新型交流变频电驱注入头的研制

注入头作为连续油管作业的主要零部件,在连续油管中发挥重要作用。近年来,紧跟国外连续油管设备自动化、智能化的发展趋势,研发了一种新型的用交流变频电驱的注入头,主要采用工频电经过变频器变频调速后,为注入头运转提供动力。与传统液压驱动系统相比,电驱注入头驱动系统自动化程度高,稳定性好,系统能效利用率高。该装置研发的成功,将提升国产连续油管设备制造研发的技术水平。     

连续管注入头驱动方式优化设计

目前连续管注入头驱动方式在实际使用过程中均存在一定的缺陷。为弥补这些缺陷,同时提高注入头的使用性能,从注入头的结构特征和运转特性着手,在阐述各种驱动方式的基础上进行优化设计,提出了一种基于液压辅助的柔性同步驱动系统。运转及测试研究结果表明:柔性同步驱动系统可彻底杜绝未夹持连续管状态下运转注入头而出现链条单边转的现象,更便于链条维护、夹持块更换及连续管穿管操作。改进后的驱动方式在保留现有优点的情况下,链条运转同步性更好,连续管作业机在实际作业过程中的深度计量更准确,有效保证了连续管作业机的安全施工。     

SLG450/73拖挂连续油管作业机的研制

为满足大管径、大容量连续油管承载及运输要求,根据国内外油田用户的实际作业需求及特殊地域和环境特点,研发了SLG450/73大管径拖挂式连续油管作业设备。重点介绍了该装备的大吨位注入头、高效换装油管滚筒、动力装置与牵引车集成、注入头及鹅颈管整体举升以及液压控制系统的技术特点。该作业机注入头额定提升能力450 kN,适应连续油管直径50.8～73.0 mm,整体装备成本低,移运性能良好,操作维护简便,即将进行产品试制和油田现场工业试验。     

江汉机械研究所

<正>概况Overview连续管作业机连续管作业机是一种移动式液压驱动的起下和运输连续管的设备,其基本功能是在作业时向油井中的生产油管或套管内下入或起出连续管,并把连续管缠绕在滚筒上以便移运。LG180/38连续管作业机为陆用自走车装式,而海上用连续油管作业机一般为橇装式。主要由连续管、注入头、滚筒、井口防喷器、液压随车吊、液压动力及控制系统、伸     

海洋用液压转盘马达转速同步控制系统研究

针对海洋用液压转盘中4个马达的转速存在不同步的问题,设计了转盘液压控制系统。运用数学分析的方法,构建了数学模型,并进行了稳定性分析。根据分析结果,设计了自整定模糊PID控制器,采用Matlab/Simulink软件,仿真分析马达同步控制系统。仿真结果表明:在马达同步控制系统中,所设计的控制器控制效果明显,系统稳定性提高明显,动态响应速度得到加快,对于转盘复杂的外负载环境,适应性好,鲁棒性强。     

连续油管作业机常见故障分析及解决方法

随着连续油管技术的发展,连续油管作业机在油田的应用也越来越广泛。主要对连续油管作业机注入头、滚筒及吊车等部位发生的故障进行了分析,重点分析了注入头下部连续油管弯曲或折断、注入头打滑、注入头起下作业时发生异响以及连续油管从滚筒和注入头之间折断等故障的原因,并对所有常见故障提出了具体的解决方法和预防措施。     

SS2000型风扇散热系统的改造及应用

由于第二套SS2000型压裂车卧式水箱散热器存在设计缺陷,导致风扇液压马达油封、联轴器损坏、液压马达总成报废等一系列问题。为提高液压马达的使用寿命,在风扇控制部分加装风扇控制器,使风扇在工作中按照实时温度选择合适的转速运转。通过室内试验及现场实际应用,表明改造后的风扇散热系统有效地降低了风扇液压马达的故障率,提高了设备的完好率和利用率。     

