国外石油钻机提升与旋转系统现状及发展

综述美国、前苏联、罗马尼亚等国石油钻机提升与旋转系统主要的发展状况，包括天车、游车、游车大钩、大钩、水龙头和转盘等部件。对各部件的结构特点、性能参数、材料等进行对比，并且详细介绍国外石油钻机提升和旋转系统的最新进展。     

钻井钢丝绳断裂原因的技术分析

钻机提升系统的钻井钢丝绳在油田钻井过程中突然断裂,造成设备顿钻事故。通过对钢丝绳断裂部位、断口形貌、制造质量以及滚动系统滑轮参数等调查情况进行分析,剖析了钢丝绳断裂产生的原因。     

游车大钩高度指示装置的原理及改进

目前 ,钻探及修井作业中 ,司钻在视角很小的情况下 ,目测游车大钩的位置是很不容易的 ,尤其在大风、下雨和夜晚是非常困难的 ,有可能误操作而发生游车大钩顶天车、溜钻等恶性事故 ,致使钻井设备、井口装置、人身安全造成重大损失。为此 ,兰州石油机械研究所研制了游车大钩高度指示器 ,其粗针可读出游车大钩的位置 ,而由精针转动 ,司钻可以体会到送钻的速度和均匀程度 ,处理事故时对“落鱼”的情况等。胜利油田等单位共有十几台在井场使用几年表明 ,如果在方案上做一些改进 ,就能更好地满足油田的要求。1　结构及原理如图 1,游车大钩高度指示…     

钻杆管体开裂失效原因分析

某井施工中,连续发生钻杆断裂事故,检查发现其他钻杆也存在裂纹。对钻杆开裂事故进行了深入调查研究,分析了开裂钻杆样品,对断口形貌、几何参数、理化性能、金相组织和腐蚀产物能谱分析等进行了试验分析。结果表明:钻杆的理化性能均满足API SPEC 5DP要求及用户要求,钻杆开裂机理为腐蚀疲劳,建议加强钻杆管理,采用内涂层钻杆。     

挪威船级社钻井提升设备规范

<正> 1.1 范围 本规范对下列钻井设备的提升、受力和操作系统,提出挪威船级社的推荐作法: ——天车 ——游车 ——大钩 ——吊环 ——死绳固定器 ——升沉补偿装置(仅对移动式钻机而言)     

60Si2Mn弹簧表面脱炭仿真与试验研究

脱碳是影响石油钻机游车大钩中60Si2Mn减震弹簧使用寿命的重要因素之一。试验研究了60Si2Mn减震弹簧表面脱碳与加热时间的关系。利用DEFORM-3D软件对60Si2Mn减震弹簧的脱碳过程进行了模拟,结果表明:随着加热时间的延长,脱碳层深度增加,脱碳程度加剧,初期脱碳速率较快,随后速率逐渐减缓。研究结果对提高大钩使用寿命有指导意义。     

ZJ25/1580模块钻机的开发与研制

新研制的ZJ2 5 / 15 80模块钻机由 15个模块组成 ,总体设计方案先进 ,动力匹配合理 ,传动具有软特性 ,功率利用率高 ,能满足各种钻井工艺要求。选用国际上先进可靠、技术含量高的钻机部件 (如游车大钩、水龙头、转盘等 ) ,使钻机整体技术水平与国外同类钻机保持同步。该型钻机在制造厂经过总体组装、井架起降和伸缩试验及 15 80kN静钩载拉力试验和应力检测 ,试验检测结果令人满意 ,对促进我国中小型钻机技术发展具有积极的借鉴意义。     

基于单片机和PC串口通信的钻机游车监测系统

目前钻机游车实时速度和高度的监测主要是通过检测滚筒转速来实现的,这种监测会因滚筒上钢丝绳层数的变化而产生误差。为此,采用单片机和PC机检测天车定滑轮转速实现钻机游车速度和高度的实时监测,通过串口通信实现单片机和PC机的数据交换。该系统安装简单、检测精度高,便于现场司钻实时监测游车的运行情况。利用VB 6.0设计了监控界面,同时通过试验对设计进行了验证。验证结果表明,监测系统可以测出游车实时速度和高度,游车的运行状态可以通过报表的形式上报和提交。     

APl Spec 8A和DNV TN B105评介

<正> API Spec 8A(以下简称8A)是美国石油学会的钻井和采油提升设备规范,DNV TN B105(以下简称B105)是挪威船级社的海洋钻机提升设备技术说明。因为它们都对石油钻采设备中的天车、游车、大钩、水龙头、吊环、吊卡等重要部件的载荷定额、材料、强度条件、制造、试验要求、连接尺寸等作了重要规定,所以它们都是目前国际上公认的石油     

新型防碰天车系统

<正> 美国Galveston-Houston公司的GH-Bear分公司研制成一种采用微信息处理机进行监控的新型防碰天车系统,不但能有效地防止游动滑车顶碰天车,而且还能监测大钩载荷、游车的运动速度和提供钻井钢丝绳的吨-英里数据。微信息处理机应用公式E=1/2mv~2计算游车运动所产生的动能。式中,m为大钩载荷,v为游车运动速度。大钩载荷系根据钻台上     

