第一节 钻采装备定义及基本属性
一、产品定义、性能
石油钻采装备指对陆地和海洋的石油、天然气等专用开采设备的制造。
包括：
1、石油、天然气钻采装备：钻探机、采油设备、井口装置、防喷器、修井设备、固井
2、压裂设备等；
3、石油钻采工具及配件，如吊卡、卡瓦、吊钳、钻头；
4、石油、天然气钻采设备零件。
二、产品所属行业界定
在国家统计局规定的行业划分标准中，钻采装备行业被归于【36】专用设备制造业项目下的【3722】石油钻采装备制造。
第二节 钻采装备应用概况
一、产品主要应用领域
随着全球经济发展对油气资源的需求量日益增加、油气勘探开发的不断深入，能源行业对钻井装备与技术的要求越来越高。作为石油天然气工业的核心施工环节,钻井是一项投资巨大的风险性工程，钻井装备的优劣直接影响着钻井速度、钻井安全和钻井经济效益，而勘探施工环境的复杂化对钻井装备适应不同操作情况的能力也提出了更高要求。
目前，钻井的投资占整个石油勘探开发投资的50%以上，是影响油气勘探开发整体效益的关键因素。钻井技术的进步对石油天然气工业的发展有着举足轻重的作用。
二、产品应用成熟度分析
钻采装备是石化通用机械业的重要组成部分，对石油化工行业的发展起着举足轻重的作用，担负着为石油工业提供成套技术装备的重任，是石油、化学和石油化学工业发展的基础。中国开发大西部、西气东输、振兴东北老工业区等发展战略的实施，带动了钻采装备制造行业的发展的建设，对钻采装备的需求将进一步增大；石油工业的快速发展给电线石油钻采装备制造也带来了积极的影响。钻采装备制造行业将迎来一个发展的新时期。略……
第三节 钻采装备行业国内市场发展特征分析
一、产业成熟度分析
钻采装备制造行业生命周期判断
 
 
二、行业企业分布情况分析
2005-2011年3月规模以上钻采装备企业数量变化
 
2010年中国钻采装备企业数量分布图
 
三、产品市场开发情况分析
“十一五”期间，我国石油钻采装备制造业获得较大发展，产品品种和产量都有较大增加，产品结构和技术水平也有较大提高。最具代表性的成果是宝鸡石油机械有限公司研发制造了我国首台12000m超深井钻机。该钻机采用国际最先进的全数字化交流变频控制技术，作业全部实现智能化控制。钻机的核心部件基本实现国产化，拥有完全知识产权。该钻机的成功问世，把我国陆地深层和海洋深水油气田、大位移井及其他复杂超深油气藏的勘探开发水平提高到一个新的层次。该公司开发的人工岛7000m环轨移动模块钻机也填补了国内空白。该钻机主模块开创了海洋钻机陆用化的先河，其弯道滑移技术属全球首创。此外，该公司开发的我国首套多功能海洋3000m钻修井机可在海洋多功能船上为多个油气作业平台提供服务，标志着我国海洋石油钻采装备研制实现新的突破。而长庆石油勘探局机械制造总厂开发的直升机吊装固控系统为亚洲第一套，世界第三套。 
应该说，目前，我国石油钻采装备从产能上是全球的制造大国，但从技术水平上看，我国还不能称为石油钻采装备制造强国。这主要表现为：企业数量多，规模小，集中度低，资源分散，还没有形成可与国际强势企业抗衡的“航母”企业。特别是在海洋石油钻采设备方面与国际水平差距更为明显。由于我国海洋石油勘探开发一开始就采取国际招标采购模式，国产设备难有机会，使得海洋石油钻采设备的国产化率长期在低水平上徘徊，关键设备大部分进口。 
其他如产能扩张加剧，新产品研发滞后；高端产品难有涉足，低端产品同质化严重；常规产品多，名牌产品少，具有自主知识产权的关键产品更少等都是行业发展中面临的现实问题。而通过各种有效途径改变这一局面，是行业以及企业能否抓住新的市场机遇的关键所在。 
