履带式钻机整体移运装置

中深井钻机的传统搬家移运模式耗时长、效率低、搬家成本高。随着对钻井成本的越来越严格的控制,诞生了各种钻机整体移运装置。介绍的履带式钻机整体移运装置的承载单元采用履带式结构,与其他类型的钻机整体移运装置相比较,它具有大模块拆装快捷、移运安全、使用寿命长、维修方便、环境适应性强等特点。     

新型井架快移装置的研制

针对大型钻机井架的特点及搬迁问题,研制了一种新型井架快移装置。该快移装置采用液压控制和电磁阀遥控控制,具有上下对正、左右平移和转向功能,操作方便,自动化程度高;其整体移运状态为半挂车形式,移运小车部分为全挂车形式,可以整体或分开运输设备;配备的大吨位多点支撑车桥可满足油田开阔地域的大型井架、底座等设备的运输。现场试验情况表明,新型井架快移装置各项性能指标均符合设计要求,具有广阔的推广应用前景。     

4000 m轮轨+滑轨丛式移运低温钻机的研制

为满足俄罗斯北极圈附近极地低温地区的油气勘探开发需要,研制了4 000 m轮轨+滑轨丛式移运低温钻机。钻机主要运用了低温结构件技术、双模式轨道同时移动的丛式井移运技术、加热及保温等技术,满足极地低温地区丛式井钻井工艺要求。钻机由2移运模块组成,井架、底座和绞车等钻台区部件组成的主机模块整体采用滑动摩擦的滑轨方式移动;钻井液处理、钻井泵、电控和气源等部件组成的配套辅助模块采用滚动摩擦轮轨方式移动,2模块共用钻机机具液压站液压动力同时移动,满足丛式钻井及过井口设备的工艺要求。钻机配套2节套装伸缩式井架,利用液压油缸起升,井架可整体利用半挂车拖挂运输。另外钻机具有钻井液吹扫和棘爪自锁等多项自动化操作功能。钻机在常规试验和联调试验中,各项性能指标均达到了设计要求。该低温钻机性能先进,工作效率和搬家的适用性高,具有广阔的市场推广前景。     

560kW快速移运钻机的研制

为提高钻机的快速移动性能,满足石油装备市场对快移钻机的需求,研发了560 k W全配套快速移运钻机。该钻机模块高度集成,具有现场拆装方便快捷和移运迅速等优点。该钻机配备整体拖挂钻台,可液压起放台体和钻台整体,司钻房和防喷器等可随钻台一起实现快速整体移运。钻井泵、电控系统及固控系统采用半拖挂车结构设计,可实现外围配套的快速移运及安装。在中东地区作业,拖挂钻台移运速度15 km/h,整套设备在10 km井场移运用时11 h,整体使用效果良好。该钻机的研制成功为钻台及外围配套,乃至成套钻机的快速移动设计积累了经验,也为类似设备的设计和使用提供了借鉴。     

7000m组合式快速移运钻机的研制

为了适应丛式井油气开发,并满足作业区域间的长距离快速搬家要求,研制了7 000 m组合式快速移运钻机。钻机的主机模块和钻井液模块配套有移运装置和步进移运装置,可实现长距离快速移运和丛式井间高效移运。其设计关键技术包括丛式井步进移运+长距离轮式移运技术、钻井液模块的快速拆分和组合技术、拖挂式高位猫道设计、悬挂伸缩式电缆存放架设计及大型拖挂模块行车制动系统的研制。同时对钻机进行了起升、载荷以及移运等试验。试验结果表明,钻机的各项性能符合设计要求。该钻机的研制成功可为其他类似产品的设计提供参考。     

新型4000m窄轮距快速移运钻机研制

为了打开长期由国外制造商主导的阿曼钻机市场,针对阿曼地区的硬化路面和油田内道路等多种复杂路况,同时进一步提高钻机的搬家效率,研制了新型4 000 m窄轮距快速移运钻机。该钻机采用了超级快速移运技术,实现了整个钻机的全模块拖挂快速移运以及井场搬家过程中无吊机作业,通过对钻机的合理布局,减少各移运模块之间的相互等待时间,极大地提高了钻机的搬家效率和安全性。在HSE设计方面,该钻机应用了除互锁、防碰和零排放等成熟技术外,还首次配套了远程无线摇控起升系统,大型全制动全钢子午胎平衡车桥和动力区域低噪声设计,全面提升了钻机的HSE性能。出厂试验结果表明新型4 000 m窄轮距快速移运钻机的研制和设计很成功,在油田现场实现了8 h完成21 km井场搬家,钻机移运效率达到新的高度。该钻机的研制成功可为快移钻机技术的进一步创新设计提供参考。     

