基于遗传算法的无绷绳修井机钢丝绳与井架夹角优化设计

定绳与井架的夹角、快绳与井架的夹角,对无绷绳修井机井架的应力和变形影响很大,为了降低井架的应力和变形,用遗传算法优化了无绷绳修井机定绳与井架的夹角、快绳与井架的夹角.基于ANSYS分析了优化前后两种方案无绷绳修井机井架的应力和变形,分析结果表明,优化后的方案井架的应力和井架上天车位移减小了,优化设计方案明显改善了无绷绳修井机的结构参数.     

XJ1200型山地修井机的研制

鉴于常规车装修井机和常规模块修井机均不适应山区、丘陵、沼泽等地区,以及道路条件差和井场作业面积小的情况,研制了XJ1200型山地修井机。该修井机主要由车载主机、井架、底座、钻井液净化系统、钻井泵房、发电机组和油罐区等组成,它采用车加模块的方式和直立套装井架,载车质量大为减轻,最小转弯半径仅为12m,爬坡度有很大程度的提高,井架稳定性好,不需要任何绷绳。该修井机既能修井,还能进行二期侧钻作业。总体性能符合相关技术标准和规范。     

丛式井移动式修井井架

丛式井移动式修井井架装置适用于陆地平台丛式井修井作业。只要在直排丛式井地面装上轨道,这种井架装置便可采用手摇或电动两种方式移动,操作简单、使用方便。设计计算表明,松井井架绷绳,装置的底座、连接拉杆和配重块可保证井架不会倾倒,移动平稳。这种装置可在油田推广使用。 — — 一 二:     

ZJ30自紧绷绳钻机的研制

在XJ550自紧绷绳修井机的基础上,对ZJ30钻机进行了自紧绷绳创新设计。取消了传统的4根防风载绷绳设计,其风载绷绳固定在井架基础及折叠钻台绷绳支座上、内负荷绷绳固定在车架上、二层台交叉绷绳固定在折叠钻台绷绳支座上。主要优点是不再需要设置锚坑锚桩,因而占用的作业区域小,实现了钻井作业环保、安全、快捷、高效的目标。     

XJ70DB电动修井机的研制与应用

鉴于柴油机驱动修井机存在废气排放量大,噪声污染严重,工作效率低,以及安全隐患多等技术缺陷,研制了XJ70DB电动修井机。整机采用模块化设计,主要包括电驱绞车模块、液压控制模块和电气控制模块。其中,电驱绞车采用双速电机加齿轮减速箱传动方案,以双速电机变极调速取代机械换挡调速,操作方便,结构简单,运行可靠,噪声低。采用盘式刹车与绞车电机能耗制动联合刹车技术,刹车准确可靠,启停平稳。电气控制系统采用PLC集中控制,为修井作业创建了数字化、自动化和信息化平台,全面提升修井机自动化水平。23口井的现场试验结果表明,该电动修井机具有节能环保、安全高效、自动化程度高及操作方便等优点。     

地锚桩安装位置与井架极限承载能力研究

在对修井机井架进行安全评价时,大部分研究者极少考虑到井架结构的承载能力与地锚桩之间的关系。为此,利用ANSYS软件建立井架-绷绳-地锚桩系统有限元分析模型,对地锚桩绷绳固定的理想修井机井架进行线性屈曲分析和双重非线性分析,以评定井架结构极限承载能力。以桩基础安装位置作为变量,并利用参数化编程方法,分析地锚桩位置与修井机井架极限承载能力的关系,进而得出井架承载能力的分布规律。该项研究结果可为井架现场施工提供理论依据。     

一种车载自紧绷绳式修井机的研制预案

车载自紧绷绳式修井机是专门针对油田出国作业研制的设备,要求在保证作业安全的前提下提供一种作业准备周期更短、适应更狭小的作业环境、满足更苛刻环保要求的修井机。为此,从整机稳定性设计,井架强度设计计算,安全、环保、经济性设计等方面进行了论证。     