在最新发布的“十二五”规划纲要中，国家通过多项条文明确我国装备制造业的调整和发展方向。纲要强调要优化结构、增强产业配套能力、淘汰落后产能，发展先进装备制造业，促进制造业由大变强，并强调要加强重大技术成套装备研发和产业化，推动装备产品智能化。 “十二五”规划的实施，促进战略性新兴产业发展的政策，以及大力加强自主创新、切实抓好节能减排等措施，都将为我国石油装备制造业的发展提供广阔的发展空间。
第四节 钻采装备国内市场供需现状分析及发展预测
一、钻采装备国内市场供需现状分析
（一）产值增长情况
2003-2010年钻采装备产值及同比增长统计表
 
（二）产值地区分布情况
2010年钻采装备产值地区分布统计图
 
（三）销售收入增长情况
2003-2010年钻采装备销售收入及同比增长统计表
 
（四）需求地区分布情况
2010年钻采装备需求地区分布统计图
 
二、钻采装备国内市场供需发展预测
（一）产值增长预测
2011-2015年钻采装备产值及同比增长预测表
 
（二）销售收入增长预测
2011-2015年钻采装备销售收入及同比增长预测表
略……
第五节 钻采装备基本生产技术、工艺或流程
1、常规钻井装备的现状
（1）钻机形成系列，基本满足国内市场需要
根据GB1806—86《钻机型式与基本参数》形成的钻机系列包括了钻深从1500m至6000m的钻机,基本满足了国内钻井需要。但这种钻机系列存在基本参数与国外钻机不相符合的问题。国外钻机的钻深是按照φ73～127mm（～5英寸）钻杆尺寸给出的，国标则是统一按φ127mm钻杆标称钻深。这种基本参数规定常使国产钻机在竞标时不能明确表明钻深能力。现在各厂家已经仿照国外规定标明钻深,国标也将作出相应修改。
（2）主要部件基本适应国际市场需要
国产钻机部件，特别是按照引进技术生产的钻机部件，如天车、游车大钩、水龙头、转盘、钻井泵、绞车、井架以及部分传动件等，已能基本适应国际市场的要求。这些部件在结构形式、材料和热处理规范方面，已基本达到国外同类产品水平，可能或者已经向国际市场销售。外商认为我国的“石油钻机部件可用，距离世界先进水平尚有15～20年差距”。这里所谓的差距，主要是指产品的质量水平和技术性能与国外新产品的差距。
（3）配套部件或零件与国际标准差距较大
①机械传动钻机
国际上钻深3000m以浅的钻机主要是机械传动钻机。为了简化传动，采用柴油机加阿里森传动箱结构。国产高速柴油机和阿里森传动箱等技术较复杂的产品的综合技术性能较差，尚未达到先进水平。
②电驱动钻机
国产电驱动钻机已经开始由AC—SCR—DC驱动向AC变频驱动过渡。交流变频驱动具有优良的驱动性能，可靠性高。但目前国产电气设备不论产品规格或者产品质量，都与国际先进水平还有一定距离。
③传动件
国产盘式离合器和气胎式离合器大都是由主机厂根据配套需要生产，并无专业化厂家，以致产品规格品种不全，产品质量很难适应钻井机械高速重载的工作条件。其他如链条、传动胶带、橡胶件、气动件、液压件以及轴承等产品质量，也还不能适应钻机恶劣工作条件的要求，工作寿命短。国产钻机与先进产品的差距在很大程度上表现在故障率高，而大多数故障都是由于基础件质量差造成的。
④钻井液净化系统
钻井液净化系统的主要部件，如振动筛、旋流器、离心机、搅拌器、除气器、气液分离器和砂泵等，我国都有产品。但是除了产品制造质量差以外，技术水平也比较落后。例如很多厂家生产的振动筛，其配套筛布质量差，寿命短，而多数振动筛又不能采用国际通用的筛布。又如缺乏结构合理的气液分离器；砂泵未形成系列；剪切泵尚无成熟的产品，等等。
此外，净化系统中现有的罐系结构也不尽合理，罐系的连接缺乏方便而简单的连接件，例如气胎由壬等使用极为方便的产品。
其他如液面平衡器、顶部阀等虽然结构简单，由于无人组织生产，配套很不方便。
（4）产品可靠性差
