自走式修井机游动系统仿真模型

为了获得自走式修井机的系统动力学特性,在系统动力学仿真软件ADAMS中建立了修井机游动系统的起升和下钻仿真模型,成功地用Rack-and-Pinion Joint模拟了钢丝绳与滑轮间的缠绕关系,用Single Component Force模拟出了钢丝绳在起升、下钻过程中刚度的变化过程。对仿真模型在额定工况时的起升、下钻过程进行了仿真运算,得到了游动系统中快绳、死绳、各游绳及井架上的最大动载荷和动载系数。仿真结果可用于钢丝绳的选择、井架的设计和使用时参考。该仿真模型中解决钢丝绳与滑轮间的缠绕和钢丝绳的刚度随时间变化的方法也可为研究钻机、矿井提升系统等类似的时变结构系统动力学时借鉴。     

钻井钢丝绳断裂原因的技术分析

钻机提升系统的钻井钢丝绳在油田钻井过程中突然断裂,造成设备顿钻事故。通过对钢丝绳断裂部位、断口形貌、制造质量以及滚动系统滑轮参数等调查情况进行分析,剖析了钢丝绳断裂产生的原因。     

苏联钻机基本参数标准

全苏石油机械科学研究院对苏联国产钻机基本参数所进行的试验研究和最优化工作确定,16293-70:《生产井和深探井钻机基本参数》所规定的大钩容许载荷,在钻井过程中往往不能充分利用现有游动系统的潜力,不能在大钩上施加必要的力以使钻杆解卡,不能整体下放套管柱。为了消除该标准的上述缺点,提高钻井工作的效率,     

中型钻机系统能耗初探

从中型钻机能耗入手，通过对钻机能耗关系的分析和能耗试验研究，提出了开展钻机系统能耗研究的有关问题，分析了钻机在钻井过程中各工况下的能耗关系。指出配备设备过大和钻井事故是造成钻机系统效率低的重要原因；钻机系统能耗研究成果应用于钻井生产不仅可获取可现的经济效益，而且对提高钻机管理水平和钻井速度，延长钻机寿命等都有着重要意义。     

新型钻井钢丝绳排绳器的设计及应用

在新井位钻井前,目前使用的钻井钢丝绳排绳器需要高空安装和拆卸,费工、费时、费力。有低位安装的排绳器,但滑轮磨损快。研制了在绞车上安装的排绳器,滑轮内部设计有滚动轴承及滑动轴套。现场使用表明：该排绳器结构合理、性能可靠、安装拆卸方便、通用性强,满足了现代钻井工艺要求。     

多室气升式环流反应器的流动特性研究

提出一种具有四流道多室气升式环流反应器，并导出其内流体能否环流流动的判据。采用空气－水体系在较宽的气速范围内，考察反应器内的流动状态、循环液速以及各室的气含率。通过函数叠加的方法，提出适用于鼓泡流、过渡流和腾涌流等不同流型的平均含气率的经验关联式：Ｅｉ＝αＵｇ＾β＋γｅｘｐ〔……〕〔－δ（Ｕｇ－θ）＾２〕     

对温度修正系数取值规定的看法

通过对压力容器常用材料许用应力值分析比较，大多数场合下，钢板的〔σ〕／〔σ〕＾ｔ（温度修正系数）大于钢管。本文以一则计算实例，从设计裕量、钢材检验标准、主要受压元件、容器制造特点等角度，分析了钢板和钢管之差异。通过对压力试验目的之探讨，指出以主要受压元件材料的〔σ〕／〔σ〕＾ｔ来确定试验压力值，能保证容器压力试验的安全性、可靠性和有效性。     

ZJ40L钻机液力变矩器的改进与应用

为解决ZJ40L钻机液力变矩器能耗高的问题,部分钻机直接将液力变矩器更换为液力偶合器正车箱,但这对钻机绞车的提升速度、提升能力、输入转速和冲击载荷影响很大。为此,结合钻井施工过程中对绞车、转盘及钻井泵的工艺要求,提出对绞车挡数进行重新分配,对辅助刹车及绞车输入转速进行改进,同时将电驱动钻机上的PLC控制方法应用到机械钻机上。华北油田3口井的应用情况表明,改进后的ZJ40L钻机绞车速度分配均匀,完全满足钻井各载荷的要求,钻机整体性能得到改善。     

海洋修井机提升系统问题原因分析及优化措施

某海洋修井机提升系统钢丝绳在一次振击作业时发生断裂，更换新钻井钢丝绳后，在作业后进行滑移钢丝绳更换作业检查时，再次发现钢丝绳出现多处不同位置、不同程度的变形情况。经对同规格、同类型天车海洋修井机进行提升系统检查，发现同样存在钢丝绳变形问题。针对钢丝绳断裂、变形情况频现的状况，对天车滑轮系统、井架结构、死绳固定器等进行了全面检查，分析出导致钢丝绳出现问题的本质原因，优化了天车滑轮系统的设计，并对天车滑轮系统进行了现场改制。改制后天车滑轮系统未再出现过钢丝绳断裂、变形等问题，改进效果良好，消除了海洋修井机提升系统设计不足，提高了提升系统作业安全性能。     

关于钻机6×7轮系的讨论

为了提高钻深能力到4000米,国产130-3型钻机与大庆Ⅱ-150型钻机的游动系统改成6×7轮系。本文详细讨论了6×7轮系对钻井设备各方面的影响,分析了美国钻机轮系的特点,指出上述国产钻机改用6×7轮系将会带来的一些弊病,认为4000米钻机应该采用5×6轮系和高强度钢丝绳。     

