中国海上固定平台模块钻机自动化技术现状及展望

通过提高海上钻井装置自动化配置水平,可有效提高钻井作业时效和作业安全性,对海上油气田开发具有重要意义。回顾了中国海上移动式钻机和固定式钻机发展历程,通过两种海上钻井装置的自动化技术应用情况对比,分析了海上固定平台模块钻机自动化技术发展现状,重点对模块钻机的集成操作控制系统、管具自动化处理系统和钻井液混配处理系统进行了研究。通过研究分析,指出了模块钻机在上述3个自动化应用领域存在较大差距,最后展望了中国海上固定平台模块钻机自动化技术的发展方向。     

大庆油田钻机使用效益分析

本文对大庆油田目前使用的各种类型钻机的驱动能耗、钻进速度、移运性、钻井时效和钻机适应高压喷射钻井能力进行了比较,对钻机投资、管理与维修效益进行了分析,认为应该根据不同钻探地区、钻井类别及钻机搬迁等的综合经济效益合理选用钻机。     

经济实用型钻机方案

目前各油田对钻井成本控制要求严格,节能降耗的钻机更受欢迎。以4 000 m钻机为例,提出了ZJ40/2250JD型钻机方案。目的是寻找一种性能先进,可满足钻井工艺需要的钻机;符合HSE管理和安全生产的要求;价格便宜,容易被用户接受;合理的能源匹配,使能耗降到最低;安装、维修方便。     

石油钻井井场电气安装工程的规范化研究

在统一钻井井场防爆区域划分标准的基础上,建立防爆区域等级与电气设备防爆形式的对应关系,可确保防爆性能。将钻井井场的系统接地形式统一为TN-S系统中性点接地,明确并统一井场系统接地的安全技术要求。对机械钻机及转盘电驱动钻机、电动钻机等供电系统进行对比分析及统一。将钻机总等电位联结分为400V和600V/690V两种,并对辅助等电位联结进行了分析。列出了发电房或电控房的供电接口内容,规范了井场用电设备的供电。该项目已在四川油田逐步推广应用,取得明显的效果。     

DDF电驱动钻机电气控制系统

1 .电驱动钻机钻机是大功率、多工作机联合工作的重型机械。在石油天然气工业中钻机起着重要作用。然而传统的机械钻机机械传动系统复杂、能耗大、效率低、自动化程度低、手工操作繁重、工业卫生条件差。随着石油工业的发展 ,深井、超深井增加 ,钻采技术日趋复杂 ,传统的机械钻机也越发显得力不从心 ,大力发展新型电驱动钻机已成为钻机发展的必然趋势。新型电驱动钻机采用ＡＣ—ＳＣＲ—ＤＣ驱动比机械驱动钻机有以下突出优点 :传动效率高 ,比机械驱动约提高 1 6 % ;具有无级调速的钻井特性 ,可提高钻井效率 ,柴油机—发电机组始终处在最佳…     

盘式刹车调节与钻压关系的分析

从钻机盘式刹车系统在钻井过程中的作用入手,以ZJ40/2250L型钻机盘式刹车系统为例,分析了制动力矩与盘式刹车系统各参数的关系及对钻压的影响;叙述了盘式刹车单独实施钻进作业时,司钻调节手柄的角度变化与钻压波动的关系及对下钻过程的影响.通过对钻机盘式刹车系统分析,对于指导盘式刹车系统没计,指导司钻操作具有重要意义.     

智能钻机与传统钻机系统组成差异与发展分析

智能钻井相比传统钻机在系统组成上具有显著进步，但整体水平仍有待提升。通过传统钻机系统组成介绍及智能钻机研发进展分析，对比智能钻机与传统钻机在八大系统组成中的具体改进之处，阐明了智能钻机不同系统及整体的发展方向。分析结果表明：起升系统、旋转系统(尤其是井下部分)、控制系统、井控系统、传动系统是钻机智能化、信息化改造的重点，钻机信息化、作业标准化、系统集成创新、运转高效化等方面需继续推进研发；基于功能裁剪方法，提出了侧重基础功能与结构简化的未来连续管智能钻机方案。分析结论可为智能钻机集成化发展与提高钻井效率提供创新思路。     

新型超长单根可变位钻机的技术进展

可变位钻机的应用始于 1990年 ,现被誉为“超长单根可变位钻机”。这种钻机能够进行斜位、垂直、定向和水平井的钻井。根据现场实际应用情况和各方面的需求 ,Precision钻井公司换代新产品在不断创新的基础上广泛采用了PLCs系统、液压千斤顶系统和模块化设计 ,使得新型可变位钻机的用途更加广泛 ,更易于遥控 ,更安全 ,更便于整体移运或模块化移运 ,从而可大大提高浅井钻井施工的综合效率。简要回顾了可变位钻机的发展历程 ,重点介绍了产品的性能特点 ,并与其它常规钻机的性能做了对比。     

推行“油改电”项目节能增效的探讨

针对大庆油田深井钻机能耗较高的突出问题,以节能增效为目的进行管理创新,改变电动化深井钻机传统驱动方式,由柴油机发电机组驱动钻井改为利用工业电网驱动钻井(简称"油改电")。通过现场调研和理论分析及现场实践,解决了钻机改造和设备配套方面的几项关键技术,实现了利用工业电网驱动钻井的安全性、节能性和实用性;试验井资料分析表明效果显著,完全可以在油田全面推行"油改电"项目,为油田节能增效实现绿色钻井、科技钻井拓宽了渠道。     