产品可靠性差主要表现在基础件制造质量差和有的厂家不重视产品质量。例如焊接件焊接质量差或漏焊，外观质量差；部件组装不合格，内部留有铁屑，不合格零件进入组装；不经批准采用代用材料；试验无记录和技术文件不全等。
由于产品可靠性差，钻机设计受到很大的限制。例如国外2000m以浅的钻机都配备单泵，仅在钻井工艺需要时再加配一个机泵组，而我国的钻机之所以都要配备双泵，就是因为钻井泵的可靠性差。由此导致钻机运移性差和安装工作量大的问题，其实也就是我国钻机总体设计上存在的主要问题。
（5）钻机国产化水平有待提高
钻机国产化水平不高的原因，一是配套件的生产缺乏应有的组织，已如前述；二是缺乏一种实用和完整的产品目录。
近年来由于我国的出口产品增加，生产厂家组织生产了不少符合国际标准的产品。例如60Hz的电动机在我国已经有不少厂家零星组织生产，完全适应国际标准，价格低廉，远销国外，但未列入产品样本，以致用户不能及时购到产品。我国的石油机械产品综合样本很有用处，但是收录不全，还不能完全起到应有的作用。
2、常规钻井装备要提高制造质量和改进产品设计
（1）提高产品制造质量
从使用中暴露的问题可以发现，提高产品的可靠性一般不存在复杂的技术问题。关键在于必须提高对产品质量重要性的认识。
可靠性的提高，通常应该体现在设计的合理性、材料性能的提高、热处理工艺的进步和建立名副其实的质量管理体系。事实上，我国设计的部分产品确有结构不合理的问题，解决这一问题的途径之一，就是对这种产品必须进行反复的工艺性试验，从中得出改进设计的合理方案。材料性能的提高，固然有待于我国材料工业的发展，尚须假以时日。但是，有的厂家在材料代用问题上往往过于轻率，说到底也是不重视产品质量的具体表现。至于质量管理体系，从理论上讲各厂家已经建立起来了，事实上有的是形同虚设。例如，有的部件内部在试车过程中还留有铁屑；有的不经设计部门同意就擅自改动重要部件的安装调整，以及工序间无检验记录，质量管理文件残缺不全等等。
综上所述，国产钻机存在的差距除了设计和技术水平上的原因外，主要问题反映在制造质量方面。为了尽快提高钻机的制造水平，集团公司已组织钻机的监造，对制造质量的提高无疑起到了明显的推动作用。由第三方参与产品设计和制造质量的监督也是国际通用的方式，应该长期坚持下去。
毫无疑问，在提高产品质量的同时，必须有计划地发展产品的规格品种，否则国产钻机的配套和国产化水平就难以提高。
（2）改进产品设计
国产设备在参与国际市场竞争中，暴露的问题很多，以致往往不能中标，或者运营亏损，其主要原因与钻机的总体设计关系甚大。
①提高钻机的运移性
一般情况下，国外钻深3000m以浅钻机的搬迁只要12～14车次即可完成，而我国缺乏合适的运载车辆，钻机搬迁车次不可能减少，而且国内传统的钻机配套方式与国际上不同。国外钻机一般只保持基本配置，特殊情况再租用设备或者增加配置。例如2000m以浅的钻机一般配单泵，5000m钻机配双泵。其他辅助件如套管钳、钻井液处理设备和顶部驱动装置等都采用租赁方式。钻机固定配置设备较少有利于提高钻机的运移性。
②提高设备对环境条件的适应能力
提高我国钻井装备对环境条件，例如对低温环境和高温环境的适应能力，应是钻机总体设计追求的目标，而这正是目前我国装备的薄弱环节，也是影响装备可靠性的重要方面。
③设备应该适应当地的后勤保障条件
国家和地区不同，采用的标准也多有差异。为了适应国际市场的需要，也为了便于在国外取得配件供应，应该作出努力使产品能够适应不同的国际标准。例如管路连接和电器件连接都必须符合国际市场上的通用标准。在设备设计、材料试验、热处理、产品试验和质量管理等方面，也都必须按照国际标准规范自已的产品。
3、常规钻井装备的创新
