9000m交流变频钻机的研制

针对目前国外9000m钻机技术水平落后,不能实现自动化、智能化操作,无法满足现代超深井、复杂井以及欠平衡钻井等复杂工况要求的状况,研制了我国首台9000m交流变频钻机。该钻机采用全数字交流变频和直流控制技术相结合,钻机的传动、控制及井架、底座等关键技术和集成技术达到了国际陆地钻机领先水平。现场应用表明,该钻机的各项性能指标达到了设计要求和现代钻井工艺要求。     

我国成功研制9000m超深井钻机

我国自行研制开发生产、具有自主知识产权的9000m超深井钻机已顺利通过专家评审验收，目前已运抵新疆克拉玛依油田，预计今年6月份开始勘探工作。     

先进的陆上钻机

美国National Oilwell Varco公司研制成功的快速钻机，是一种先进的陆上钻机。其2500kN的大钩载荷，可适用于钻浅-中深井。其独特的小型和自动化配置设计，可使其易于运输和在井场快速安装。该钻机只用1台专门的升降叉车，无须起重机或安装扒杆，即可将安装快速完成。     

中国成功研制9000m超深井钻机

据中国石油集团消息，中国自行研制开发生产、具有自主知识产权的9000m超深井钻机已顺利通过专家评审验收，目前已运抵新疆克拉玛依油田，预计2006年6月份开始勘探工作。9000米钻机的研制成功，打破了国外企业对超深井石油钻机的垄断，将把中国海洋深水油气田、大位移井及其他复杂油气田超深油气藏的勘探开发提高到一个新水平，标志着中国在超深井石油研制生产方面取得重大突破，代表了中国目前钻机研发的最高水平。     

7000m组合式快速移运钻机的研制

为了适应丛式井油气开发,并满足作业区域间的长距离快速搬家要求,研制了7 000 m组合式快速移运钻机。钻机的主机模块和钻井液模块配套有移运装置和步进移运装置,可实现长距离快速移运和丛式井间高效移运。其设计关键技术包括丛式井步进移运+长距离轮式移运技术、钻井液模块的快速拆分和组合技术、拖挂式高位猫道设计、悬挂伸缩式电缆存放架设计及大型拖挂模块行车制动系统的研制。同时对钻机进行了起升、载荷以及移运等试验。试验结果表明,钻机的各项性能符合设计要求。该钻机的研制成功可为其他类似产品的设计提供参考。     

中深井钻机移运技术与发展刍议

随着宏观经济的增长,人们对能源需求的不断增加,以及国际市场原油价格的不断攀升,国际各大油公司纷纷加大开采力度,对钻井装备的需求加大,同时对钻机搬家时间的要求也越来越短,如何提高钻机的移运性,缩短搬家时间,已成为国产钻机能否在国际市场走得更远的问题。为此,对中深井钻机的移运技术做了介绍,重点分析了国内外中深井钻机移运技术现状,指出国内在该技术发展中存在的问题,并提出了若干发展建议。     

国内首部9000m钻机在准噶尔盆地钻探成功

近日，由国内自主研发的第一部9000m交流（电）变频钻机，在准噶尔盆地成功钻探至设计目的层7380m。这是国产钻机在准噶尔盆地钻探的最深探井，也是中国石油最深的一口探井，标志着中国石油跻身世界超深井钻探队伍之列。     

快速陆上钻机自动化程度高

美国国民油井瓦高公司研制成功一种先进的陆上快速钻机，其250吨的大钩载荷适用于钻浅井和中深井。 这种钻机独特的小型和自动化配置设计，易于运输和在井场快速安装。它只用一台专门的升降叉车，无须起重机或安装扒杆，即可快速完成安装。     

