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。     

自动化钻机管柱输送控制系统的研制

为确保自动化钻机管柱输送系统的稳定性与安全性,提高管柱输送的效率与定位精度,达到管柱无人自动化高效输送的目的,研制了自动化钻机管柱输送控制系统。该系统通过DP数据交互实现动力猫道控制主站与输送机械手控制从站的融合;软件程序采用模块化的设计方法,各模块相互独立;输送机械手主臂采用主臂粗调与主臂精调联动互补方法进行速度控制,实现二者输出特性的互补。现场应用结果表明:自动化钻机管柱输送控制系统硬件运行稳定,有效避免了外部电气故障对控制部分的干扰与破坏;软件各模块间的抗干扰能力强、程序运行良好;管柱输送用时45 s,定位精度高于0. 2°,一次输送交接成功率大于95%,实现了管柱无人化高效自动输送。该控制系统各项技术指标均满足现场作业要求,具有广阔的应用前景。     

SPR-6钻柱自动排放装置的研制

传统石油钻机在排放和输送钻柱作业过程中需要井架工在二层台从事高空作业,危险系数高,劳动强度大,作业效率低。鉴于此,研制了SPR-6钻柱自动排放装置。该装置主要由上部机械手、下部机械手和电液控制系统等部分组成,通过集中控制,实现上部机械手和下部机械手的同步联动,达到抓取、移动和排放钻柱的目的。试验结果表明,SPR-6钻柱自动排放装置结构设计合理,定位精度高,操作灵活,运行平稳可靠,减轻了工人的劳动强度,提高了钻井作业安全性。该装置实现了钻柱排放作业自动化和无人化操作。     

一种轻型桅杆式陆地钻机钻杆排放装置

为减少起下钻作业时间,提高钻井效率,提出了一种轻型桅杆式陆地石油钻机钻杆排放装置的设计方案。该装置由行走平移机构、防倾覆滚轮机构、回转支承机构、桅杆式夹持和提升机构等组成,安装在井架二层台的操作台下面,以液压马达和液压缸为动力机构,可实现对钻具的夹持、提升、回转、平移和排放作业功能,具有结构简单、布局合理、安装方便、成本低廉等特点,可配套使用在各种陆地石油钻机上。     

在役海上模块钻机自动化升级方案设计

有很多在役的海上模块钻机仍旧保留着传统钻机的操控方式,钻机的自动化水平很低,现场作业环境恶劣,工人劳动强度大。为了对这些模块钻机进行自动化升级,对司钻操作控制、管具处理、钻井液处理、关井操作4个方面的自动化技术应用进行研究,提出了集成控制系统、一体化仪表、防碰互锁、远程监测、管具处理自动化、钻井液处理自动化、自动化关井等设计方案。可为新建海上模块钻机以及在役平台进行自动化升级改造提供参考方案。     

钻井管柱自动输送装置的研制与应用

为有效解决目前我国石油钻井现场在钻杆、钻铤及套管等钻井管柱上、下钻台作业过程中存在的钻工劳动强度大、危险系数高及效率低等问题,成功研制出钻井管柱自动输送装置。该装置采用成对抓取机械手与双摇杆起升结构实现对钻井管柱的自动抓取与输送。钻井现场试验结果表明,该装置可在手动与无线遥控2种操作模式下,成功实现钻井管柱在地面与钻台面之间的自动、安全、高效、往复输送,从而取代钻工完成起、下钻井管柱的高强度作业,提高作业效率。     

钻台自动化机械手装置的研制

为了减轻钻井工人的劳动强度,提高起下钻的作业效率和安全性,研制了钻台自动化机械手装置。该装置主要由底座、伸缩臂、液压油缸、固定支腿及控制阀组等组成,它通过旋转、伸缩和夹持机构及相应的控制系统,可由1名钻工操作实现起下钻作业时立根的自动排放。现场试验表明,该装置大大减轻了钻井工人的劳动强度,增强了钻井作业的安全性。     

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。     

橇装式钻机钻具排放机械臂设计与仿真

为适应小型橇装式钻机钻具排放自动化技术的发展需要,采用现代机械设计理论和UG三维设计软件,以大庆-30钻机为研究对象,设计了新型橇装式钻机钻具排放机械臂,并应用UG软件对机械臂的机构模型进行了运动仿真分析。该机械臂由底座、回转支承、支撑臂、前伸臂、连杆、变幅液压缸和末端机械手等组成,采用铰链式四连杆结构设计,运动副都为转动副,承受压力小,不易磨损,并且占据平台空间小,不妨碍其他作业;同时机械臂组成机构多为杆,造型简单,易于后期加工获得较高的精度。仿真分析结果表明,末端机械手在运动时基本沿工作方向水平移动,速度平缓,满足立根的排放和接单根工作要求。     

钻机自动化管具处理系统研究

传统的钻机管具处理方式耗费时间长、安全风险高、劳动强度大。鉴于此,针对管具处理系统的模块化和自动化等方面展开研究,开发了一种由管具处理机械手、自动化钻杆盒和电液控制系统等组成的钻机自动化管具处理系统。该系统由PLC按设定的程序进行顺序控制,自动完成排管、抓管和送管等一系列操作,与顶驱、动力大钳和自动卡瓦配合基本实现由1名操作人员通过计算机控制管具处理的全过程。现场应用结果表明,自动化管具处理系统可以显著减轻工人的劳动强度,施工由4~5人减少至1~2人,实现了管具处理的井架无人化和井口无人化作业,操作灵活,性能优越可靠,具有广阔的应用前景。     