在提高常规钻井装备经济实用性的基础上，要根据提高装备性能的需要有计划地发展新产品。
为了发展轻便钻机和小井眼钻井设备，需要开发较小功率而运移性好的钻井泵。例如北美市场很受欢迎的Dardner-Denver公司的三缸泵，性能良好，重量轻，特别适合与要求运移性高的钻机配套。
为了提高钻机的性能，需要开发高压大排量且运移性好的钻井泵。最近美国出现了功率达1500kW而质量不到5t的五缸泵。
为了改进绞车的控制性能而开发的盘式刹车，国外采用的是可以直接安装在滚筒轴端使用的气控制盘式刹车，其控制系统与钻机气控制系统同源，可以省去昂贵的液压控制系统，摩擦片的动、静摩擦系数相等，可以作为自动送钻系统的执行机构。
上述这些创新技术，值得我国借鉴，应该投入力量，认真研究发展。
关于钻井新技术新装备的发展
可以认为，工艺的进步归根结底在于装备的进步，而装备的进步又必须服从于工艺的进步。装备的发展是一项系统工程，需要各方面的相互配合才能实现。
4、新技术新装备的研究
（1）关于喷射钻井
我国开展喷射钻井已有近20年历史，井底水功率已达到1.16kW/cm2（10马力/平方英寸）以上，有的甚至超过1.62kW/cm2（14马力 /平方英寸）,远远超过0.64kW/cm2（5.5马力/平方英寸），的所谓经典钻井理论规定值。但是在喷射钻井技术的应用中也出现了一些问题。一是国产钻井泵可靠性差，管汇耐压强度不够，使用中常出现故障；二是没有从综合经济效益出发考虑，在2000m以浅的井中使用喷射钻井技术，从而带来钻机总体设计不合理的弊端。
（2）关于设备的机械化和自动化
一般认为国外装备发展方向之一是机械化和自动化。笔者认为实现机械化和自动化，必须以提高装备的工艺性能为主要目标；必须以取得最大的经济效益为宗旨；必须以高度的可靠性为基础。
我国目前的工业基础还比较薄弱，产品的质量比较差，零部件越多的设备，其整体可靠性越差。如果片面追求机械化和自动化，可能会陷入困境。目前应该根据上述原则，主要发展一些与工艺进步有关的自动化检测仪表，例如可靠性高的钻井液池容积统计系统（PVT）和早期井涌探测仪等。
（3）关于顶部驱动装置
目前国产顶部驱动装置主要是满足国内需要。我国的主要油田是在陆上，因此降低重量，减小尺寸，发展轻便顶部驱动产品系列，应该是下一步发展的目标。与此同时，要学习国外对顶驱装置采用租赁这样一种节约投资的好方式。
（4）关于水平井技术
近来国外着重开发的旋转闭环钻井系统具有比马达控向系统更突出的优点，仅就其转盘控向系统〔2〕而言，就有诸多优点。例如，钻井效率高，可以避免使用马达控向系统时可能出现的事故，可以选用最适合地层的钻头，从而使钻井效率提高20%～30%；井眼清洗好，可减少卡钻事故；可以预测并易于控制井身轨迹；钻井成本低，等等。
（5）关于欠平衡压力钻井技术
由于钻井液对地层的污染常常掩盖了油气显示，导致勘探成功率的低下，所以各国都很重视欠平衡压力钻井技术的应用。我国也应该加强研究应用的力度。
欠平衡钻井技术的核心，一是要有优良的钻井液处理技术，二是要配备完善的井控装置。此外还要具备可靠的井涌探测仪表和高速钻井液加重设备。对井控装置的要求是：在控制环空压力的同时，可以继续钻进；在井液流动和关井的情况下都能够接卸钻柱；在压力下允许起下钻，以更换钻头或者井底钻具组合；在导流器发生故障时能够提供后备的环空井控能力；具有能够改变环空压力的设备，以使地面设备的额定工作压力不被超过；不依靠导流器系统能够实现放喷和压井；能够快速和安全地关井。
5、装备的革新以促进工艺进步为主要目标
以上述的高速五缸泵为例，这种泵不仅提高了钻机的运移性，而且降低了泵输出的压力脉冲幅度，从而有利于采集以压力脉冲方式传输的数据。又如用于配制钻井液的剪切泵是提高钻井液性能的设备。这些都是值得下力气发展的项目。
