TZJ40/2250拖挂钻机的研制

根据油田对钻井工程减少作业时间、提高移运速度和降低成本的需要,南阳二机石油装备(集团)有限公司综合了移动式钻机和橇装模块化钻机的结构特点和设计思想,以安全为主,高效和环保为补充,研制开发了TZJ40/2250拖挂钻机。钻机采用了半挂车行车制动、半挂车转向控制、液压盘式刹车和液力传动箱等关键技术,大大提高了钻机的自动化程度。出口和现场应用表明,该型钻机不仅具有结构简单、安全可靠和设计紧凑等优点,而且具有移运方便和使用范围广等不可比拟的优势。     

TZT160B型拖挂钻台设计

为了解决3000m拖挂钻机的钻台在移运和钻井作业中存在的问题,研制了TZT160B型拖挂钻台。该钻台主体为整体式两轴半挂车型式,由上下两体套装组成,两体之间靠管柱导向实现高度升降,用销轴定位,上体框架固定转盘和存放立根,下体框架制作成为一带导向柱的可牵引车架,车架后部通过销轴与垂直方向可升降的双桥刚性非独立悬挂连接。作业时,用液压支腿把钻台整体支起,卸去悬挂与车架的活承载销,让车架落下直接接触钻台基础;需行车时,用液压支腿把车架支起,连上悬挂即可拖走。TZT160B型拖挂钻台较好地解决了3000m以下浅井钻井作业与频繁搬家的矛盾。     

新型直立套装自升式井架的研制

针对目前钻机要求具有搬家安装方便、占地面积小、适应能力强等特点,设计了为ZJ40LDB复合驱动钻机配套的新型直立套装自升式井架。与常规井架相比,新型井架在工业试验中表现出3大优点(1)井架为垂直安装,减少了钻机用地及征地费用;(2)井架本体各节为整体结构,连接销数量少,从而减轻了井架安装作业强度,节省了拆卸和安装时间;(3)新型井架不需二次穿大绳,设备配备及维护保养减少,井架结构简化。     

ZJ40CZ/K直立无绷绳4000m车装钻机的研制

为了满足丛林、山地、丘陵、沙漠等特殊地区油气开发的需要,设计了直立无绷绳车装钻机。该钻机吸收了国外先进技术和传统车装、橇装钻机的经验,具备优良的技术性能。与传统的车装钻机相比有以下区别:(1)所使用的运载车不同,传统车装钻机使用的是14×8运载车,该钻机使用的是8×8运载车;(2)所使用的井架不同;(3)传统车装钻机使用的是独立钻台,而该钻机使用的是模块结构。实验表明,该钻机除满足4000m钻井的生产要求外,还具有其他钻机所不能达到的工作可靠性,性能稳定性以及复杂路况下的移运灵活性。     

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。     

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。     

在用钻机井架可靠性评定

本文着重介绍在用井架结构可靠性理论，提出对井架可靠性鉴定的现场实施方法，并以实例应用说明。     

ZJ40DBT沙漠快速移运拖挂钻机的研制

国内常规拖挂钻机普遍采用2段伸缩式结构,由于运输尺寸限制,通常井架的高度较低,多数产品只适用于19 m立根作业,不满足北非用户的使用要求。为此,研发了ZJ40DBT沙漠快速移运拖挂钻机。该钻机采用5轴传动结构,将自动送钻系统和主电机动力输入系统集成在一台减速器上,既减小了绞车宽度,又简化了传动结构;井架采用直立无绷绳3段伸缩式结构,满足28 m立根作业要求。厂内和现场试验结果表明:钻机的各拖车移运平稳,刹车灵敏,泵的各项指标满足要求;钻机能实现快速安装和移运功能,各项技术参数满足钻井作业要求。该钻机的研制成功为成套钻机的快速移动设计积累了经验。     

中型钻机前开口井架外形结构分析

在静力结构电算和现场实际电测的基础上，对中型钻机前开口井架的弦杆斜度不变井架和弦杆斜度折线变化井架，从位移、受力和应力等三方面进行系统的对比分析，结果表明：弦杆斜度不变井架比弦杆斜度折线变化井架的刚度好，承载能力强。建议设计井架时，优先选用弦杆斜度不变的外形结构；使用井架时，应避免发生弦杆不共线问题。     

ZXJ30CZ/K型钻机的开发研制

为适应丛林、山地、丘陵等特殊地况条件下的油气开发，在总结小吨位车装修井机和大吨位撬装钻机优点的基础上，研制了直立无绷绳3000m车装钻机。该钻机结构简单、性能稳定，能够完成复杂地质条件下的钻井作业，是一种很有发展潜力的钻机。     

