钻杆自动传送系统及设计方案

介绍了国内外陆地钻井平台和海洋钻井平台-钻井船用钻杆自动传送系统的发展现状,重点分析了OIL公司和TESCO公司钻杆自动传送系统的性能特点。在分析陆地钻机结构型式和目前国外常用钻杆自动传送设备的基础上,提出了适用于陆地钻机的举升式和提升式2种钻杆自动传送系统的设计方案。     

中石化石油工程机械有限公司研制出自动化动力猫道装置

<正>动力猫道装置是指在钻井、修井过程中,将井场钻具自动送上和放下钻台的装置。动力猫道可与钻杆自动处理装置、二层台钻具自动排放装置、铁钻工、气动卡瓦等联合使用,实现井口钻杆操作全自动化或半自动化,大大提高钻井工作效率,增强施工的安全性。目前,国外的动力猫道主要有固定式、举升式、机械手臂等3种。固定式动力猫道适用于低钻台或小型钻机,如修井机和2 000m以下的小钻机,缺点是钻具与V形槽之间的摩擦大,对钻具的保护不够。举升式动力猫道比较适用于我国陆地大型钻机,但国外设计的尺寸比较     

自动化管具处理系统的研究与应用

国内对自动化管具处理系统的研究才刚起步,钻井作业中钻杆的传送更多依靠人工协同实现,远不能满足自动化钻井作业的需求。为此,研制了GW-AH1500自动化管具处理系统。该系统采用液控为主的液、电混合驱动,能够独立在鼠洞与钻杆盒间自动移运钻杆并完成钻杆的自动排放,可与在用或新型陆地液压钻机配套使用,实现高效、安全的作业模式。现场应用结果表明,自动化管具处理系统机械化和自动化程度高,可显著降低劳动力成本,钻杆输送等作业流程顺畅,抓取效率高,打破了国外技术的垄断。     

海洋钻井平台自动化猫道机设计

传统的海洋石油钻机通常采用小绞车、绳索实现钻杆上、下钻台,存在工作安全性差、工作效率低等问题。设计了一种自动化猫道机,采用全液压驱动,所有操作均可通过遥控来实现,并且可以一次传送多根钻杆,提高了工作安全性,降低了作业成本。     

海洋钻井平台立柱式排管机设计

排管机用于在钻台排放架与井口之间往返自动抓取与排放钻杆,是海洋钻井平台钻杆自动排放中最为繁忙的装置。介绍了立柱式排管机总体机械结构组成及主要技术参数、液压系统原理及控制方式。设计的排管机适合于双联井架钻机,具有操作灵活可靠、运动稳定、操作空间大等优势,适合深水半潜式钻井平台及钻井船钻台立根自动排放操作。     

钻井设备的发展与预测

一、八十年代钻井设备发展动态据报道,对有关八十年代钻井设备的发展,提出了十点发展动态。 1.钻井设备将出现自动化操作。海洋钻机将会出现钻柱在钻台下面垂直排放系统。 2.动力水龙头会有较大的发展,从而取代方钻杆、转盘、大钳等设备,而且为挖制扭矩提供了可能性。     

ZJ40/2250DBT交流变频电动拖挂钻机的研制

为了实现钻机的自动化、智能化操作,满足中深井、复杂井以及欠平衡钻井等复杂工况的要求,研制了ZJ40/2250DBT交流变频电动拖挂钻机。该钻机主要由绞车、液压盘式刹车系统、变频电动机、减速器、自动送钻系统、转盘及传动装置、井架、钻台、半拖车、控制系统等部分组成。试验及应用情况表明,该钻机最大钩载达到设计要求,可满足114mm钻杆4000m的钻井能力;钻机结构简单、安装方便、搬运快捷、稳定可靠,能适应恶劣环境下的钻井要求。     