新型液压钻机

本文介绍了一种海洋和陆地钻井修井两用钻机。叙述了为钻机设计的动力水龙头和三速柱塞液压缸的結构原理,以及钻机的液压系统。     

机械驱动钻机柴油机节油控制器的设计

针对钻井用柴油机起钻、下钻过程中,柴油机工作在1 300r/min时,存在着燃油浪费的问题,在分析机械驱动钻机柴油机扭矩速度特性及喷油速度特性的基础上,研制了一种基于DSP TMS320F2812的柴油机转速的节能控制系统。通过与绞车同轴安装的扭矩转速传感器计算得到绞车功率,实时调节柴油机转速,降低油耗。介绍了系统主要构成和工作原理,设计了系统相应的硬件电路,编写了DSP控制软件。应用表明,该系统具有良好的操控性,降低了柴油机的燃油消耗。     

四单根立柱钻机关键技术研究与提效分析

四单根立柱钻机采用四单根一立柱的钻井模式,通过加长钻柱立根,降低起下钻频次,增加立根高速运行时间,实现钻井综合作业效率的提高。与常规三单根钻机相比,四单根钻机在超长井架设计、大容绳滚筒缠绳技术保障及超长钻柱立根稳定排放等方面存在较多难题。鉴于此,详述了四单根立柱钻机所具备的各项关键技术,并结合9 000 m四单根钻机提出超深井四单根钻机关键技术和保障钻井效率提高的综合措施,措施后,与三单根立柱钻机相比,其钻井综合作业效率最高提速23. 97%,平均提速19. 00%。研究内容可为四单根钻机进一步推广应用和深井与超深井钻机钻井综合提效提供技术基础。     

试油提升设备及其游动系统的改进方法探讨

在深井试油作业过程中．TJ20型通井机与目前油田拥有的井架及游动系统配合使用时．由于游动系统的穿绳数以及绞车滚筒与水刹车之间的传动比不合适．导致作业效率低。现场使用中，存在为提高效率而不挂水刹车的现象．致使刹车副磨损严重，而且还存在环境污染和安全问题。文章分析了不同绳数游动系统的速度和载荷提升能力．为提高TJ20型通井机的试油作业效率提出了改进措施。     

前开口无绷绳自举式钻机的结构和特点

阐述了前开口无绷绳自举式钻机的设计要求，分析了该钻机的结构特点。钻机的型式和基本参数符合SY／T5609—1999标准。各主要设备设计制造符合API相关规范及HSE的要求。该钻机可满足在钻井地域面积有限的情况下的使用要求，其特点及适用性时今后钻机的发展有一定的借鉴。     

钻速模式动态辨识方法研究

目的：钻进过程是一个复杂的工艺过程，影响钻速的因素错综复杂。为钻井参数优化和实时控制，提出钻速动态模型。方法：对影响钻速的因素进行分析，用系统辨识方法建立钻速模式。结果：利用该方法建立了华北油田岔河集地区的钻速模型，取得满意结果。结论：此动态钻速模式能更准确、科学地描述钻进过程，并在钻井参数最优化、钻井过程的闭环控制等方面具有广阔的应用前景。     

钻机钢丝绳提升系统力学模型及分析

运用离散系统动力学模型建立了钻机滚筒钢丝绳提升系统的力学模型.通过实际工况对力学模型进行了合理简化,忽略钢丝绳与滑轮接触处钢丝绳的变形,将钢丝绳分成14段的离散系统;通过力学计算,将游绳、死绳的动力特性方程与大钧的动力特性联系起来,找出了滚筒端扭矩输入特性与大钩动力特性的关系,为钻机提升系统的动力分析提供了理论基础.     

石油钻井机械设备保养维护分析

石油钻井机械的工作过程中,钻机是机械设备中最重要的机械。石油钻井机械设备是比较复杂的系统,钻井机是其中必不可少的设备。关于维修保养钻井机械设备,提高机械设备的利用率,维持其正常的工作状态,论述了石油钻井机械设备的管理、保养和维修方法,提供相应参考。     

陆地超深井四单根立柱高效钻机

目前传统陆地石油钻机多采用立柱长度为28. 5 m的三单根立柱进行钻井作业,为了实现超深井的钻井提速提效,采用立柱长度约38. 0 m的四单根立柱进行钻井作业,可以提高游车高速运行区段,减少钻机起下钻频次,提高钻井效率。从井架高度、绞车滚筒容绳量、井架起升系统、立根靠放可靠性及钻井钢丝绳选型等方面对四单根立柱钻机关键技术进行分析,得出解决关键技术的可行方法。现场应用结果表明:超深井四单根立柱钻机明显提高了钻井效率,缩短了钻机周期,比三单根立柱钻机全井起下钻综合提速15%左右。四单根立柱钻机的研制成功为复杂深井的钻井提速提效提供了新的技术支撑,其应用前景十分广阔。     

钻机指重表起下过程中读数异常的分析及其修正

钻井现场数据的采集反映指重表悬重读数异常:钩载一定的情况下,在钻台面缓慢上提钻柱过程中,指重表悬重读数随着上提过程下降,而缓慢下放钻柱时指重表悬重读数随着下放过程却上升。这一现象将会导致钻井报告和钻头记录出现误差,在深井钻机上这种现象尤其明显。经分析,绳轮摩擦损失以及钢丝绳自重是造成指重表悬重读数异常的主要原因。分别针对钻柱提升和下放过程、不同的绳轮摩擦损失,建立了大钩钩载与指重表悬重读数的定量关系,说明了该读数异常的合理性。最后,给出了深井钻机常用绳系下,钻柱起、下过程中,大钩所在位置指重表实际读数应该进行的定量修正。