ZJ40/2250DBG低温轨道钻井装备的研制

为满足俄罗斯油气田丛式井低温钻井作业的需求,研制了ZJ40/2250DBG轨道钻井装备。该钻井装备主要由轮轨式移运装置、底座、井架、钻井液净化系统、机泵组、控制系统以及井口工具等组成。整套装备和附属设备安装于交互式可续接的专用轨道上,通过装备自身液压动力驱动,按照设定的方向整体沿轨道滚动平移,实现作业区内丛式井的钻井作业。该装备利用工业网电动力,经交流变频驱动绞车、转盘、钻井泵和顶驱系统,其井架及底座均配套液压+机械式专用调平机构,确保钻机工作时井口对中。钻机适用于-45℃低温作业,与常规拖拉式和步进式钻机相比,其移位速度更快、工作效率更高。     

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。     

7000 m极地轮轨钻机固控系统的研制

国内极地轮轨钻机所配套的固控系统目前并没有系统性研究和较为成熟的方案。鉴于此,结合国内外极地轮轨钻机固控系统配套要求,研制了7 000 m极地轮轨钻机固控系统,并优化和完善了固控系统配套方案、设备布局和工艺流程等。7 000 m极地轮轨钻机固控系统通过采用模块化设计,各模块功能独立,实现了模块间连接方式简单、快捷;罐体底部采用保温结构,罐体内部布置蒸汽加热管线,实现了固控系统在低温环境下的正常工作;岩屑输送系统采用两种工作模式,满足岩屑现场运输及排放要求。该系统在北极圈附近的钻井作业过程中,其保温棚内部实际温度达到5℃以上,各模块间密封可靠,底橇保温性能良好,能够确保钻井作业的正常进行。现场使用结果表明,该固控系统设计满足低温环境作业要求,适应俄罗斯及极地地区冻土层丛式井作业,其系统布局和钻井液处理工艺流程满足现场钻井需要。     

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。     

7000m快速移运拖挂钻机设计

为了提高钻机的移运性能,缩短钻机搬家时间,研制了一套7 000 m快速移运拖挂钻机。该钻机短距离搬家时满足井架、底座直立状态整体移运要求,在移运条件受到限制时,井架(带天车、游车钻井钢丝绳及顶部驱动装置等)和底座(带钻台设备)分别单独低位整体移运,钻机各辅助功能模块也能满足快速搬家的要求。钻机配套了整体正压防爆司钻控制房和钻机消防系统,提高了钻机使用的安全性。在阿布扎比油田基地的现场应用中,钻机从着手搬家到搬家就位完成所有部件连接达到钻井状态总共用时48 h,钻机所有部件搬家车次约为16车,比常规7 000 m钻机节省80%的拆卸、搬家、安装时间和搬家车次,大大缩短了钻机的搬家时间,提高了搬家效率,降低了搬家成本。     

低温轨道钻机固控系统的研制

根据低温钻机对配套设备性能的要求,研制了适合俄罗斯7 000 m低温轨道钻机配套的低温固控系统。该固控系统采用多层模块结构,在空间上分为上、中、下3层,依次为顶棚、中间层、钻井液罐。下层钻井液罐底座带有与地面轨道配套的高强度合金钢滚轮,可以实现系统整体移动,工作时通过锁紧机构连接成一个整体,并实现空间内部温度不低于10℃。系统对钻井液采用5级净化处理,能在-45～50℃环境下对钻井液进行配置、贮存、循环和净化等,且保证在-60℃环境下能无损储存。试验及应用情况表明,该固控系统能够满足丛式井作业快速移动和7 000 m低温轨道钻机的配套需要。     

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。     

NJ200型低温钻井液净化系统的研制

针对目前俄罗斯、加拿大等国对极地钻机的需求,在吸收国外低温钻机及配套设备经验的基础上,为4 000 m低温车装钻机配套而研制了NJ200型低温钻井液净化系统。该钻井液净化系统采用5级净化装置,能在-45℃低温环境下完成对钻井液的各项处理工作。试验和应用表明,该系统能够有效降低钻井液中的固相含量,保证钻井液的钻井性能,提高钻井速度,满足低温环境下钻井过程中各个环节的要求。     