4145H钻铤钢的示波冲击性能及其动态断裂韧性

针对石油钻井中钻铤断裂以及北方油田在冬季石油钻铤下井起钻之后存在的冷脆现象,通过示波冲击实验,获得了4145H钻铤钢试样在冲击变形和断裂过程中的冲击力-位移曲线,并用实验得到的总冲击功、起裂功来计算其动态断裂韧度。结论认为：4145H钻铤钢的延性断裂韧度和动态断裂韧度均随温度的降低而降低,其冲击功随温度的降低而降低,起裂功与冲击功的比值随温度的降低而升高,裂纹扩展功及其与冲击功的比值随温度的降低而降低。在钻井工程中表现为：常温下裂纹在钻铤中扩展速率较慢,钻铤不容易断裂;低温下裂纹在钻铤中扩展速率较快,钻铤更容易断裂。该研究成果为合理指导4145H 钻铤的生产工艺和现场正确使用钻铤提供了实验数据支撑。     

石油钻机起升系统的动力学模型和分析

本文对石油钻机起升系统动力学模型的简化进行了探讨,就钻具有刚体位移和无刚体位移两种情形建立了简化模型,并对大钩载荷的变化规律进行了初步分析.在一般情况下,大钩动载在起升初期衰减迅速,而后衰减缓慢,并伴有频率的变化,而且起升加速阶段的钩载均值高于后续阶段的钩载均值.应用作者编制的程序进行了实例计算,计算结果与实测结果吻合较好.     

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。     

4500米钻机提升系统静动态载荷测试的初步分析

本文论述了对国产ZJ—45J型钻机提升系统静动态载荷进行综合测试的结果。通过计算、绘制曲线和载荷谱及验算等手段,整理分析了七个方面的测试数据:(1)判明了提升各部件的安全系数;(2)说明了提升动载(包括振动)相对于时间的变化规律、求得各动载系数;(3)证明了滚筒的角速度、角加速度与提升动载之间的关系;(4)测得了各档的实际换挡载荷,得出不同的功率储备系数;(5)根据所测提升钢丝绳的动拉力取得单滑轮效率值和游动系统效率值;(6)测定有关提升钻柱重量与柴油机转速、钻柱提升线速度的关系及300吨钩载下井架顶部下沉量等;(7)测定绞车刹带在下钻对的动拉力,判明沿刹带周边拉力的分布规律及下钻动载系数。     

X70管线钢管环焊接头氢脆敏感性研究

针对X70管线钢管环焊接头进行12 MPa总压、0.36 MPa氢分压下的缺口拉伸试验,研究焊接接头的氢脆敏感性变化,并结合断裂韧性试验和疲劳裂纹扩展速率试验对其的断裂韧性和裂纹扩展行为进行了研究。结果表明,热影响区位置的断面收缩率下降较明显,表现出较高的氢脆敏感性;与常温常压空气中的原始数据相比,X70钢热影响区在0.36 MPa氢分压环境下的裂纹尖端张开位移（CTOD）值下降了9.6%,断裂表面未出现二次裂纹;X70钢热影响区的疲劳裂纹扩展速率与空气环境相比增加了一个数量级,说明氢气能够增大材料的疲劳裂纹扩展速率,但根据实际管道压力波动情况,在0.36 MPa氢分压条件下X70钢管的氢脆敏感性较小。     

X80钢管焊接接头断裂韧性试验分析

通过对进口钻井隔水管X80钢管进行理化性能分析,了解了国外钻井隔水管材料的性能水平,为隔水管国产化工作的开展提供了一些参考数据;通过对X80管线钢焊接接头的CTOD试验研究,发现焊接接头的断裂韧性在热影响区相对较弱;通过对比分析焊接接头的夏比冲击功和CTOD试验结果,表明CTOD试验对材料的断裂韧性评价是可靠的.     

基于传递函数方法电动钻机起升系统的理论分析

应用多自由度弹性振动的分析方法,建立了ZJ30DB型交流变频调速电驱动钻机起升系统的理论模型并得到了其动力学微分方程组,采用传递函数的方法得到了数值解及仿真结果。结果表明,ZJ30DB型交流变频电驱动钻机起升系统具有较好的起升特性,能满足起升过程的要求,钻机起升加速时间约3 s。理论分析得到的钻机起升系统动载系数为1.98,而现场实测得到的起升动载系数为1.34。二者产生差别的原因在于理论模型的误差、钻机本身具有的软特性和人为操作因素等。理论分析和试验结果对进一步深入研究电驱动钻机及其绞车特性和产品设计都具有一定的参考价值。     

西气东输二线用X80级钢管断裂韧性指标探讨

回顾了管线裂纹止裂研究的成果,通过实物试验分析表明,20世纪70年代的止裂公式在确定高韧性管线的止裂行为上已偏于危险。结合西气东输二线工程工况,提出了断裂韧性指标确定的原则和基本要求。根据不同标准对延性止裂的论述,通过止裂韧性研究,确定了西气东输二线用管止裂所需的韧性指标。