《石油钻机用万向联轴器》标准的特点与技术分析

阐述了编制石油天然气行业标准《石油钻机用万向联轴器》的必要性与重要性,介绍了此标准的主要技术内容与特点,即型式与型号、基本参数及确定方法、具体技术条件的确定原则.同时就本标准与其他相关标准的不同之处,如,用于传动钻机上不同工作机的万向联轴器的转矩确定方法、动平衡要求、探伤方法、检验规则等进行了讨论,对标准所达到的技术水平及社会经济效益进行了分析.     

填料支撑梁强度和整体稳定性的安全系数

为可靠经济地设计化工塔器的填料支撑梁,应确定合理的强度安全系数和整体稳性安全系数。本文对这两个安全系数的影响因素做了较系统的分析,给出了强度安全系数值和整体稳性安全系数值。在此基础上,进一步给出了常用温度范围内化工塔器在不同温度下的强度计算许用应力和整体稳性计算许用应力。     

应用CAE软件分析计算钻机井架静应力

应用MDT3．0三维造型软件建立计算模型．应用紫瑞CAE分析计算软件对ZJ20J型钻机井架的各种工况进行了静强度分析计算。校核了该井架前大腿的最大轴向压应力，其值小于许用应力值。     

模块钻机的现状及发展趋势

对模块钻机的特点及其与移运式钻机的区别做了简单的介绍,结合几款模块钻机阐述了目前国内外模块钻机的发展技术水平及现状,并对海洋模块钻机进行了简单介绍。最后对模块钻机的发展趋势进行了分析,模块钻机必将朝着模块程度更高化、自动化和智能化的方向发展。交流变频电驱动石油钻机将成为陆地和海洋石油钻机发展的换代产品,盘式刹车和顶部驱动钻井装置的使用使得钻井安全系数有了很大提升,全液压可动移式模块钻机具有明显的优势,必将得到更大发展。     

石油钻机自动化技术的问题及发展建议

分析了我国石油钻机在绞车与盘刹耦合控制、旋转系统软转矩控制、司钻房人性化设计等方面存在的问题。通过与国外先进钻机的相关性能特点进行对比,找出了我国石油钻机自动化技术与国外钻机的主要差距,对国内钻井装备在管柱自动输送及排放、集成控制等方面亟待升级的技术进行了阐述,并对研究的具体工作提出了几点建议。     

新型转盘扭矩表

目前,国内生产的各种石油钻机,均不带转盘扭矩表。从国外引进的“富士号”钻井船上,带有美国马丁·德柯公司的液压-机械式转盘扭矩表。这种扭矩表,在我国已有仿制,但仅适用于链条传动的钻机。然而,我国各油田使用万向轴带转盘的各种型号钻机,还为数不少。为了解决这类钻机的转盘扭矩测量问题,我们研制了130-Ⅲ钻机配套用的新型扭矩表。这种新型转盘扭矩表的原理、结构也适用于其它类型万向轴带转盘的     

3200m钻机前开口井架整体稳定性分析

用局部结构具有柱型铰的三维空间刚架系统的力学模型和线弹性稳定理论,对3200m钻机前开口井架的整体稳定性进行的分析计算表明,井架的最小安全系数为2.83,大于许用安全系数2.2,能确保井架的稳定性,为前开口井架提供了设计数据。     

螺杆钻具新型万向轴的结构设计

针对螺杆钻具配用的花瓣式万向轴寿命短及结构和功能上的弊端,研制了螺杆钻具新型万向轴。以5LZ172螺杆钻具为例,对新型万向轴做了强度校核,其最细处的连接轴外径D=54mm,总轴向力F=75kN,承受最大工作扭矩M_n=6845N·m,连接轴的材质为40CrNiMo,许用压应力[σ]=980MPa,许用切应力[τ]=500MPa。用第三强度理论校核连接轴强度,σ_(r3)<[σ]=980MPa,连接轴强度足够。现场试验后检测表明,仅钢球和球窝有轻微磨损。     

国外石油钻机液力变矩器情况简介

前言 目前,石油钻机用的动力机主要为柴油机和电动机。柴油机具有尺寸小、重量轻、效率高等优点,所以除海洋钻机外,在陆地钻机中得到广泛的应用。但是,柴油机也存在启动性能差、转矩适应性小、调节范围窄等缺点,需要配备传动装置,以适应石油钻机的工作要求。     

JJ315-K型井架动力学特性分析

钻机井架作为一种高耸的悬臂梁结构,其工作环境非常恶劣,不仅要承受大钩的载荷、风载及天车的质量,还要抵消顶驱对反转矩梁的转矩。研究了国内某5 000m钻机井架在这些载荷作用下天车处的振动,分析了井架的动态响应特性,探讨了该井架在工作状态下的力学性能。为石油钻机井架的设计和优化提供了一定的理论参考。     

海洋钻井多参数仪系统设计研究

海洋钻井多参数仪是为海洋各类钻(修)机配套设计生产的多参数监测仪表系统,可测量显示钻(修)机作业过程中的大钩悬重和钻压、转盘扭矩、立管压力、吊钳动力钳或套管钳扭矩、转盘转速、泵冲速、泥浆罐体积、游车高度、井深、钻头位置等47个参数的变化情况,帮助司钻掌握钻机、泥浆泵和防喷器的工作状态以及H2S和可燃气体浓度。通过对钻井过程的实时监控,对预测预报工程事故、提高工作效率、安全生产、降低作业成本、有效保护油气层等起重要作用,为渤海地区油田设备远程数据监控提供了较好的范例。     