6、装备配套以获取最大经济效益为宗旨
装备应该努力实现钻井工艺的要求，以追求最大的经济效益为宗旨。例如，高压喷射钻井技术对于提高深井的钻井速度有明显的效果，钻井装备就应该满足这种钻井工艺的要求。对于2000m以浅的井，主要是通过缩短建井周期来获取最大经济效益，因此国外钻井承包商不实施高压喷射钻井，一般采用单泵钻进。这样，钻机运移性增强，操作人员减少，建井周期缩短，承包商得到的是最大的经济效益。
第六节 钻采装备新技术研发、应用情况
“十一五”期间，我国石油钻采装备制造业获得较大发展，产品品种和产量都有较大增加，产品结构和技术水平也有较大提高。最具代表性的成果是宝鸡石油机械有限公司研发制造了我国首台 12000m超深井钻机。该钻机采用国际最先进的全数字化交流变频控制技术，作业全部实现智能化控制。钻机的核心部件基本实现了国产化，拥有完全知识产权。该钻机的成功问世，把我国陆地深层和海洋深水油气田、大位移井及其他复杂超深油气藏的勘探开发水平提高到一个新的层次。该公司开发的人工岛7000m 环轨移动模块钻机也填补了国内空白。该钻机主模块开创了海洋钻机陆用化的先河，其弯道滑移技术属全球首创。此外，该公司开发的我国首套多功能海洋 3000m钻修井机可在海洋多功能船上为多个油气作业平台提供服务，标志着我国海洋石油钻采装备研制实现了新的突破。而长庆石油勘探局机械制造总厂开发的直升机吊装固控系统为亚洲第一套，世界第三套。
我国现已基本掌握国际先进的石油钻采设备制造技术，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高，经济效益好。略……
第七节 钻采装备行业投资机会分析
一、政策支持情况分析
在最新发布的“十二五”规划纲要中，国家通过多项条文明确了我国装备制造业的调整和发展方向。纲要强调要优化结构、增强产业配套能力、淘汰落后产能，发展先进装备制造业，促进制造业由大变强，并强调要加强重大技术成套装备研发和产业化，推动装备产品智能化。有关专家指出，“十二五”规划的实施，促进战略性新兴产业发展的政策，以及大力加强自主创新、切实抓好节能减排等措施，都将为我国石油装备制造业的发展提供广阔的发展空间。
二、技术获得情况分析
“十一五”以来，我国石化装备制造业步入持续、快速发展的良性轨道。产业规模快速扩大，销售收入年增20%以上，产品综合性能快速提升，高科技产品攻关获得重大突破。我国开展重大装备研制专项工作，先后成功研制了12000米石油钻机、深海油气开采装备、千万吨炼油成套装置、百万吨乙烯成套装置关键设备、百万吨级PTA成套装置关键设备、大型石化通用设备等。此外，30万吨/年大型合成氨成套设备、52万吨/年尿素成套设备、30万吨/年大型磷酸成套设备等一大批重大技术装备也相继实现国产化。通过重大装备引进和消化吸收国外先进设计制造技术，并着力开展自主创新，我国石化装备技术水平和制造加工能力有了极大的提高，部分大型设备关键技术和制造加工能力达到世界先进水平，使我国形成了比较完善的石油和化工装备制造体系。
在科研机构、装备制造企业和用户企业的协同攻关下，“十一五”期间，我国石化重大技术装备国产化工作取得了前所未有的重大进展。截至目前，我国炼油装置国产化率达到95％以上，化工装备国产化率也达到80％左右，一大批关键和核心装备摆脱了依赖进口的被动局面，为我国独立自主发展现代石化工业提供了技术装备支持。可以说，“十一五”重大石化装备国产化攻关任务已基本实现。
三、市场机会分析
“十二五”期间，我国石化业将进入转型关键时期，需要克服行业竞争力参差不齐、产品结构性短缺、资源环境瓶颈等问题，这意味着对石油石化设备提出了更高的要求，同时也带来了新的发展机遇。