双小鼠洞离线建立根系统在陆地钻机的应用

针对目前陆地钻机建立根存在的效率低及成本高的不足,提出了一种不占用井口的双小鼠洞离线建立根系统。该系统采用双小鼠洞钻台面布局,斜直两用环保型小鼠洞管不仅可以满足不同钻井工况的需求,而且能够缓冲钻杆下放的冲击力及收集钻杆携带的钻井液;采用内部安装轴向推力轴承的十字转向滑轮能够实现给定范围内的整体侧摆转向,可解决钻台面钻杆移运距离较大时出现操作困难、钢丝绳严重偏磨以及钢丝绳缠扭等问题。现场试验结果验证了该系统的高效性和可行性。双小鼠洞离线建立根系统实现了建立根与钻井同时进行,缩短了作业等待时间,提高了作业效率。     

钻井平台钻杆自动化排放系统方案设计

钻杆自动排放系统在提高钻井效率、降低作业成本方面成效显著。通过对国内外技术调研,分析排管系统典型结构,提出一种适用于海上钻井平台的自动化钻杆排放系统总体方案。通过方案简化也可适用于陆地钻机。     

ZJ30/1800DB自动化钻机的研制

为了提高钻机自动化、智能化操作水平,提高操作安全性,改善作业环境,研制了ZJ30/1800DB自动化钻机。该钻机通过配置动力猫道、轨道式铁钻工、二层台自动井架工和液压吊卡等管柱自动化处理设备,并采用钻机集成控制系统和双司钻智能控制平台,实现钻杆、钻铤和套管等钻井管柱的输送、建立根以及管柱排放的自动化作业,形成了自动化、安全、低作业强度的钻具处理模式。试验结果表明:该钻机输送系统和建立根系统可完成最大φ340 mm的管柱处理要求,立根排放系统可完成最大φ203 mm钻铤及钻杆的排放要求。该钻机的研制成功可为国内自动化钻机的设计研发和现用钻机的自动化改造提供思路。     

适用于在役陆地钻机的自动化立根排放系统

传统钻井作业中,起下钻时需要井架工在二层台高空作业,钻工在钻台面配合作业,按先后顺序移动立根的上部和下部,实现立根在井口与立根盒之间移动。 提出了一种适用于在役陆地钻机的自动化立根排放系统总体方案,利用二层台扶管机械手和钻台面提管机械手同时作业,简化起下钻操作流程,实现立根的快速移运。     

在役钻机管柱处理自动化改造技术和经济可行性研究

钻机管柱处理自动化技术是通过为钻机配套管柱自动化处理系统,实现钻井过程中管柱输送、接立柱、钻进、起下钻和甩立柱作业过程的自动化,最大程度避免人与管柱的直接接触,减轻工人劳动强度,降低操作安全风险,是钻机技术发展的重要方向之一。本文在分析钻机管柱自动化技术与装备应用现状的基础上,制定了胜利工程公司陆地在役ZJ50电动钻机管柱处理自动化改造实施方案,通过可行性分析,得出胜利工程公司可对陆地在役ZJ50电动钻机进行管柱处理自动化改造的结论。     

GC 2L4型钻井管柱自动化处理系统研制

为提高钻井作业效率、降低操作人员劳动强度,提高操作安全性,同时为了提高钻机的自动化、智能化水平。研制了GC 2L4型钻井管柱自动化处理系统,通过配置举升式动力猫道、自动井架工、液压吊卡、铁钻工等机械化设备,与顶驱装置配合实现钻杆、钻铤、套管等钻井管柱的机械化输送、机械化建立根、立根自动化排放等作业,实现高效、安全、低作业强度的管柱自动化处理作业模式。通过钻机集成双司钻智能控制平台,实现管柱处理系统的自动化远程集中控制。     