柴油机液力传动绞车转盘驱动特性设计

论述了柴油机与偶合器、变矩器共同工作特性曲线的制作方法及液力元件在钻机驱动中的主要作用。通过变矩器传动绞车特性设计分析，阐明了变矩器传动有助于绞车驱动特性的改善，体现了液力传动的优点。     

交流变频电动钻机单轴绞车的功率配备

分析宏华ZJ50DBS型交流变频电动钻机单轴绞车输入功率存在的问题表明,单轴绞车如按标准配备,则其功率不能满足钻井工艺要求,比如提升空钩的速度过低,绞车的最大转矩不足以提起最大钩载等。经过分析计算,对比分析现有各种单轴绞车的功率增加倍数K′N,认为比标准功率多配备25%的功率,即可达到大钩提升速度v=0·5~1·5m/s,提最大钩载Qmax时增矩倍数K′M≤1·20,满足钻井工艺要求,经济适用。     

超深井钻机创新技术及其发展趋势

针对塔里木盆地等复杂的地质结构区域,研发了适用于超深复杂井的8 000 m钻机和四单根立柱9000 m超深井钻机,对钻机关键部件进行了创新设计,对高承载井架和底座进行了优化,全新设计了采用压实股钢丝绳的一体化单轴绞车。采用了转矩和承载能力更大的转盘及其驱动装置、大功率高压钻井泵、智能化顶驱和兼容性强的顶驱下套管装置等。现场应用表明,相比于常规8 000、9 000 m钻机,设备成本可降低20%左右,钻井生产运行费用降低37%,而9 000 m四单根立柱钻机可降低起下钻作业时间20%以上,并在一定程度上规避了常规钻机在复杂地层压力控制难的问题。阐述了超深井钻机的优势和亟待解决的问题。     

钻机液力变矩器传动的分析及改进

通过对钻机采用变矩器后的工效分析、燃油消耗量分析和经济效益分析,作者认为,在钻机上采用变矩器传动,可提高钻机的起升工效,扩大工作机转速调节范围,延长各部件的工作寿命,但是在钻进时工效低,燃油消耗量较大。作者建议,在钻机上使用变矩器,要配备闭锁装置。     

游梁式抽油机曲柄轴扭矩计算公式剖析

分析了现有游梁式抽油机曲柄轴扭矩各种计算公式的应用范围，指出了《升举法采油工艺》一书在论述游梁式抽油机四连杆机构效率方面的错误，指出了在应用扭矩因数法计算扭矩时应当注意的问题，并阐明了各种简化公式之间的关系，作为正确计算游梁式抽油机曲柄轴扭矩时的参考。     

超深井钻具接头极限工作扭矩图版及其应用

在深井、超深井中,钻具接头由于要承受较大的轴向拉力作用,其抗扭性能受到很大的限制;同时,由于井下情况复杂钻柱遇卡现象时有发生,而顶驱设备的出现使得大轴向力解卡作业时旋转钻柱成为可能,此时钻具接头承受很大的轴向载荷和扭矩联合作用,可能处于极为危险的状态,因此快速准确地确定不同轴向拉力条件下钻具接头的抗扭性能是保障作业安全的关键。API标准中虽提供了拉、扭耦合条件下钻具接头极限载荷的确定方法,但由于基于很多假设性条件,所得结果与实际情况间存在较大误差,特别是在深井、超深井等复杂钻井作业中,这种误差更大。基于钻具接头的三维弹塑性有限元分析,分别计算了3种主流规格钻具接头在不同轴向拉伸载荷条件下的极限工作扭矩,通过对计算结果的多项式拟合,得到钻具接头的极限工作扭矩计算公式,并绘制出钻具接头的极限工作扭矩图版,形成实际工况下的钻具接头极限工作扭矩快速确定方法。     

机械驱动钻机起升系统的偶合器传动

针对机械驱动钻机液力变矩器传动消耗燃油多的问题,开展了液力偶合器传动的试验。实践证明,液力偶合器加正车箱传动有利于链条传动,可节约燃油,但起下钻时效低,井越深则时效越低。为此,总结了液力偶合器和液力变矩器的传动特性;分析计算了2种传动绞车起升系统的效率与功率利用率,起升速度、起升功率及全井起升时间;做了全钻机经济性分析。最终得出液力偶合器传动优于液力变矩器传动的结论,认为液力偶合器传动将成为机械驱动钻机的发展方向。     

关于提高石油钻机液力变矩器轴承寿命的讨论

《石油机械》第16卷第9期,1988,第35～39页,图6,表1 本文分析了石油钻机液力变矩器在实际使用中可靠性差和寿命偏低的原因。在理论分析的基础上,提出了液力变矩器轴承的最佳布置方案及合理类型。     

深水半潜式钻井平台钻机选型

深水钻机是半潜式钻井平台关键设备,如何选择,配置深水钻机系统是设计与建造我国第六代半潜式钻井平台首要问题.从深水钻机并行和离线操作能力与配置、作业效率、可变载荷及专利影响等方面论证了深水海洋钻机模式选型问题.常规深水海洋钻机、离线钻机和双井架钻机结构特点、应用情况以及离线操作配置分析表明,离线作业配置越完整全面,作业效率提升越大.以甘特图和深水钻井实例详细分解、探讨双井架钻机作业机理,即在工序之间进行并行作业和工序内进行离线作业.对比分析3种深水海洋钻机钻单井、钻多井及完井作业效率,发现双井架钻机相对离线钻机和常规钻机可大幅度提高作业效率,但双井架钻机系统质量增加,且受专利影响,成本增加.采用增量净现值模型综合各种影响因素分析表明:双井架钻机总体优干离线钻机.图7表5参17