如果说“十一五”期间我国重大石化装备国产化的主要成果还体现在研制攻关领域的话，那么，“十二五”期间，国产化的重点要放到研制和大面积推广应用并举上来，推动石化装备制造业科学发展和全面提升。
当前石化重大装备国产化程度是不均衡的，有些行业进步快，有些行业进展慢。此外，国产重大装备如何产业化、被业主单位和石化项目广泛采用，已成为今后国产化走向深入要破解的关键课题。国产化是一个系统工程，重大装备只有最终产业化、实现广泛应用才有意义和价值。为此，需要政府部门、项目业主和设备制造企业三方同心合力，任何一方缺失都可能致使整个行动功亏一篑。
目前，世界石化装备制造业的发展方向是：装备日趋大型化；装备研制与工艺技术研发、设计紧密结合；装备机电一体化水平越来越高；发展高效节能、环保型装备成为主流；新材料、新设计和新的制造技术不断得到应用。
 “十二五”期间，石化装备制造业要瞄准高端，围绕促进石化产业转型提升、支撑战略性新兴产业发展这一主题，发挥科技创新的主导作用，加快发展高端装备制造业，提高行业核心竞争能力和全球化经营能力，为我国石化工业走向世界提供强有力的技术装备支撑，力争跨入世界石化装备制造强国行列。
第八节 钻采装备行业投资进入风险分析
一、进入壁垒分析
石油钻采设备生产的专业化程度非常高，石油钻采设备厂商必须熟悉石油钻井流程，了解其中的特殊要求，并不断根据油田生产的实际情况对产品进行改进。同时，进入石油公司采购网的难度也比较高。钻采设备的采购相对较为封闭，只在石油公司、工程服务公司、采购中间商以及主要厂商之间进行。
另外，市场领先地位一旦确定，较难动摇。石油钻井作业对安全生产要求非常高，石油公司和专业服务公司在采购钻采设备时，非常重视设备生产厂商的品牌。
产品技术水平决定市场竞争力。我国目前有300多家规模以上石油钻采设备制造企业，行业集中度不高。产品结构也不够合理，低端产品生产能力过剩，中端产品生产供不应求，大部分高端产品仍然依赖国外进口。
二、主要风险
（一）政策风险
从产业调整振兴规划可以看出，近年来，国家不断出台政策对钻采设备相关产业进行扶持。国家鼓励发展石化装备产业的趋势越来越明显。伴随着钻采装备产销量的上升，行业必将迎来难得的机遇。因此，该行业面临的政策风险较小。
（二）技术风险
我国钻采装备行业经过多年的发展已经有了一定的积累，但还存在着一些技术问题：不论是有无触点的电喇叭,都没有很好的解决电喇叭颤抖的声音。
我国钻采装备制造业与国外同行业相比还存在一定差距。我国钻采装备相对开发较晚，自主设计和研发水平相对较低，缺乏拥有自主知识产权的产品。因此，投资该行业将面临一定的技术风险。
（三）市场风险
钻采装备生产所需的主要原材料占产品全部成本的大多数。随着生产规模的不断扩大，产品对原材料的需求将继续上升。由于原材料成本的上涨并不能完全通过调整产品销售价格来抵消，从而引致销售毛利率水平的自然下降。
（四）财务风险
财务管理制度的建立公司财务控制的有力保障。但是财务管理制度及财务人员的岗位责任制需要不断的完善和发展，需要不断落实和监督。一旦出现公司相关人员在执行有关规章制度时由于未能正确理解和把握相关规定而导致的财务制度不能有效贯彻执行，公司将会面临财务的内部控制风险。
（五）经营管理风险
随着国内产品生产规模的迅速扩大，对公司生产组织、内部管理、研发力量、技术支持、售后服务都提出了较高的要求，需要更多的中高级人才以满足公司快速发展的要求。因此，如果不能持续引进高级人才，势必对公司的持续发展产生不利影响。略……
 


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