新型转盘扭矩表

目前,国内生产的各种石油钻机,均不带转盘扭矩表。从国外引进的“富士号”钻井船上,带有美国马丁·德柯公司的液压-机械式转盘扭矩表。这种扭矩表,在我国已有仿制,但仅适用于链条传动的钻机。然而,我国各油田使用万向轴带转盘的各种型号钻机,还为数不少。为了解决这类钻机的转盘扭矩测量问题,我们研制了130-Ⅲ钻机配套用的新型扭矩表。这种新型转盘扭矩表的原理、结构也适用于其它类型万向轴带转盘的     

钻机大马力机泵组液力偶合器的设计和应用

目前,在国内外大中型石油钻机的驱动装置上全部都配备了各种类型的液力传动,从而克服了柴油机外特性所固有的严重缺点,如起动性能差,扭矩适应系数小和调节性能差等。液力传动的应用改造了柴油机性能上的上述缺点,使输出性能能在多方面满足钻机绞车、转盘和钻井泵等工作机组的工作要求,显示了巨大的优越性。     

石油钻机独立电驱动转盘及动力的配置

分析了水平井、大位移井对石油钻机的特殊要求，介绍了独立电驱动转盘及动力的配置，提出了配置时应考虑，由于摩擦阻力及摩擦扭矩的增加。要求转盘具备更大的扭矩和动力。     

顶部驱动装置在轻型钻机上的应用研究

在分析轻型钻机应用顶部驱动装置的可行性的基础上,讨论了3000～4000m钻机加装顶驱的必要性;针对轻型钻机井架的结构型式特点,建议配套轻型液压顶驱或电动顶驱装置,并提出顶驱选型的2项原则;根据前开口井架不能承受大扭矩的特点,对顶驱导轨及扭矩传递支架型式进行了结构设计,既满足导轨及支架的安装及拆卸要求,又能将导轨承受的反扭矩最大限度地传递到底座上,减少井架在钻井过程中的扭震。南阳石油机械厂与意大利Soilmec公司合作制造的HTD—200液压顶驱成功应用于3000m车装钻机上,顶驱的安装及拆卸时间均不超过4h。     

关于我国石油钻机技术的现状及其研发思考

介绍了我国石油钻机的技术现状,在肯定我国石油钻机发展所取得成绩的同时,指出我国石油钻机整体技术与国外钻机技术的差距,提出要把石油钻机作为国家战略装备来对待,加快我国石油钻机新技术、新产品研发工作,以满足我国石油工业发展的需要。     

扭矩波动系数法监测钻头运行状况

钻头扭矩参数的变化可以反映钻头运行状况,现有的扭矩参数监测方法受扭矩传感器、钻机型号、操作人员等因素影响较大,用设置扭矩门限值的方法监测钻头运行状况,监测效果较差。为此,提出了用监测“扭矩波动系数”代替现有监测扭矩绝对值的方法,并给出其计算模型：通过对现有采集的扭矩参数进行实时数据处理,实时计算测量点扭矩曲线的平均值、扭矩值的标准差,用测量点扭矩值的标准差与扭矩曲线的平均值的比值绘制出“扭矩波动系数”随使用时间的移动曲线,该移动曲线消除了不同扭矩传感器、不同钻机、不同的操作人员所造成的人为影响,更加客观地反映了钻头牙齿、牙轮的实时工作状况。该方法经过现场试验,能更好地预测钻头寿命终结,提高了钻井效率,取得了较好的效果;该方法立足于现有钻头扭矩参数的测量技术,不增加软硬件设备及人员,可在所有的钻井现场推广使用。     

对应用充油调节离心涡轮变矩器实现下钻刹车的探讨

<正> 变矩器涡轮反转时比正转时能够获得更大的扭矩,这一特性被用在石油钻机上作为下钻刹车的设想,早就被人们提出来了。但是,由于原有钻机上所采用的变矩器的结构和性能的限制,一直未能付诸应用。在西德,采用一种泵轮叶片可调的三级涡轮变矩器和柴油机的功率调节装置,利用变矩器涡轮反转制动特性,成功地实现下钻刹车。这种刹车装置在修井机上应用得很广泛。本文探讨一下应用充油调节离心涡轮变矩器实现下钻刹车的可能性。     

2010年世界石油钻机技术发展水平预测

近年来，世界石油钻机有了很大发展，新出现了许多种石油钻机。笔者根据多年来对世界石油钻机技术发展的跟踪调查与分析研究，提出了２０１０年世界１２种新型石油钻机技术发展水平预测，阐述了１２种新型石油钻机的现状，也展望了２０１０年世界石油钻机技术发展远景。其１２种石油钻机是：自动化石油钻机、沙漠石油钻机、丛式井石油钻机、斜井石油钻机、海洋石油钻机、浅海和海滩石油钻井平台、微型石油钻机、特深井石油钻机、柔杆石油钻机、极地石油钻机、封闭式石油钻机、折叠式石油钻机等。     

我国石油钻机控制技术现状与后续发展思考

从电力拖动技术、逻辑程序控制技术、管柱自动化技术、网电及直驱传动技术和司钻远程集中操作技术等方面阐述了目前国内石油钻机控制系统在自动化、智能化和信息化方面的技术现状。对照国外钻机新技术发展对控制系统的新功能要求,提出了国内钻机存在的融合集成化水平不高、"软扭矩"等核心技术掌握不深入、信息化程度有待提升以及管柱自动化装备原始创新不足等问题。最后,结合未来钻井作业对石油钻机高效和智能等趋势要求,提出了加快管柱自动化装备创新研究、开展钻井专家优化系统研究及建立大数据故障诊断系统等后续发展建议。     