新型钻机井架及底座设计模型

目前我国油田正在使用的中型、重型模块钻机的井架和底座结构都不适合快移式钻机 的要求,为此,在分析我国钻机井架、底座现状的基础上,提出了快速移动、快速安装的新型钻 机井架、底座的设计原则和标准,同时还对其设计模型和设计特点作了详细的论述。这种新型的 模型除充分考虑了拆装便捷、移运高效外,还应用液压油缸自动举升和控制技术,是一种具有全 新理念的快速移运、快速安装的钻机。     

浅谈国内快速移运钻机技术现状及发展建议

概述了我国快速移运钻机的发展现状;介绍了国内近几年新研制的几种典型快速移运钻机。通过对国外快速移运钻机发展动向和技术性能的分析,找出了国产钻机在品种规格、设计水平、适应能力和配套能力等方面存在的差距,并提出几点看法和建议。     

快移ZJ30DBT钻机的开发与研制

为提高钻机的移运性能,适应石油装备市场竞争,研制开发了ZJ30DBT交流变频电驱动丛式井全拖挂快移钻机。钻机的设计和制造依据"性能先进、工作可靠、运输方便、运行经济"的原则,具有安装和拆卸方便快捷、移运迅速、稳定性好、钻井效率高等优点。钻机同时适应丛式井作业,在丛式井井口移运时,使用电缆移运车拖运管线,电缆管线等连接均采用快速插头,方便快捷。现场试验及应用表明,该钻机移运最快速度60km/h,整套钻机在10km距离内搬迁时,用时少于17h,在丛式井作业中,9m内搬迁用时少于5h。     

ZJ40/2250DBT轮式拖挂移运钻机的研制

全拖挂钻机主体外形尺寸较大,无法在宽度为9 m左右的油田公路进行长距离整体移运;分体多模块拖挂移运钻机前、后安装工序多、耗时长、移运成本高,不满足用户的使用要求。为此,研制了ZJ40/2250DBT轮式拖挂移运钻机。该钻机由主机模块、钻井泵模块、发电机组模块及固控系统模块等组成,井架和底座可携带所安装的设备采用半拖挂整体移运,移运时最大轮距外宽8.6 m。主机模块、底座模块、发电机模块及钻井泵模块移运试验中,前行、倒车和转弯均能顺利进行,上面安装的设备固定牢靠,不存在松抖现象。该钻机的成功研制和使用为窄轮距拖挂钻机研制提供了设计参考。     

海洋液压钻机综合评价模型及应用

海洋液压钻机是以钻机的提升系统和旋转系统的动力源全部由液压泵提供为主要特点的一类钻机。液压设备的传动力矩大,控制简单方便,易于实现自动化、智能化等优点,海洋液压钻机已成为海洋钻修井装备中重要的一员。由于海洋环境的特殊性,海洋液压钻机的故障维修时间长。在钻修作业前,可以通过有效的风险评估手段,提前识别设备风险,及时处理设备故障,提高后续作业效率。基于模糊综合评价法,建立了海洋液压钻机综合评价模型,给出了各个评价因素的权重。通过实例计算表明,评估结果符合现场实际,可为预测设备风险提供参考。     

火车式钻机整体移运系统的研制

针对目前丛式井钻机移运系统存在的搬迁过程费时、费力、费用高等问题,研制了火车式钻机整体移运系统。将钻机的井架底座模块和所有配套设备,安装在带车轮的火车式钻机整体移运系统上,利用钻机自带的液压动力源,驱动液压油缸做伸缩运动,实现了整套钻机在丛式井槽间的整体快速移运,拆卸和安装工作量少,移运高效,运行经济、安全。现场100多口井的钻井作业结果表明,安装整体移运系统的钻机平均搬迁时间不超过4 h,操作工人也只需4人,极大地提高了钻井综合效益。     

8 000 m四单根立柱自动化钻机研制

目前,石油钻机多采用三单根立柱进行钻井作业,管柱处理多以手动操作为主。为了提高钻井效率、降低钻井成本、改善工人作业环境、提高钻井作业安全性,研制了8 000 m四单根立柱自动化钻机。从钻机总体方案、关键系统方案、关键技术及试验等方面对该钻机进行技术分析。通过试验证明,8 000 m四单根立柱自动化钻机适应能力强、自动化程度高、作业效率高、作业安全。该钻机为石油勘探开发提质增效提供了有力的装备保障,具有良好的推广价值。     