南海西部修井新模式的可行性研究与应用

由于角二段储层具有提液增油的潜力,南海西部油田决定对涠洲11-1油田A8S2井进行换大泵作业。但该油田属于无修井机海上平台,传统钻井船修井模式具有"两高、一慢、一难"等特点。针对如何解决无修井机平台以较低经济成本快速完成修井作业的问题,提出了液压举升装置修井新模式。通过对225K液压举升装置的可行性评估,主要包括风载计算、绷绳锚点布局、隔水导管腐蚀检测、隔水导管和防喷器组承载力校核等,论证了在作业工况下其整体强度满足现场安全要求。A8S2井先导性试验结果表明,除去天气和铳孔作业的影响,作业时效将会比计划提前2.37 d,与钻井船修井模式相比节省费用682.21万元,累计增油预计达到0.98×10~4m~3。研究认为,通过液压举升装置修井新模式能够以低成本迅速解决油水井动管柱作业,为同类无修井机海上平台及时恢复故障井生产、降本增效等提供了借鉴。     

不压井修井机

一种新一代移动式轻型EDM不压井修井机已由美国工程钻井机械厂(EDM)设计制成。它既可在环境敏感的陆地作业,还可在钻井船上进行深水作业。 　　EDM修井机运用了齿条和小齿轮概念。所用传动部件有共同挂在链上的齿条元件、小齿轮、齿轮箱和马达(电动或液压)。齿条装在U型导轨内,由装在井架底部的马达驱动小齿轮和齿轮箱推拉。嵌齿轮装在每台齿轮箱的输出轴上。对于具有补偿升沉功能的钻机,液压马达与电动马达并列地连接着,齿轮箱用法兰与导轨连接着,以保证嵌齿轮与小齿条适当地接触。每端两个齿轮箱之间是两个驱动轴,可调整两端间的角度误差,成为另一端的紧急固定系统。 　　修井机分成两部分运输,12h内便可装好工作。其优点是取消绞车、游车和天车,不用钻井钢丝绳,还可自动移送钻杆。整机重120t,提升能力为980～3432kN,井架指梁容量为8000m。此外,这种修井机还配有独特的防钻杆压曲装置,其推拉能力能保证将钻杆立根一次强行下入压力大的井内,并能精确地控制住井。 　　EDM不压井修井机的控制系统包括频繁驱动和刹车装置,受司钻室控制,司钻可随时选定待通电的马达数量。凡常速、加速及停速均由操作杆控制,升沉补偿作业也受司钻室控制,根据液压被动补偿和电力主动补偿原理来进行。交流马达驱动系统能将整个载荷长时间控制不动。 　　胡辛禾编译自Hart′s E&P2000年副刊,第96页     

具有节能和环保优势的液压蓄能修井机

为克服常规修井机的固有缺陷而研制的液压蓄能修井机,取消了井架、游车、天车、绞车、变速装置等常规修井机的传统部件,使修井机配置简化,能够有效蓄能和用能,大幅度降低修井机的装机功率,并显现出良好的HSE性能。该修井机在设计思想、工作原理、结构等方面均有创新:充分利用修井作业间歇性,将节能与蓄能有机统一,实现能量的有效利用;将组合油缸直接提放管柱与能量有效调配的设想相结合,使之具有井架及绞车的功能。可以预测,具有节能和环保等技术优势的液压蓄能修井机将有广阔的应用前景。     

XJ250修井机起升系统的制动过程仿真

修井机起升系统的制动特性对复杂修井作业过程具有重要影响。以XJ250型修井机起升系统为研究对象,建立了包含液压盘式刹车在内的起升系统的动力学简化模型,通过三维建模软件Pro/E和机械系统动力学仿真分析软件ADAMS对下钻工况的制动过程进行动力学仿真分析,得到了在不同制动力矩作用下的修井机起升系统滚筒角位移、角速度及角加速度曲线,仿真结果与实际运行情况相符。该项研究为修井机起升系统液压盘式刹车工作制动性能的改善奠定了理论基础。     

多功能平台海洋修井机模块研制

针对胜利油田多功能平台面积小、井口组多、平台承载能力小和安全要求高等特点,研制了多功能平台海洋修井机模块。该模块主要由井架、底座、绞车、转盘、动力系统、控制系统和滑移系统等组成。修井机模块结构紧凑,整机安装在甲板导轨上,可沿导轨纵向和横向滑移,底座设有多个梯子和坡道安装位置,满足多井口组的修井作业;绞车采用气动钳盘式辅助刹车,质量轻;采用电喷防爆柴油机驱动,提高了修井作业的安全性。由有限元分析计算可知,修井机的强度、刚度和稳定性等均满足相关规范要求。该海洋修井机模块分别在不同平台上使用,完成现场上百口井的修井作业,使用效果良好。修井机布局合理,结构紧凑,安装及拆卸简单,便于海上吊装及运输。所得结论可为修井机模块的进一步优化和老平台改造提供参考。     