中国石油集团 钻井工程技术研究院 江汉机械研究所

<正>概况Overview连续管作业机连续管作业机是一种移动式液压驱动的起下和运输连续管的设备,其基本功能是在作业时向油井中的生产油管或套管内下入或起出连续管,并把连续管缠绕在滚筒上以便移运。LG180/38连续管作业机为陆用自走车装式,而海上用连续油管作业机一般为橇装式。主要由连续管、注入头、滚筒、井口防喷器、液压随车吊、液压动力及控制系统、伸缩式控制室和自走式底盘车等组成。广泛应用于石油天然气井、水井的冲砂洗井、酸化、清蜡、挤注水泥、气举、打捞、钻塞、低速压裂及管线清洗等     

WTZ—50型钻机的改进及应用

针对ＷＴＺ—５０型钻机汽车底盘发动机功率没有充分发挥,钻机动力头输出扭矩小且功能单一,钻机加压提升力小,液压系统效率低以及钻具短且配备单一等诸多不足,对其进行了改进设计。采用双速、双液压马达驱动的多功能动力头,提高了钻机的适应能力;传动方式上省去了蜗轮蜗杆减速器,节约了成本,缩短了钻机的加工周期,减少了钻机的维修部件,提高了可靠性;采用变量泵－定量马达组成的容积调速系统,可自动调节进给速度,提高了钻井效率,延长了钻头的寿命;改进井架设计,钻具最大长度增加为４ｍ,且配备３种钻具、４种钻头。４口井的现场试验表明,改进获得成功。     

连续管钻机注入头驱动系统结构参数设计方法

连续管钻井是钻井技术发展的重要方向,连续管技术要满足钻井需要,要求连续管作业机注入头具有更大的功率,以适应大管径连续管的作业需求。通过对连续管注入头驱动系统进行相关力学计算,建立了注入头驱动系统关键参数优化设计方法,同时运用机械动态仿真软件RecurDyn建立了注入头链条驱动系统仿真模型,验证了优化结果的合理性。分析结果表明,参数优化后的驱动系统模型在相同的连续管线速度条件下运行平稳,各链节的晃动小;注入头驱动系统结构参数确定后,应用机械动力学仿真方法对系统动态特性进行仿真模拟可以减小设计的盲目性。     

LG380Q连续管作业橇组的开发

为了满足不同油田油气开采需求,进一步降低作业成本,研制了LG380Q连续管作业橇组。该橇组采用油管滚筒分体式设计,能够适应陆地与海洋平台的作业工况,通过各模块间液压管线对注入头、油管滚筒及防喷系统等进行控制,实现连续管在井内的起下作业。对LG380Q连续管作业橇组进行了型式试验及现场应用,结果表明,橇组各项指标达到设计要求,运行稳定,性能可靠,拓展了连续管作业设备的使用范围。     

电驱连续油管作业装备的研究与开发

针对传统柴驱连续油管设备在油田现场作业过程中存在的系统稳定性差、作业成本高、效率低、环境污染等问题,通过对电驱连续油管装备系统供电模式、整机轻量化及结构形式优化、电驱注入头技术、电驱油管滚筒技术、集成控制技术等方面的研究,逐步形成了具有自主知识产权的电驱连续油管作业装备核心技术,促进了我国常规连续油管作业装备向自动化、智能化、高效安全、节能环保方向发展,对我国石油钻采设备油气开发的动力系统逐步从石化能源向电能过渡具有积极的推动作用。     

CT38连续管作业车研制与应用

面对我国日益繁重艰巨的油气勘探开发生产任务和与日俱增的水平井改造及后期作业问题,连续管技术和装备所具有的独特优势得到了进一步认识,对连续管技术与装备的需求迅速扩张。依托国家863计划的重点课题,攻克了整机动力系统设计与优化、整机电-液系统集中控制、注入头与滚筒协同动作、注入头夹持机构与夹持块表面特殊处理工艺、注入头起下时的载荷自适应控制等关键技术,成功研制了拥有自主知识产权的国内首台连续管作业机。现场试验表明,整机各项指标达到设计要求,运行安全平稳,防喷系统在高套压工况下的动密封性能符合现场要求,可以实施带压作业,整机越野性能和移运能力经受了泥泞道路和井场恶劣条件的严峻考验,并取得了良好的增产效果。     