2000m全液压齿轮齿条钻机

为适应井深2 000 m以内定向井、水平井和侧钻井等特殊钻井作业需要,开发了全液压齿轮齿条钻机。钻机的电控系统采用现场总线控制技术,用PLC来控制、监测钻机的主要部件;液压系统采用基于电液闭环比例技术,实现对液压泵、液压马达的控制,并完成动力头的提升和下放、旋转等功能;钻机还配套了管子处理装置,从管排架上抓取钻杆并将其送至井口。这种钻机具有结构紧凑、移动性好、工作可靠及成本较低等优点,具有广阔的市场前景。     

海洋无钻修机平台修井作业方式

对目前我国海洋油气田无钻修机平台修井作业方式进行调研,对已经应用成熟的搬迁修井机、液压修井机、连续油管修井和投捞潜油电泵等作业方式进行综述,论证各项作业方式所适用的条件,并对技术局限性进行分析。根据我国国内海洋油气田的开发情况,制约无钻修机平台修井的瓶颈在于提高作业时效和降低作业费用。对国内海洋油气田开发趋势进行分析,未来无钻修机平台修井作业方式将有较大改进。对无钻修机平台修井作业方式进行思考和展望,整理海洋无钻修机平台修井的思路,为海洋平台开发和修井作业提供参考。     

ZJ20L型钻机新设计方案

ZJ20 L型钻机的新设计方案采用2台810 kW柴油机、液力偶合器、整体链条箱并车的统一驱动方案,配备节能发电机、风冷液压盘式刹车和辅助风冷电磁涡流刹车、自动送钻装置和集中控制司钻操作室、四级泥浆净化系统,模块化设计和HSE理念得到了充分体现,钻机在动力匹配上实现了功率互补,满足了钻井新工艺要求,体现了国内轻型钻机的最新设计水平.     

转盘的液压驱动设计

针对机械驱动转盘传动链长、部件多、整机质量大和在钻台布置困难等问题 ,设计了液压转盘。液压转盘通过行星减速器与液压马达相连 ,驱动转盘的液压系统由主液压回路、散热补油和过载保护回路、控制回路、制动回路等组成 ,采用了先进的闭式液压系统。液压转盘在4 0t修井机和水井钻机上的应用表明 ,它不仅解决了早期液压转盘存在的油路过热和液压元件寿命低的问题 ,而且性能完全满足钻井过程对转盘的要求     

南海深水表层导管水下打桩安装技术适应性分析

为了提高深水钻井表层导管施工的安全性和时效性,针对深水浅层钻井难题,基于锤击沉桩原理,通过理论分析和工艺研究,对深水钻井表层导管水下打桩安装技术进行了分析。深水钻井表层导管水下打桩安装技术采用水下液压打桩锤系统将表层导管锤入地层,可在工作船上实施作业,不占用钻机时间。针对我国南海深水浅层地质特点和油气开发需求,对该技术在南海深水钻井表层导管施工作业的适应性进行了研究。结果表明,与目前采用的表层导管钻孔/固井和喷射法安装技术相比,水下打桩技术可分别节省65%和43%的作业时间、79%和46%的作业费用。表层导管水下打桩安装技术可有效提高深水浅层钻井的安全性和经济性,对我国南海深水钻井表层导管施工具有很好的适应性。      

具有主动加压钻进功能钻机的技术发展

主动加压钻机能够为钻具提供足够的下压力,使钻机钻进速度更快。除此之外,主动加压钻机还能够有效地增强水平井水平段的钻进能力,增强钻机钻水平井和斜井的能力。介绍了分离式、液压缸间接传动型、液压缸直接传动型及齿轮齿条传动型主动加压钻机的结构原理及性能特点。在介绍国内外主动加压钻机发展现状的基础上,指出了主动加压钻机的关键技术和发展方向,即一体式结构是主动加压钻机未来的发展方向。     

12000m钻机盘式刹车系统的研制与应用

由于12000m钻机刹车系统的可靠性和安全性尤为重要,所以研制了一种安全可靠、技术先进和适合现场使用的12000m钻机盘式刹车系统。该盘式刹车系统的技术参数根据12000m钻机绞车的主要技术参数确定,还创新性地采用了刹车间隙自动调节机构、刹车片自动回位装置等技术,有效地解决了刹车间隙自动调节问题和刹车片的偏磨问题,提高了刹车系统的安全性。在川科1井的应用表明,该盘式刹车系统运行状况良好,安全可靠。