DZXJ20/1580双动力钻修机的研制

针对目前油田在用传统钻修机工作效率低、作业成本高以及存在噪声污染等问题,研制了DZXJ20/1580双动力钻修机。该型钻修机由双动力系统、传动系统、起升系统、旋转系统、气液电控制系统和运载车等部分组成,它配有双动力系统,即一台为柴油机,主要作为运载车行驶的动力,同时可以兼作钻修井作业的备用动力;另一台为交流异步电动机,利用工业网电电源供电,作为钻修井作业设备(绞车、转盘等)的主动力。这种新型钻修机具有动力可靠性好、传动结构简单、工作效率高、操作方便和节能环保等优点,同时它能够自走行驶,快速移运,搬迁和安装便捷,能更好地满足油田钻修井作业的需要。     

液压转盘小修作业矿场适用性分析

随着油田隐患井数量逐年增加,井况日益复杂。为实现有效降低修井作业成本,减少工人劳动强度,各油田提出了小修代替大修作业。液压转盘是油田修井作业时用于钻水泥塞以及浅井套铣、造扣等井下作业的一种新型机械化设备,可为倒扣打捞提供旋转动力,扩大小型修井机的作业范围和能力。在J油田进行8井次试验,单井缩短作业周期15 d以上,节省作业费用￥40多万元,实现了降本增效的目的。     

海洋钻修机采用顶驱装置的可行性研究

在简述海洋钻修机采用顶驱的难点及对顶驱的要求后 ,着重分析了意大利Soilmec公司HTD— 2 0 0液压顶驱的结构、技术指标和参数。针对HZJ30海洋钻修机井架采用前开口、直立无绷绳、双节套装式结构 ,自身不具备较强抗扭能力的特点 ,提出安装顶驱需适当加固井架下体 ,在井架上部采用柔性连接 ,在井架下部采用刚性支架的安装型式。最后对海洋钻修机顶驱的使用环境及预计效果做了初步分析。     

海洋修井机井架有限元分析及结构优化

为了将海洋修井机改造成可钻调整井的钻修井机,必须依据现有修井机的设备能力和已具备的顶部驱动钻井装置,针对钻调整井的钻井参数,对其支撑系统等进行校核计算。利用ANSYS软件对某海洋修井机井架进行了三维有限元分析,得到了位移及应力分布。分析结果表明,几种极限工况下的强度不能满足要求,必须对井架采取结构加强。提出了井架结构优化和顶驱系统安装方案,通过有限元计算和结构干涉模拟,方案满足安全使用要求。     

红旗—100联合作业机

<正> 目前,用于油田修井作业的修井机,一般都不自带井架,在进行修井作业时,需另行配置,这就使井架的立、放和搬运工作量十分繁重,给修井作业带来极大不便,且不经济。 经调查研究,并结合油田实际情况,需要为红旗-100通井机装设井架。在此基础上,我们改装了一台红旗-100联合作业机。通过试验证明,能适应修井作业的要求,实现了一机多用,简化了施212212序,达到了预期目的。     

海油固定平台修井机BOP控制装置与游车大钩联控改造

修井机作为井下作业的主要动力设备,是下钻具、吊升设备、驱动转盘等作业过程中不可或缺的一部分。在油田开发生产过程中,修井作业是油田增产、稳产的一个重要手段。而任何钻修井作业都时刻面临着井喷井涌,本方案通过对油田修井机BOP系统、游车大钩控制系统改造,将两套系统的应急关断系统合二为一,进行控制系统简化,有效降低和控制井喷井涌所带来的风险。     

四川油气田修井机现状与发展

修井设备分为常规和非常井设备,常规修井设备可分为通井机和修井机;非常规修井设备主要是盘管修井机和不压井起下钻设备及与之配套的各种工具。四川在修井时主要采用常规修井设备。四川现有的修井机主要是带双节伸缩式井架和提升系统的自走式修井机。文中分析了各类型号修井机的功能笔特点,提出了在修井过程中存在的问题;分析了国外修井机的特点,性能,提出了四川修井设备在研制和改造中的设想。     

钻修机绞车滚筒的有限元分析

绞车是钻机、修井机的核心部件,绞车的核心部件是滚筒,滚筒作为油田钻修井设备的主要传动部件,在整个传动系统中有举足轻重的地位。利用有限元法对绞车滚筒进行分析与研究,为绞车滚筒的设计和校核提供了参考。以650型钻修机绞车为例,进行了具体的有限元分析。