石油钻机绞车三种刹车系统的优缺点研究

石油钻机绞车刹车系统应用优势各异,需要综合多方面数据信息选择适宜的技术应用内容,从而提高石油钻机绞车刹车系统应用有效性。本文根据石油钻机绞车刹车系统特点,对其3种主要及辅助刹车系统进行逐一分析,并对其不同种类的刹车系统优缺点做出阐述,以此为石油钻机绞车刹车系统应用提供相关的理论内容参考建议。     

基于FBG的自升式平台爬升齿轮扭矩监测系统设计

为实现对自升式平台爬升齿轮扭矩准确的测量,结合光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)技术的独特优势,研发一种扭矩测量方法。对爬升齿轮扭矩/负载监测研究现状进行分析,根据扭矩测量原理及FBG传感技术,建立双FBG扭矩传感器数学模型。对爬升齿轮扭矩监测系统进行总体设计,对弹性元件进行设计和优化,并构建弹性元件的标定试验平台,对传感器进行标定试验。结果表明,在线性区间内,FBG扭矩传感器的线性度误差为0.780%FS、迟滞误差为2.650%FS、重复性误差为1.202%FS。利用自升式平台齿轮箱原型试验机对爬升齿轮扭矩传感器和弯曲强度进行测试试验,得到传感器静态灵敏度为0.92 pm/t、动态灵敏度为1.02 pm/t。试验结果基本满足对扭矩测量的稳定可靠、精度高、抗电磁干扰等要求。     

夹持式扭矩传感器

针对目前录井现场各类在用扭矩传感器存在的安装方便性、精度、稳定性和耐用性差等不足,开发研制了新型夹持式扭矩传感器。在简要分析在用扭矩传感器的优缺点基础上,重点介绍了夹持式传感器的测量原理和电路、样机测试结果及产品特点。与在用各类扭矩传感器相比,夹持式扭矩传感器不仅具有设计思路新颖、重量轻、安装方便、使用寿命长、测量灵敏度高等特点,而且能够获得真扭矩值,可为分析井下钻具工况提供十分有价值的参数。样机测试结果表明,其检测精度高,可靠性好。     

电动机输出扭矩测量装置设计

为了实现直接测量出电动机在工作过程中的输出轴扭矩,以方便分析电动机工作效率,设计了一种电动机输出轴扭矩直接测量装置。利用带传动紧边拉力、松边拉力、几何结构关系及电动机输出轴扭矩与力传感器力信号间的关系,分析了该装置的测量原理,给出了测量理论计算方法和过程。理论分析方法及测试装置结构设计为直接测量电动机输出轴扭矩提供了一种新的方法和手段。     

井底钻压扭矩传感器设计与分析

井底钻压扭矩参数的测量在钻井过程中十分重要。在分析靠近钻头处测量短节受力的基础上,应用应变原理建立了钻压、扭矩测量模型,得出钻井液压力对钻压测量产生的影响较大。在测量短节上增加1个压力传感器测量钻井液压力,通过数据处理可以消除钻井液压力对测量产生的影响。该方法能较好地实现井底钻压扭矩的测量。     

油套管上卸扣扭矩准确度的影响因素及改善措施

上卸扣扭矩是提高油套管螺纹连接性能的重要因素,为了更准确地检测上扣扭矩,提高上扣质量,分析了上卸扣过程中传感器精度、整机精度以及采集精度等对上卸扣扭矩的影响,并对2种规格的4组样管进行上扣对比试验。结果表明,通过改变校准方法及采样频率等可降低上扣扭矩的离散型及不准确度。最后建议在油套管上扣过程中,采用6个及以上钳牙上扣,均匀夹持接箍,并将背钳调制在水平位置进行上卸扣,可以提高上扣质量,保证油套管螺纹连接的强度。     

作用在抽油机曲柄销上的扭矩问题

断口特征分析、现场受力测试和观察表明，抽油机曲柄销在玻坏时承受较大的扭矩。通过数值计算和理论分析，指出连杆大头与曲柄销轴承座装配不当，存在较大应力，以及曲柄销轴承选择不合理，轴承预期寿命偏低，致使轴承运转不良等，是引起曲柄销承受较大扭矩的主要原因。据此认为，改善曲柄销的装配质量和提高轴承的寿命，是防止曲柄销承受较大扭矩，延长其使用寿命的重要途径。     

常规抽油机精确动平衡计算的新方法

在对抽油机—有杆泵系统进行动力分析的基础上，建立了该系统的等效动力学模型。在确定系统转化构件综合阻矩的计算方法并经数学推导及合理简化后，得出综合阻矩为平均扭矩与相对曲柄转角的一次、二次简谐波扭矩之和。最后建立了常规抽油机精确动平衡计算的新方法。     

油管柱在抽油过程中的应力测定

为了探究抽油井油管断裂的原因和破坏机理，采用油管柱载荷传感器对悬挂和抽油状态下的油管载荷进行了测试。根据测试结果分析可知，油管柱悬挂在井口及抽油过程中所受扭矩很小，可忽略不计；油管弯曲应力随机性很大，因受油井狗腿度、油管弯曲度和工人操作技术等影响，油管悬挂在井口有时会出现较大弯曲应力；油管受力复杂，在同一截面上各点的应力大小不同，既要考虑最大拉弯组合应力引起的油管破坏，还要考虑循环特征值较小时油管的疲劳问题。     

前置式抽油机杆机构和平衡系统参数的几种目标函数的优化决策

本文通过对前置式抽油机四杆机构的几何特性和平衡以后减速器净扭矩的变化规律的研究,确定了优化设计变量。又通过对几种目标函数的优化结果分析比较,认为用减速器净扭矩的最大值极小和最小值极大的多目标函数较好。最后,以12型前置式抽油机为例,进行优化对比,优化结果相对原始方案有较大的改进。