取心鑽進連續工作時間較短（一般10h以內）。另外取心提鑽給地面檢修液動錘提供了機會與時間。

⑽ 世界三次大的石油技術革命是什麼

世界三次大的石油技術革命是指近代石油史上某個時期中，科學技術發生了根本性變革，使科學技術整體水平、面貌有別於前個時期。技術革命是指由重大的技術發明或改進而引起技術全局性的變革，也所謂改造世界的方式發生了根本變化。一般認為,近代發生過三次石油技術革命。
第一次石油技術革命時期是20世紀20—30年代。在此之前，石油工業處於近代工業的初始階段。從此時開始進入了大發展時期。石油地質研究最顯著的變化是由地面地質轉入地下地質，由僅僅根據油氣苗、山溝河谷的露頭來確定井位，發展到在背斜構造理論指導下找油氣，由所謂「前地質時期」進入背斜理論時期。由於取心技術、測井儀器和岩樣分析手段的改進，使地質家認識地下的能力極大提高。同時石油鑽井則由初期的「概念孕育時期」進入「發展時期」。這時由於內燃機的發明，出現了大功率的鑽機，有了新型牙輪鑽頭，有了化學處理劑用來改進鑽井液和固井水泥性能，提高了鑽井、完井的質量。油田開采方面，由初期的密集鑽井、盲目濫采，開始懂得地下油藏是個統一的水動力系統，並不是井打得越多越好。這時提出了最大有效產量（MER）概念，作為衡量生產好壞的指標。採油工藝也得到發展，無桿井下泵開始應用，酸化等改造油層技術有了發展。
第二次石油技術革命時期是在第二次世界大戰以後，特別是20世紀60—70年代。這個時期是所謂「石油文明」由美國迅速擴展到其他主要工業國的時期，也是後者完成能源結構以煤為主轉移到以石油為主的時期。日本在20世紀60年代初，率先以石油替代煤為主要能源，大量利用了當時世界市場上廉價的石油，成為日本經濟高速發展的一個重要因素。其後，當時的聯邦德國、蘇聯和法國等先後完成了類似的能源轉移。這個時期世界石油年產量由5億噸連續翻番到10億噸、20億噸。這個時期也是石油儲量發現的黃金時期。據統計，在這階段，每年新發現的儲量約有230億桶，世界主要石油產地也是在這一時期發現的。例如世界11個儲量在10億噸以上的大油田中，有10個是在這一時期發現的；世界石油儲量l0億桶以上的油田中，有48個是在這一時期發現的。
第三次石油技術革命時期發生在20世紀80年代至今。這次技術革命以信息網路技術作為主要特徵，並與生物工程、新材料應用等高新技術緊密結合，使石油科技的新概念、新理論、新工藝、新方法層出不窮。如油氣系統、盆地模擬、油藏表徵、水平井及各種分支井、高解析度地震、四維地震、處理解釋一體化、三維可視化、虛擬現實、層析成像、核磁共振測井、成像測井、油氣混相輸送、井下油水分離、油氣生產智能化、遠程生產、儀表化油田、數字油田、深海（水）作業等。