LG90/50Q型轨道式一体化连续管作业机研制

目前,国内外丛式平台井、大斜度长水平井数占比逐步攀升,大部分油气田已步入生产开发中后期,采油、修井作业任务频繁,对现场作业设备的自动化、智能化程度提出了更高要求。针对现有采油、修井机以及连续管作业设备进行平台井采油、修井作业时存在频繁运移、拆装调整井口设备、作业劳动强度大等问题,研制了一种可适应采油、修井及其它常规作业工艺的轨道式一体化连续管作业机。该作业机采用双轨道撬装形式,可实现井口设备快速运移、拆装及高度和水平方位调整,连续管装备与井口支架可同时实现修井及采油作业配套设备快速转换等。应用结果表明：轨道式一体化连续管作业机整体操控运行灵敏且满足作业要求,配套设备拆装自动化程度高,修井采油作业工艺设备实现快速转换,减轻了现场人员劳动强度。     

连续管作业技术专项推广应用与发展

为了充分发挥连续管作业优势，提升我国连续管作业技术水平，2011年以来，中国石油天然气集团有限公司陆续组织实施了三期连续管作业技术重大推广专项。截至2021年，已完成两期专项推广，累计推广连续管作业机80余台、井下作业工具5 000余套、连续管管材30 000余吨，应用了7大类50余项作业工艺和技术，建立了86支连续管作业专业化队伍，自有的连续管作业机装备接近130套，连续管作业数量每年以40%的速度增加。通过专项推广，目前连续管作业技术覆盖了中石油所有油气田，形成了较为完善的地面装备、连续管产品、井下工具及作业工艺、专用配套装置。连续管作业技术应用领域也在不断拓展，从常规修井作业扩展到大修作业，并延伸到钻井、完井、储层改造作业等领域，展示了广阔的应用前景，推动我国连续管作业配套技术进入国际先进水平。     

国产连续管作业机的研究现状及应用

连续管作业技术及装备是我国油气田勘探开发、提质增效不可或缺的工程利器。介绍了我国连续管作业技术的发展历程，以及连续管作业机的技术现状，对连续管作业机关键部件的技术发展情况进行了分析，总结了我国典型连续管作业机的分类、作业参数、使用场景、适应工艺以及现场应用效果，结合我国油气开发和连续管作业技术的实际情况，提出了连续管作业机的发展方向，为我国连续管作业机的研究和应用提供参考。     

川渝地区页岩气专用连续管作业机的研制

现有的连续管作业机中,超过?50.8 mm-5 000 m的作业机均为拖装结构,受山区多陡坡、急转弯等道路条件限制,底盘动力和转弯半径等不满足要求;同时,研制的?50.8 mm-6000 m连续管作业机作业时须两车并排放置,操作员只能依靠摄像头监测滚筒排管情况,不符合作业习惯。为此,研制了两车一橇结构的车载式连续管作业机。该作业机采用主车+辅车+操作橇的结构形式,将控制室、控制室软管滚筒和发电机等部件安装在一个可升降的运输橇中,形成操作橇,作业机主车底盘安装连续管滚筒处采用框架式结构,可实现滚筒下沉1.05 m,确保滚筒具有?50.8 mm-6 000 m连续管的缠绕能力。现场应用结果表明,该作业机可实现通井作业,最大下井深度达5 075 m,满足川渝地区页岩气井的各类作业要求。     

新设计简化连续油管作业

斯伦贝谢公司最新开发了一种为CTExpress的连续油管作业机,用以减少钻机安装时间,提高安全性,提高氮气气举、冲砂、酸化、压裂作业的效率和可靠性。新设计特别适合于提高正常作业的效率或租用占地少的设备。在中等深度钻井中,其能承担80%的连续油管工作量。目前,2台作业机正分别在加拿大和美国进行现场试验。新设计将车装连续油管作业机和辅助的流体泵车、注氮泵车结合在一起。这两套设备取代了常规连续油管作业所需的4套设备(连续油管作业机、吊车、注氮泵车、流体泵车)。流体、注氮泵车由低温氮储存罐、注氮泵和容积式流体泵组成,用于泵…     

LG450/50型深井连续管作业机研制

为了满足深井测井、酸化压裂、钻磨桥塞、射孔等作业工艺的要求,以及国内页岩气开发需要,提高连续管深井作业工艺水平,研制了适应深井作业的LG450/50型连续管作业机。该作业机为车橇式结构,采用主辅车布置方式,配置独立操作橇,大提升力注入头(最大提升力450kN),大容量连续管滚筒和自主研发的数据采集系统。整机具有底盘越野性能强,操作系统集成化程度高,滚筒容量大,注入头提升力大,作业安全可靠等优点。应用结果表明,整机操控性能良好,运行安全平稳,各项性能指标达到设计要求,满足连续管深井作业要求。     