ZJ40CZ (B)车装钻机的研制

针对ZJ40CZ (A) 4000m车装钻机传动系统存在的问题,研制了ZJ40CZ (B) 4000m车装钻机。该钻机采用T型并车箱加角传动方式,可降低成本,减少污染源,并且更换维修方便;采用的新型材料不仅可减轻整机质量,而且还能提高钻机强度;水基灭火星装置能彻底根除危险源,满足安全生产的需要。试验及应用结果表明,ZJ40CZ (B) 4000m车装钻机移运性能好,安装方便,钻机最大载荷为2250kN,抗风能力为满立根无载荷时110km/h,符合API和石油行业标准要求。     

ZJ40CZ车装钻机的研制

采用液压盘式刹车和顶驱等先进技术而开发设计的ZJ40CZ车装钻机,选用高速柴油发动机为行车系统和作业系统提供动力;绞车和转盘采用液力+机械传动方式驱动,绞车为双滚筒,采用液压盘式刹车作为主刹车;井架采用液压油缸起升和伸缩。ZJ40CZ车装钻机可用于复杂地形地区的油井、气井的钻探施工作业,其优越的底盘越野性、较高的作业效率,特别是高移运性,实现了钻机的快速搬家和组装,降低了钻井成本,大大提高了钻机的整体性能,能够满足中深井原油钻探开发的需要。     

ZJ40L型钻机改造为5 000 m钻机的设想

文章首次提出了对ZJ40L型钻机进行改造并提升为5000m机械钻机的观点，对解决ZJ40L型钻机存在的问题具有一定的启发和参考价值。     

绞车分体式钻机井架起升装置设计

文章绍了用于机械钻机井架起升过程中的一种新型起升装置。实践证明，这种装置结构紧凑、起升方便、工作安全可靠，不占用外部空间。使用时，只需转动支撑轴使可将其置于猫头绞车腹部并固定。无需安装和拆卸起升装置，减轻了工人的劳动强度。同时。由于不增加外部空间，避免了运输过程中猫头绞车的超宽问题。该装置在多台钻机上使用后得到了用户的好评。     

JJ450/45-K_4型石油钻机井架可靠性评定

可靠性是石油钻机井架的一个十分重要的质量指标。井架的安全性评定单纯用安全系数来作保证是不够的 ,还应从井架的可靠性方面对井架进行评估分析 ,才能保证井架安全可靠使用。现文通过应力测试、分析计算 ,对 JJ4 50 /4 5-K4 型石油钻机井架进行了可靠性评定。评定结果表明 ,该井架的可靠性指标β≥ 3 .2 ,符合设计要求。     

ZJ40/2250JD钻机的研制与应用

根据辽河油田自身和与辽河类似油田区块的特点,研制了可用于钻丛式井的ZJ40/2250JD钻机。该型钻机井架采用垂直分段起升方式,占地面积小;配置节能发电机组,可以节约燃油30%;配置自动钻进系统,可以实现自动送钻;配备先进的钻井监控系统和钻井仪表系统,司钻在控制房内对钻机进行操作,降低了劳动强度,改善了工作环境;采用机电复合驱动方式,生产和运行成本低,性价比高,具有广阔的市场前景。     

ZJ30/1700CZ型钻机井架钻台体固有振动特性分析

应用ANSYS有限元软件对南阳石油机械厂研制的ZJ30／1700CZ型钻机井架与钻台结合体的固有振动特性进行了分析。建立了该钻机井架与钻台结合体固有振动特性理论分析的有限元模型并给出了其固有振动频率结果和相应的主振型。计算结果表明，该钻机在不同设计转速下钻井时，不会引起井架钻台结合体的固有振动。     

海洋钻机井架振动检测及评估——以ZJ50/3150DB钻机为例

渤海某海洋平台配置的ZJ50/3150DB海洋钻机在钻井作业时井架振动幅度较大,为了评估井架在钻井作业时的安全性,对井架进行了振动检测,并建立了井架结构有限元模型,结合现场检测数据和模型计算结果分析井架振动对井架结构安全的影响。分别进行了井架固有频率检测、钻进作业工况井架幅频响应检测、井架振动幅值检测和井架振动加速度检测;依据井架图纸及现场井架实际情况,采用ANSYS软件建立了井架结构有限元模型。使用该模型计算出的井架第1阶固有频率为0.555 8 Hz,与现场检测结果较吻合,验证了模型的正确性。分析现场检测数据和模型计算结果发现:顶驱转速为36 r/min时,井架易发生共振;井架C型开口抗扭强度低;井架底座2个前撑杆为关键构件,其结构安全性影响整个井架安全;各种工况下的井架振动和顶驱通过二层台时引起的井架冲击振动均符合安全要求。