大庆地区ZJ—15D钻机的钻井泵能耗与功率

大庆石油学院与大庆钻井二公司于１９９３年对大庆地区ＺＪ－１５Ｄ钻机的能耗与功率进行了初步的测试。通过测试发现在正常钻井条件下，钻井泵能耗达钻机总能耗的百分之七十以上。在整个钻井过程中，泥浆加重以前（１．１５ｇ／ｃｍ＾３），钻井泵驱动电机的输入功率约为４２０￣５００ｋＷ；泥浆加重后（１．７５ｇ／ｃｍ＾３），功率约为６００ｋＷ，最高达６２０ｋＷ。测试还发现在钻每一个立根时，开始都有一个较有规律的功率峰     

机械驱动钻机起升系统的偶合器传动

针对机械驱动钻机液力变矩器传动消耗燃油多的问题,开展了液力偶合器传动的试验。实践证明,液力偶合器加正车箱传动有利于链条传动,可节约燃油,但起下钻时效低,井越深则时效越低。为此,总结了液力偶合器和液力变矩器的传动特性;分析计算了2种传动绞车起升系统的效率与功率利用率,起升速度、起升功率及全井起升时间;做了全钻机经济性分析。最终得出液力偶合器传动优于液力变矩器传动的结论,认为液力偶合器传动将成为机械驱动钻机的发展方向。     

钻井平台供配电可靠性方案优化

现代化机械的大量应用对于钻井平台电力系统的安全性和可靠性提出了更高的要求。为保证电子设备在使用环境复杂严峻的钻井平台上的平稳应用,除了提高设备本身的可靠性和电磁兼容能力外,还需要从增加冗余度和提高供电质量这两方面入手。该文主要从供电冗余和UPS电源两方面,结合海洋钻机的实际应用进行分析,提出了一种可行性方案,并在实践中加以运用,取得了较好的实际效果,对进行平台电力二次系统的供电可靠性设计和优化提供有益参考。     

超深井钻机网电改造技术及推广应用

分析了西南地区钻机实施网电改造的可行性、改造方案及技术配套,并根据现场应用情况,成功地在西南地区钻井市场大面积推广使用网电钻机,取得了较好的经济效益和社会效益。     

海洋钻井多参数仪系统设计研究

海洋钻井多参数仪是为海洋各类钻(修)机配套设计生产的多参数监测仪表系统,可测量显示钻(修)机作业过程中的大钩悬重和钻压、转盘扭矩、立管压力、吊钳动力钳或套管钳扭矩、转盘转速、泵冲速、泥浆罐体积、游车高度、井深、钻头位置等47个参数的变化情况,帮助司钻掌握钻机、泥浆泵和防喷器的工作状态以及H2S和可燃气体浓度。通过对钻井过程的实时监控,对预测预报工程事故、提高工作效率、安全生产、降低作业成本、有效保护油气层等起重要作用,为渤海地区油田设备远程数据监控提供了较好的范例。     

国内外石油钻井装备的发展现状

在对国内外石油装备资料进行广泛调研的基础上,详细介绍了国内外石油钻机发展的新趋势及交流变频调速电驱动石油钻机、液压钻机、快速移运钻机等新型石油钻机的性能及参数。介绍了国内外电驱动和液压驱动两大类型新型顶部驱动钻井装置、钻井泵等设备的最新发展现状及大功率三缸钻井泵、液压泵和六缸钻井泵等新型钻井泵的性能及参数。从国内外石油装备的发展现状看,石油装备正在向型式多样化、技术先进化、设计人性化趋势发展,据此提出了我国发展石油钻井装备的建议。     

钻机液力变矩器传动的分析及改进

通过对钻机采用变矩器后的工效分析、燃油消耗量分析和经济效益分析,作者认为,在钻机上采用变矩器传动,可提高钻机的起升工效,扩大工作机转速调节范围,延长各部件的工作寿命,但是在钻进时工效低,燃油消耗量较大。作者建议,在钻机上使用变矩器,要配备闭锁装置。     

机械驱动钻机大钩起升挡速的合理分配

本文以充分利用钻机起升功率缩短机动起升时间为基础,用最优化方法探讨起升速度的合理分配问题,建立目标函数,并用ZJ32J、ZJ45J和45ZJ钻机的参数进行计算,所得结果对于钻机起升系统的设计和起升理论的研完有一定的参考价值。     

钻机盘式刹车系统优化设计的理论探讨

分析了钻机盘式刹车系统中刹车盘和刹车钳的受力状态,导出了其受力和摩擦面上耗散功率等因素之间的基本关系式。根据能量守恒原理又推导了钻机盘式刹车系统的能量转换表达式。通过进一步分析盘式刹车系统的使用要求和刹车过程中失败的主要形式,提出了刹车盘摩擦表面温度变化的理想曲线和耗散功率变化的理想曲线。建立了钻机盘式刹车系统的优化设计模型,并进行了分析讨论。     

石油钻机直流电动机的现状与发展

本文阐述了世界石油钻机电驱动型式的发展概况，重点介绍美国ＧｅｎｅｒａｌＥｌｅｃｔｒｉｃ公司、ＥＭＤ公司、Ｂａｙｌａｒ公司、俄罗斯、荷兰、英国、罗马尼亚以及我国石油钻机直流电动机的结构特点、功率、变型、特性曲线以及技术发展特点。指出世界石油钻机直流电动机的发展趋势是：高功率、大扭矩、高效率、低损耗、适应性强、经济性好、可靠性高。结合我国具体情况，提出了进一步改进和利用现有直流电动机，研究与开发ＧＥ—７６１型直流电动机和串激直流电动机，研制电动机轴承和电刷，以达到１００％国产化的建议。