一体化连续管作业机的研制及应用

为了解决连续管作业机安装和拆卸耗时较长的问题,研制了LG180/38-2600一体化连续管作业机。该作业机主车由底盘车、控制室、滚筒、软管滚筒、液压传动与控制系统、注入头、导向器和防喷盒等组成,采用双车一体化设计,适合通井、洗井一体化快速作业,具备良好的运移性能和现场作业适应性能。现场应用结果表明,该作业机连续管起下的最低速度稳定在0.1 m/min以内,最大解卡拉力达到300 kN,不仅实现了单车年作业次数第一,而且创造了良好的经济效益,达到了降本增效,降低劳动强度的目的。     

长庆油田一体化水井带压装备研究与开发

分体式带压作业机存在搬家车次较多、作业过程中人员相互配合不便、受井场大小限制以及部分注水井无法进行作业等问题。为此,结合长庆油区特点研究开发了新型一体化水井带压作业机。该带压作业机将行走系统、提升系统与液控系统的动力源合三为一,具有节约能源、搬迁快捷、安装方便、机动灵活等特点;修井车滚筒刹车系统采用液压盘式刹车,使设备的提升、制动系统安全性能大大提高。一体化水井带压装备实现了分散设备系统的整合、集成和一机多能,在21 MPa范围内注水井维护作业不需要放喷泄压,并克服了现有装备的缺点和局限性,提高了施工作业效率,具有较高的推广价值。     

海陆两用模块化橇装式连续管作业机的研制

为了加快连续管技术在我国的发展与应用,研制了海陆两用模块化橇装式连续管作业机。该作业机按功能分为4个橇装模块,分别是操作控制橇、动力控制橇、盘管滚筒橇和井口装置橇,防喷系统适用70 MPa的井口高压,一套防喷系统可以密封多种管径的连续管,配备了多种形式的井口连接转换装置,注入头的提升力充足,在作业遇阻时解卡能力强。现场试验和应用结果表明,该连续管作业机运行平稳,控制准确方便,最大走管速度达60 m/min,注入头与滚筒动作协调一致,达到了作业要求。     

连续管作业技术与装备研发及应用推广

我国连续管技术发展经历了技术引进、自主研发和应用推广3个阶段,期间中国石油钻井院江汉机械研究所始终跟进研究,并自2006年起作为项目牵头单位,先后承担了国家和集团公司的一系列攻关、试验与推广项目,形成了多项连续管作业技术与装备自主技术和成果:一是攻克了连续管作业机关键技术,形成了适应山地和复杂条件的国产连续管系列成套装备,全面替代进口;二是自主研发4个系列24类连续管作业工具和7大类35种工艺,完善了工具与修井工艺配套,实现了连续管作业的提速增效;三是形成了连续管压裂与完井成套工艺技术,实现连续管作业低成本增产;四是牵头或参与制定了一系列相关技术标准,规范产品和服务,通过开展售后保障服务、人员培训和现场技术示范等体系建设,初步建立了连续管技术产业链,促进了连续管技术推广应用。技术自主化有力推动了我国连续管作业技术水平的提升和应用规模的增长,促进了井下作业主体技术方式的持续转变。     

LGC230型连续油管作业车研制

进口连续油管作业设备价格昂贵,配件服务跟不上,不能满足国内油田作业需求。为缓解目前国内设备少和作业需求多的矛盾,提高我国连续油管工艺水平,研制了LGC230型连续油管作业车。该作业车为车载式结构,采用主辅车布置方式,配备大提升力注入头、大容量油管滚筒、数据采集系统及油管井口防碰装置。具有移运性能好、提升下入能力大、油管容量大、作业井深深、操作集中方便、防喷能力强、作业安全可靠等优点。现场应用表明,该设备能满足江汉油田和周边中、深井连续油管作业要求。     

SLG450/73拖挂连续油管作业机的研制

为满足大管径、大容量连续油管承载及运输要求,根据国内外油田用户的实际作业需求及特殊地域和环境特点,研发了SLG450/73大管径拖挂式连续油管作业设备。重点介绍了该装备的大吨位注入头、高效换装油管滚筒、动力装置与牵引车集成、注入头及鹅颈管整体举升以及液压控制系统的技术特点。该作业机注入头额定提升能力450 kN,适应连续油管直径50.8～73.0 mm,整体装备成本低,移运性能良好,操作维护简便,即将进行产品试制和油田现场工业试验。     