7000m快速移运拖挂钻机设计

为了提高钻机的移运性能,缩短钻机搬家时间,研制了一套7 000 m快速移运拖挂钻机。该钻机短距离搬家时满足井架、底座直立状态整体移运要求,在移运条件受到限制时,井架(带天车、游车钻井钢丝绳及顶部驱动装置等)和底座(带钻台设备)分别单独低位整体移运,钻机各辅助功能模块也能满足快速搬家的要求。钻机配套了整体正压防爆司钻控制房和钻机消防系统,提高了钻机使用的安全性。在阿布扎比油田基地的现场应用中,钻机从着手搬家到搬家就位完成所有部件连接达到钻井状态总共用时48 h,钻机所有部件搬家车次约为16车,比常规7 000 m钻机节省80%的拆卸、搬家、安装时间和搬家车次,大大缩短了钻机的搬家时间,提高了搬家效率,降低了搬家成本。     

560kW快速移运钻机的研制

为提高钻机的快速移动性能,满足石油装备市场对快移钻机的需求,研发了560 k W全配套快速移运钻机。该钻机模块高度集成,具有现场拆装方便快捷和移运迅速等优点。该钻机配备整体拖挂钻台,可液压起放台体和钻台整体,司钻房和防喷器等可随钻台一起实现快速整体移运。钻井泵、电控系统及固控系统采用半拖挂车结构设计,可实现外围配套的快速移运及安装。在中东地区作业,拖挂钻台移运速度15 km/h,整套设备在10 km井场移运用时11 h,整体使用效果良好。该钻机的研制成功为钻台及外围配套,乃至成套钻机的快速移动设计积累了经验,也为类似设备的设计和使用提供了借鉴。     

7000m连续起下钻及连续循环智能钻机技术研究

针对常规深井钻机在钻井作业过程中,普遍存在的总起下钻时间长,井下复杂情况多,自动化程度低,劳动强度大,以及钻井成本高等诸多问题,提出了一种连续起下钻及连续循环智能钻机方案,并对该钻机的总体方案、连续循环、起下钻、管柱处理及集成控制等关键技术进行了详细描述。该连续起下钻及连续循环智能钻机可用于陆地、海洋半潜式和浮式平台等多种环境,其主要优点是提高钻井效率和作业安全性,大幅降低钻井成本,具有很高的适应性、经济性和先进性。     

海洋平台9000m钻井模块绞车的研制

介绍了海洋平台9 000 m钻井模块绞车的技术方案、结构特点、性能特点和主要的技术参数.该绞车采用4台700 kW交流变频电机驱动,通过2副单级齿轮传动来驱动滚筒轴,在绞车后部配置有2台小电机驱动的自动送钻装置.该绞车与国内同类产品相比,具有外型尺寸小、传动效率高、结构简单、质量轻、性价比高等特点;电机等主要部件采用高等级防护,以适应海上平台的要求.     

8 000 m四单根立柱自动化钻机研制

目前,石油钻机多采用三单根立柱进行钻井作业,管柱处理多以手动操作为主。为了提高钻井效率、降低钻井成本、改善工人作业环境、提高钻井作业安全性,研制了8 000 m四单根立柱自动化钻机。从钻机总体方案、关键系统方案、关键技术及试验等方面对该钻机进行技术分析。通过试验证明,8 000 m四单根立柱自动化钻机适应能力强、自动化程度高、作业效率高、作业安全。该钻机为石油勘探开发提质增效提供了有力的装备保障,具有良好的推广价值。     

3000m快移快装钻机创新技术及应用

针对常规3000m钻机普遍老旧、结构零散、拆装运输工作量大,公路运输时底座等需拆成散件失去快移性能等问题,基于集成化和模块化的设计理念,研制了3000m快移快装钻机.该钻机在关键配套件上进行技术创新并充分考虑油田运输条件和车辆运输能力,将钻机主体拆分成独立的大模块,模块之间又采用快速组合与拆分技术,以简化机械结构,减少...     