新型ZJ30DBT丛式井全拖挂钻机的研制

为提高钻机的移运性能,满足市场对钻井装备的需求,开发出了新型ZJ30DBT丛式井全拖挂钻机。本套钻机为全拖挂钻机,整机安装简单、钻机移运方便,运输安全可靠。研制的轨道滑移装置,能满足丛式井钻井作业;在丛式井井口移运时,使用电缆移运车拖运管线,电缆管线等连接均为快速插头,方便快捷。     

高架轮式移运猫道的研制与应用

为了增强丛式井油气开发的适用性,并满足钻机设备在井场间长距离快速搬家的要求,研制了高架轮式移运猫道。该猫道主体内部净空高超过4 m,具有良好的通过性,解决了丛式井钻井中常规猫道与井口设备相互干涉布置困难的问题,其模块化的整体轮式移运装置可在井位切换过程中跟随主机移动,可360°转向,单独移动,缩短了钻机有效作业时间,降低了作业成本,同时设备不需拆装,提高了转场效率和搬家速度。试验及应用结果表明:高架轮式移运猫道各项性能均达到设计要求;在丛式井间跟随主机步进装置移动平稳,不需拆除任何附件,从第1排井横向移运到第2排井仅用2辆10 t铲车即可完成;在钻机搬家时仅用3 h就可完成10 km的整体移运。该猫道的研制成功提高了井口转换效率,使钻机在丛式井油气开发中优势更加明显。     

新型钻机固控系统

随着钻井工艺的成熟发展,钻井液固控系统正朝着结构设计更巧妙、占地面积小、运移方式多样化、可靠性、安全性和环保要求不断提高的方向发展。介绍了国内研制的双层移动模块式固控系统、极地钻机钻井液固控系统和圆形罐固控系统的主要技术参数、结构特点和应用情况。双层移动模块式固控系统具有结构紧凑、移动迅速等优点,其新颖独特的清砂方式以及岩屑收集处理系统能够实现钻井岩屑零排放,满足海洋环境钻井要求。极地钻机钻井液固控系统的振动筛罐可随主机移动,它采用700kW以上的柴油热风机给钻机和固控区供暖。圆形罐固控系统与矩形罐固控系统相比,提高了钻井液的配比均匀性、可利用率以及清砂处理效果,并且安装操作简单,能很好地满足钻井要求。     

四机厂钻机移运装置研制技术达到国际先进水平

<正>5月5日,集团公司科技部组织专家组,对四机厂承担的《井工厂钻机移运装置研制》项目进行了成果鉴定,一致认为:该项目取得了具有自主知识产权的创新成果,整体技术达到国际先进水平。《井工厂钻机移运装置研制》项目通过对最大移运重量达1000t,可360。人员方向移动的钻机步进式移运装置整体方案和最大移运重量达2000t的轮轨式钻机整体移运方案的研究,完成了机械驱动、复合驱动及电驱动钻机丛式井移运改造技术,形成了多个创新点,2项发明专利获国家受理,3项实用     

ZJ40/2250DBT沙漠快移拖挂钻机的研制

通过分析影响钻机移运性能的主要因素,提出模块集成、拖挂移运、快速拆装的快移钻机设计理念,并结合中东地区平坦开阔的运输条件,研制出ZJ40/2250DBT沙漠快移拖挂钻机。整套钻机集成为11个拖挂式运输模块,模块间可实现快速拆装;主要部件可实现在作业状态与运输状态间快速转换;首次将底座与坡道集成在主机模块,实现重载拖挂移运,牵引车负重大为减轻;井架采用3段无绷绳直立结构,作业效率高;绞车整体车橇座布局合理,结构紧凑;整套钻机综合应用交流变频技术与液压驱动技术,自动化程度高,有优良的移运性能和防爆、防沙、耐高温性能。     