机械钻机电控系统的配置研究

利用系统学方法分析了机械钻机中电器设备分布及不同运行工况与钻机所处不同时期的用电要求,并结合发电设备一次性投资与设备运营费用进行综合评价,优选出最佳电控系统配套方案。对电源布局作了简单介绍,该配套方式不但可以满足钻机不同使用工况要求,同时还可以实现整套钻机使用效益最大化。     

大庆油田气体钻井配套技术及应用

针对深部地层机械钻速慢、中浅层"三低"储层开发动用难等问题,大庆油田开展了气体钻井配套技术研究及实践。通过配套湿度和注气参数等监测装备、判别水层、计算地层出水量、优化钻具组合及钻井参数、采用"内喷外侵"气液转换工艺,解决了地层出水引起的复杂情况、易发生井斜、井壁失稳等问题,形成了一套适用于大庆油田深层泥页岩地层的气体钻井配套技术,实现了在泥页岩地层出水情况下安全钻进。大庆油田27口深井应用该配套技术后,钻井速度提高4倍以上,钻井周期缩短15 d以上;8口中浅井应用该配套技术,在不采取压裂增产措施的情况下,单井产量提高2 t/d以上。这表明气体钻井技术是深层提速及中浅储层保护可行的技术,为大庆油田加快勘探开发进程提供了新的技术手段。      

海洋模块钻机滑轨防止划痕技术研究

海洋模块钻机是海洋石油钻井平台的重要组成部分,目前投入使用的数量已达50台之多。滑轨是承担海洋模块钻机滑移作业的关键部件,在实际滑移过程中,多次出现了滑轨划伤的现象。本文针对上述情况,搜集整理了滑轨划伤的典型实例,对滑轨划伤的原因进行了分析,提出对应的防止划痕技术,以确保钻机滑轨结构的安全性和可靠性。     

安棚油田钻井配套技术应用

论述了安棚深层系钻井中可钻性差、研磨性强、地层自然造斜力强以及易缩径等技术难点，形成了利用地层自然造斜规律技术合理移动井口位置、钻头优选技术以及导向钻井等五项配套技术，提高机械钻速63．79％，缩短钻井周期63．31％，取得了较好的经济效益。     

40DB钻机在导管架平台的应用

为了适应阿塞拜疆里海油区导管架平台的实际情况,对40DB钻机进行了改进设计。钻机的控制系统采用PLC控制技术和现代数字化通信技术,实现数控、电控、气控、通信的一体化设计,提升钻机的自动化水平。钻机主体带动绞车后台底座及猫道可沿导轨整体平移,平移距离最远达80 m。导轨的设计考虑了通用性,使得钻机可以在不同平台上实施钻井作业。井架采用节省空间的自升起升方式,猫道可实现提升钻杆的功能,钻机主体、钻井泵组、固控系统和发电机组等部件的安装位置受力分布要满足平台桩腿承载力的要求。现场应用结果表明,改进设计的40DB钻机各系统运行稳定,达到预期的设计目标。     

钻井液施工配合激进钻井提速技术的研究与应用

钻井液技术作为钻井作业的关键配套技术,其在钻井提速方面有着独特的地位和作用.本文通过对钻井液影响机械钻速的原理分析,提出了钻井液性能参数中的密度、黏度、切力、滤失性能及施工排量等配合激进钻井模式提速的优化思路,以期对钻井时效的提高提供借鉴和指导.     

大庆油田自动化钻井技术可行性研究

自动化钻井具有钻井过程优化．自动控制，优质高效钻进，井身质量好，能精确控制井身轨迹，钻深井、超深井、探井、复杂井的成功率大．成本低，钻井时效高．经济效益好等优点。简要介绍了自动化钻井系统．详细介绍了其子系统即地面自动控制系统、井下自动控制系统和钻井信息系统的组成及原理。结合大庆油田的技术现状制定了几套大庆油田实行自动化钻井的方案，通过可行性分析．得出大庆油田可应用自动化钻井技术的结论，并建议加快自主研制自动化钻井系统的速度．以提高我国钻井技术水平，缩小与国际钻井技术水平的差距。     

气体钻井钻柱失效因素分析与对策研究

文章通过对2005～2021年期间川庆气体钻井所发生的76次断钻具故障的统计分析,认为气体钻井中钻具失效的主要原因在于钻具疲劳、钻具振动、化学腐蚀以及高速冲蚀破坏等几个方面。其中,采用空气锤钻进时,在冲击力作用下钻具的瞬时中和点上移,疲劳点不一定集中于近钻头的?228.6 mm钻铤;高频段的钻具振动对钻具产生的破坏影响较小,而低频段的钻具振动会引发低阶钻柱共振,进而引起钻具振动失效;在地层产水条件下实施气体钻井时,钻具易发生溶解氧腐蚀和二氧化碳弱酸性腐蚀,造成钻具的点蚀破坏;井底岩屑伴随高速气体呈间歇性的高速撞击钻柱形成冲蚀破坏,是造成钻具磨损失效的主因。基于上述原因分析,从优化钻具组合、完善雾化基液缓蚀工艺和气体注入参数等方面提出了具体的对策,为减少后期气体钻井过程中钻具失效机率做参考。     

大牛地气田开发井钻井工艺技术研究与应用

大牛地气田储层特点是低压低渗低产,地层非均质性强、复杂情况多、地层可钻性差,以往的钻井工艺技术钻井周期长、机械钻速低不能适应气田开发的需要,因此,对钻井工艺技术进行研究,形成了一套快速、优质、低成本的钻井工艺技术,降低了气田开发成本、缩短了钻井周期、提高机械钻速和开发的经济效益。