液压动力钻杆排放猫道设计与应用

针对目前我国钻机用钻杆坡道、钻杆猫道、钻杆排放架都是独立部件,需要单独运输,搬家车次多,组装和拆卸需要吊车,不具备向钻台自动送入单根及下放钻杆(或甩钻)功能的状况,设计了一种液压动力钻杆排放猫道。该钻杆排放猫道以液压为动力,能实现低位排放钻杆、钻杆送入钻台接单根等功能,送单根上钻台和引回猫道既可在控制房内手动操作,也可在钻台进行远程遥控操作,能减轻工人劳动强度,缩短接单根时间,降低建井周期和成本。     

井架排管机器人研制

排管机器人用于在二层台排放架与井口之间抓取与排放钻杆,是钻井平台钻杆自动排放系统中最为繁忙的装置,在提高钻井安全性及经济性方面发挥着重要的作用。介绍了井架排管机器人的总体机械结构及主要技术参数、液压控制原理。本设备适合于X-Y型排管架结构,具有结构简单、操作灵活可靠、运动稳定、操作空间大等优势,适合于陆地橇装钻机平台、海洋钻机平台立根自动排放操作。     

陆地钻机钻杆自动排放系统的设计方案

介绍了国内外海洋钻井平台-钻井船用钻杆自动排放系统的发展现状,重点分析了NOV公司和Aker Kvaerner公司几种钻杆自动排放系统的性能特点。在分析陆地钻机的结构型式和常用起重设备结构特点的基础上,提出适用于陆地钻机的机械手式、立柱式、桥架式和起竖式4种钻杆自动排放系统的初步设计方案,并分析了各自的优缺点,以期为设计开发陆地钻机钻杆自动排放系统提供参考。     

下沉式钻台机械手研制与应用

随着钻机自动化水平的不断提高,当前钻井过程中钻台面管柱的处理方式和设备已经不能满足钻井作业自动化需求。研制了一种新型下沉式钻台机械手。对钻台机械手的结构、原理、技术特点、技术参数等进行了阐述,并对钻台机械手的伸缩、回转、升降等动作进行了动态特性研究,为执行机构的选型计算提供依据。经油田批量化使用,验证了该设备的功能,使用效果良好。     

智能钻杆的油田试验

在概述了智能钻杆的技术特点后,介绍了智能钻杆的油田试验情况,尤其是全部的网络性能,包括钻井操作、井下随钻测量工具(MWD)的网络集成,并得出如下结论智能钻杆系统的部件能应用于普通井队;智能钻杆不仅适合特殊钻井,而且也适合于一般的钻井操作;设计的感应线圈经过钻台上反复的上卸扣后仍然很牢固;智能钻杆能在钻井时沿着钻杆长度上的多测量点传输数据,并可以通过第3方井下MWD/LWD工具高速接收传输数据。     

固定式作业平台钻机移动系统的研制

文章介绍了C45J型丛式钻机以及ZJ45D型丛式钻机移动系统的工作原理、技术参数以及关键部件的设计。该型钻机可实现固定式海洋钻井平台钻台以上部分的东西方向移动,并且可在一定区块内移动,同样也可应用于陆地钻机(包括各种型号的陆地电驱动钻机及机械驱动钻机)的整体移动,具有较高的可靠性、经济性及安全性。     

井口机械化工具的应用与推广

井口操作是一种繁重而危险的劳动。它主要包括上卸钻杆螺纹、下套管、吊放钻杆、套管等重物上下钻台。传统的操作方法是利用钻机绞车上机械猫头旋转产生动力和钻井工人的体力劳动相结合完成的。不仅劳动强度大、效率低 ,而且最主要的是危险性大。统计资料表明 ,钻井工人伤亡事故的 2 0 %与机械猫头有关。因此 ,取消机械猫头 ,减小钻井工人的劳动强度一直是钻井工作者的愿望。推广井口机械化工具为解决这些问题开辟了一条途径。1　配套工具及用途取消机械猫头的根本途径是推广井口机械化工具。目前每个钻井队配备的生产工具主要有 :液压大钳 …