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。     

钻机步进式移运装置的研制与应用

根据页岩气"井工厂"的开发模式要求,结合页岩气地理环境和钻井特点,研制了钻机步进式移运装置。该装置采用电液同步控制技术,利用顶升油缸和平移小车等部件实现模块钻机在带满立根状态下的纵向、横向及斜向的覆盖井场全方位移动。现场应用结果表明,钻机应用步进式移运装置在28#平台累计进行井间移运14次,平均单次移运时间为65 min,最大移运质量达到680 t,装置的各项性能满足设计要求,实现了预期的全方位移运,移运准确性及同步性均满足用户要求,有效缩短了钻井作业周期。该装置的成功研制对于实施井工厂钻井和加快页岩气示范区建设具有重大推动作用。     

钻机整体移运系统

为了提高钻机的移运性能,减少钻机搬迁所需的运输车次,节约钻机搬迁安装时间,降低钻机搬迁成本,研制开发了一种用于钻机搬迁的钻机整体移运系统。该系统由钻机底座整体移运系统和钻机井架及其游动系统水平整体移运系统两大部分组成,可将钻机底座和钻机井架分别整体移运。现场使用情况表明,该系统结构合理,性能先进,各项技术指标均达到现场搬迁要求,提高了钻机搬迁的效率,取得了较好经济效益和社会效益。     

多移运方式钻井液模块的研制

钻井液系统需配置的设备多而重,而且设备间的管线多而杂,造成移运车次繁多,安装拆卸费时费力。鉴于此,研制了多种移运方式钻井液模块。该钻井液模块在丛式井钻井时,利用步进装置实现短距离整体步进移运;在远距离搬家时,为获得良好的通过性和较快的移运速度,模块经简单拆装分块后采用轮式移运系统实现快速搬家。现场试验结果表明,该模块整体和分块搬家性能良好,也验证了设计方案的合理性和先进性。多移运方式钻井液模块移运及安装对接不需要任何吊装设备,拆装方便,对接快速,简化了操作程序,提高了转场效率。     

ZJ25/1580模块钻机的开发与研制

新研制的ZJ2 5 / 15 80模块钻机由 15个模块组成 ,总体设计方案先进 ,动力匹配合理 ,传动具有软特性 ,功率利用率高 ,能满足各种钻井工艺要求。选用国际上先进可靠、技术含量高的钻机部件 (如游车大钩、水龙头、转盘等 ) ,使钻机整体技术水平与国外同类钻机保持同步。该型钻机在制造厂经过总体组装、井架起降和伸缩试验及 15 80kN静钩载拉力试验和应力检测 ,试验检测结果令人满意 ,对促进我国中小型钻机技术发展具有积极的借鉴意义。     

石油钻机前开口井架整体运移装置的设计

中深井电驱动橇装钻机中短途搬家时,传统方式时间长、效率低、成本高。随着对钻井成本控制要求的提高,为满足钻机在沙漠和平原地区系统整体平移要求,设计开发了前开口式井架整体运移装置。该钻机井架运移装置主要由整体运移吊耳、后端轮式拖车、前部连接架及牵引托架组成。现场试验结果表明,该井架整体运移装置将轮式拖车与井架部件有机结合,利用大马力牵引车作为动力源,可实现前开口井架整体运移,应用效果较好,钻机搬家过程工人劳动强度低,不但提高了钻机搬迁效率,而且有效降低了钻井成本,满足了现代钻井承包商对钻井成本控制的高标准要求。     

钻机特色技术

<正>BIG EASY快移快装钻机:被美国油气杂志誉为现代陆地钻机并获中国发明专利,累计出口美国和中东等国家和地区75台套;低温轮轨钻机:通过俄罗斯GOST认证,适应寒带低温环境丛式井钻井作业,累计出口1 3台套;