LG360/60F车橇式连续管作业机的研制

LG360/60F车橇式连续管作业机是针对青海油田恶劣的自然环境和作业工况而专门研制的,整机底盘车越野能力强,采取不沉式底盘设计,重心较低,运行平稳,可靠性高。车上安装有可液压升降的控制室、下沉式可快换的连续管滚筒、动力及液压源系统及3个软管滚筒;顶吊式橇座,在运输时安装固定注入头、导向器、防喷系统及辅件等部件。它能够在干燥环境和风沙气候条件下连续作业。现场应用情况表明,该作业机在作业中,低速挡最大走管速度达到22m/min,下井深度1 452 m,设备运行与控制正常,达到了设计标准。     

LZ900/73-3500型连续管复合钻机研制

现有的连续管钻机不能使用常规管柱进行作业。依托国家科技重大专项课题,研制了LZ900/73-3500型连续管复合钻机,突破了轻量化注入头、下沉式滚筒、三折叠液压导向器、伸缩式门型井架、电液一体化集成控制系统等关键技术。现场试验表明,该钻机既可使用连续管,也可使用常规管柱,可进行钻前准备、井筒处理、钻进以及钻后完井作业。采用模块化结构,一体化运行,提高了侧钻井全过程的作业效率,并降低劳动强度、节省成本。     

LG380Q连续管作业橇组的开发

为了满足不同油田油气开采需求,进一步降低作业成本,研制了LG380Q连续管作业橇组。该橇组采用油管滚筒分体式设计,能够适应陆地与海洋平台的作业工况,通过各模块间液压管线对注入头、油管滚筒及防喷系统等进行控制,实现连续管在井内的起下作业。对LG380Q连续管作业橇组进行了型式试验及现场应用,结果表明,橇组各项指标达到设计要求,运行稳定,性能可靠,拓展了连续管作业设备的使用范围。     

电驱连续油管作业装备的研究与开发

针对传统柴驱连续油管设备在油田现场作业过程中存在的系统稳定性差、作业成本高、效率低、环境污染等问题,通过对电驱连续油管装备系统供电模式、整机轻量化及结构形式优化、电驱注入头技术、电驱油管滚筒技术、集成控制技术等方面的研究,逐步形成了具有自主知识产权的电驱连续油管作业装备核心技术,促进了我国常规连续油管作业装备向自动化、智能化、高效安全、节能环保方向发展,对我国石油钻采设备油气开发的动力系统逐步从石化能源向电能过渡具有积极的推动作用。     

连续油管在油田洗井作业中的应用

概述了连续油管的制造技术,介绍了连续油管在油田中常用的洗井作业工艺.连续油管洗井作业一般由连续油管作业车、循环泵车和循环液中转车3套设备组成,循环液中转车的清洗液通过连接管和循环泵车的高压泵送入连续油管,进入井中进行清洗作业,并且从井中返回的废液通过连接管返回循环液中转车中.整个洗井过程往复循环,可以根据井内堵塞情况以...     

小直径连续管作业设备电液集成控制系统优化

鉴于目前国内排水采气设备的现状以及橇装式小直径连续管排水采气作业设备的需要,研发了小直径连续管作业设备电液集成控制系统。该系统以达到小直径连续管作业设备微型化总体结构为目标,对液压系统采用模块化、集成化设计;对电器控制系统采用自动化设计;对数据采集系统采用数字化设计和显示。通过模拟井试验,证明该系统结构紧凑,操作简便,自动化程度高,应用效果好。     

LG380/60连续管作业机的研制

针对国内油田复杂的作业环境及实际作业需求,在成功研制的LG230连续管作业机的基础上,开发了LG380/60大直径连续管作业机。该作业机主要包括可升降操作室、可升降油管滚筒、软管滚筒工作组、井口防喷装置、大提升力注入头以及动力鹅颈管等部件。该作业机底盘采用变截面大梁结构,油管滚筒能够下沉安装,满足滚筒大容量的要求;液压系统组成简单、可靠性高,提高了注入头与油管滚筒联动性;自动控制系统具有CAN通信和人机交互功能。同时,还配备井口防碰装置,降低作业风险。整机提升能力强,适应管径大,滚筒容量大,移运性能好,适应性广。现场作业情况表明:该设备低速档最大速度达到25 m/min,下井深度3 134 m,整套设备运转正常,各指标与设计值相符。