9000kN深水钻机井架设计与试验

深水钻机井架在作业过程中不仅要承受环境载荷和操作载荷,还要承受由于平台运动而产生的动力载荷。在分析9 000 kN深水钻机井架设计要求的基础上,确定了井架的主要技术参数和结构方案,即选择单斜瓶颈式塔形结构,有效高度64 m;同时应用有限元分析软件SACS对井架进行了计算分析,并依据相似原理设计了井架的缩放模型,对模型井架进行了动态载荷和最大钩载荷联合加载。分析结果表明:井架在操作工况和风暴工况下的最大UC值分别为0.984和0.933,满足API Spec 4F规范;模型井架的最大Von Mises应力为126.12 MPa,结构的安全系数为1.67,验证了有限元计算的正确性。所得结论为我国的海洋井架设计提供了参考。     

7000 m极地轮轨钻机固控系统的研制

国内极地轮轨钻机所配套的固控系统目前并没有系统性研究和较为成熟的方案。鉴于此,结合国内外极地轮轨钻机固控系统配套要求,研制了7 000 m极地轮轨钻机固控系统,并优化和完善了固控系统配套方案、设备布局和工艺流程等。7 000 m极地轮轨钻机固控系统通过采用模块化设计,各模块功能独立,实现了模块间连接方式简单、快捷;罐体底部采用保温结构,罐体内部布置蒸汽加热管线,实现了固控系统在低温环境下的正常工作;岩屑输送系统采用两种工作模式,满足岩屑现场运输及排放要求。该系统在北极圈附近的钻井作业过程中,其保温棚内部实际温度达到5℃以上,各模块间密封可靠,底橇保温性能良好,能够确保钻井作业的正常进行。现场使用结果表明,该固控系统设计满足低温环境作业要求,适应俄罗斯及极地地区冻土层丛式井作业,其系统布局和钻井液处理工艺流程满足现场钻井需要。     

7000m双向移动模块钻机底座技术分析

为了获取7 000 m双向移动模块钻机(ZJ70DB)底座的力学特性,分析了该底座的主要结构特点,并用ANSYS软件建立了底座模型,在不同载荷和地震工况下对底座进行了强度计算和校核;同时在试验基地对底座进行了安装和调试工作。分析及试验结果表明:该底座为双层结构,采用双层滑移导轨实现丛式井作业,主机移动过程中实现"零"拆卸,强度及稳定性符合设计要求,底座滑移系统工作稳定,各部件性能指标达到设计要求,既可用于陆地丛式井钻井作业,也可模拟海洋丛式井钻机作业。所得结论可为陆地及海洋大型钻机的设计提供参考。     

石油钻机智能缓冲防碰装置

目前国内生产的直流钻机没有能耗制动功能,由于生产进度的原因,司钻经常使游吊系统下放得很快,在接近钻台时快速刹车,这种操作方式不仅会损坏设备,同时存在安全隐患。为此,设计了石油钻机智能缓冲防喷装置。该装置由主控计算机、绝对值编码器、悬重检测变送器、报警装置、输出信号以及刹车系统等组成。装置通过安装在绞车滚筒轴上的绝对值编码器实时检测滚筒旋转的角度,由主控计算机计算出游吊系统的位置和速度,并与司钻设置的预警高度、缓冲高度、减速目标速度及最大下放速度进行比较,实时调整刹车力矩。现场试验结果表明,在游吊系统上限速度不大于1.2 m/s,防碰预警缓冲高度与防砸刹车高度距离不小于2.5 m的条件下,游吊系统限速以及减速控制精确度较高。     

山地模块化地面钻机关键技术研究

针对山地复杂地形矿区,大型车载式地面钻机无法直接驶入钻场施工的难题,研制了山地模块化地面钻机。对该钻机的倍程式给进机构、给进机构液压系统、双马达动力头和可翻转式提引卸扣器等关键技术进行了研究,采用理论计算、结构设计和模态仿真分析等方法,实现了给进油缸小行程情况下给进行程的放大、给进速度的稳定可调以及动力头旋转在高低速模式下无级变速等功能,提高了山地模块化地面钻机加接钻杆工效。同时,在钻机整体方案设计时采用了模块化设计的思路,可实现钻机的模块化拆解搬迁,大大提高了钻机适用性。山地模块化地面钻机能够用于山地复杂地形及通行路况差的煤矿区地面施工,可降低施工成本,提高钻进效率。该钻机为山地复杂地形矿区地面钻井施工提供了装备支撑,并为以后同类型设备和技术研究提供了参考依据。