测井用大管径连续油管电缆注入装置研制

在进行测井作业时,为了解决大管径连续油管的穿电缆难题,对比常规连续油管穿电缆方式,结合连续油管的应用环境,选用水动力牵引形式将电缆注入盘绕的连续油管中。通过电缆注入方案的研究,开发了电缆注入装置。电缆注入装置由电缆转盘装置、电缆密封系统、电缆记录装置、液压动力控制装置、电缆滚筒组成。现场测试与应用表明:该套连续油管电缆注入装置能满足大管径连续油管穿电缆的要求,无需移动运输滚筒上的连续油管,节省时间,降低劳动强度,安全可靠。     

新型一体化连续管作业机辅车研制及应用

为了进一步提升一体化连续管作业机的作业效率、降低作业成本,促进连续管装备配套技术发展,推进连续管装备和配套装置的集成化设计与应用,研制了新型一体化连续管作业机辅车,实现了配套泵注装置与连续管装备的集成.该辅车由II类底盘车、泵注装置、液压与控制系统、随车吊、防喷系统、发电机、长短支腿和附件等组成,配合一体化连续管作业机...     

新型连续管导向器的研制及应用

针对目前连续管导向器作业时出现的人工操作难度大、风险高等问题,研制了一种新型连续管导向器。该连续管导向器由架体、油缸、压盖、支撑架、滚轮、液压系统等组成,采用液压系统顺序控制滚轮压盖开启与闭合,并将滚轮压盖设计为多位置结构来适应不同管径的连续油管。利用Solidworks软件对研制的导向器结构进行了有限元分析,结果显示,新型连续管导向器后架体强度完全满足设计要求,确保了导向器结构的稳定性。现场作业应用表明,该导向器可顺利将连续油管从井口导入或导出,导向器架体强度高,液压控制系统简单实用,连续管和滚轮未发生磨损和损伤。     

新型连续管钻井用电液定向装置的研制

由于受到下入方式的限制,连续管无法在井眼内旋转,造成定向困难,严重影响了连续管钻井技术的应用与推广,为此,设计了一种连续管钻井用电液定向器。通过电子控制-液压驱动-机械传动的方式对底部钻具组合工具面进行调整,实现连续管定向操作。通过机械传动系统受力分析,得到摩擦系数与接触倾角对机械效率和输出扭矩的影响;建立了液压驱动系统的动态特性模型,仿真了整个液压驱动过程,得到各个阶段中活塞位移和活塞受力的变化情况,以及传动接触面冲击力与活塞运动速度的关系。研究结果为定向器机械传动系统和液压驱动系统的优化设计提供了理论依据。     

小直径连续管作业设备电液集成控制系统优化

鉴于目前国内排水采气设备的现状以及橇装式小直径连续管排水采气作业设备的需要,研发了小直径连续管作业设备电液集成控制系统。该系统以达到小直径连续管作业设备微型化总体结构为目标,对液压系统采用模块化、集成化设计;对电器控制系统采用自动化设计;对数据采集系统采用数字化设计和显示。通过模拟井试验,证明该系统结构紧凑,操作简便,自动化程度高,应用效果好。     

φ60.3mm连续管导入装置的研制与应用

针对连续管作业机相关配套工具不齐全,仅靠人力难以将直径50.8 mm以上的大管径连续管导入注入头等问题,研制了φ60.3 mm连续管导入装置。该装置主要由串联于牵引钢丝绳上的卡瓦式连接头、锁紧套、浮动套和导引头等组成,主体与连续管的等径匹配,使得导入装置不需借助外部动力,即可将连续管顺利导入注入头。现场10余次的应用表明,φ60.3 mm连续管导入装置使导入时间从过去的2 h缩短到40 min,操作人员从过去的5人减少到2人。