自走式钻机的现状及发展趋势

介绍了国内外4000m车装钻机、车装电驱动钻机、47m桅形井架钻机、车装／撬钻机、巨无霸钻机和超级单根钻机等自走式钻机的优良性能和新技术、新结构及实际应用；阐述了自走式钻机的新设计理念，并指出为特定地形和环境开发的自走式沙漠钻机、低温钻机等代表了自走式钻机新的发展趋势。     

9000 m智能钻机关键技术

国内9 000 m钻机研制发展迅速,在钻深能力和变频驱动方面已经达到国际水平,但智能自动化关键技术的整合应用仍然落后。鉴于此,通过回顾国内超深井钻机发展历程以及国外装备自动化发展趋势,指出了国内高端钻井装备与国外存在的差距,主要介绍了9 000 m智能钻机研制关键技术。9 000 m智能钻机融合快速移运技术和人性化设计理念,首次将拖挂技术应用于9 000 m钻机,可实现不同运输条件下的多状态快速移运;将人性化理念贯穿于钻机设计环节,最大程度为作业人员提供安全、健康、环保、舒适的作业环境。9 000 m智能钻机的研制成功在一定程度上促进了高端钻井装备的国产化进程。     

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。     

ZJ30DBT型钻机优化设计

介绍了ZJ30DBT型钻机的总体结构和特点,通现场使用表明该钻机存在不足。3 000m半拖挂电驱动钻机的发展方向是K型伸缩井架与绞车一同运输。对井架和底座进行优化设计,使其更适合车载,并充分借鉴车载、块装钻机的成熟技术,注重HSE和人性化设计,将顶驱技术、机械化和智能化操作系统应用于3 000m半拖挂钻机,以增强钻机的市场竞争力。     

ZJ50/3150DB型自行式钻机

介绍了5 000m及5 000m以上新型自行走钻机大模块快速搬家的新理念和新设备,分析了ZJ50/3150DB型自行式钻机运输单元划分、液压缸起升底座和新型单轴绞车的结构特点和控制性能。该钻机可实现大吨位、高重心钻机部件安全方便地运输和安装。     

刍议4 000 m石油钻机方案

文章首次阐述了复合驱动的4000m钻机方案，分析了该钻机的特点、购置费用和运行成本，对于更新国内使用的4000m钻机具有一定的启发和指导作用。     

超深井钻机创新技术及其发展趋势

针对塔里木盆地等复杂的地质结构区域,研发了适用于超深复杂井的8 000 m钻机和四单根立柱9000 m超深井钻机,对钻机关键部件进行了创新设计,对高承载井架和底座进行了优化,全新设计了采用压实股钢丝绳的一体化单轴绞车。采用了转矩和承载能力更大的转盘及其驱动装置、大功率高压钻井泵、智能化顶驱和兼容性强的顶驱下套管装置等。现场应用表明,相比于常规8 000、9 000 m钻机,设备成本可降低20%左右,钻井生产运行费用降低37%,而9 000 m四单根立柱钻机可降低起下钻作业时间20%以上,并在一定程度上规避了常规钻机在复杂地层压力控制难的问题。阐述了超深井钻机的优势和亟待解决的问题。     

80m山地钻机的开发与应用

本文介绍了80 m山地钻机开发设计的技术特点和野外试验结果。通过对80 m山地钻机的主机动力结构的创新设计、井架及滑架的优化设计、新型空压机的匹配设计、钻具设计及工艺研究,成功地解决了钻井能力与钻机重量之间的矛盾、钻井速度与钻井深度之间的矛盾。野外试验表明:80 m山地钻机的钻井能力符合设计要求,满足山地施工需要。     

轻便钻井装备现状与发展对策

目前全国共有钻机1000台左右,平均新度系数仅为0.4,4000m以上的大型钻机多,1000～3000m轻型钻机少,电动钻机少,大部分钻机的技术性能与国际先进水平有一定差距,不适应国际钻机市场对钻机的要求。美国钻机制造技术处于国际领先水平,钻机主要采用电驱动和顶部驱动装置,模块化、轻型车载或拖挂式广泛使用。今后钻机发展趋向于多样化、小型化和安全性。中国钻井装备要想参与国际市场竞争,必须尽快研制适应国内外市场竞争的轻型钻机,应具有高度模块化、移运性能好、功能实用、工作可靠、操作简便、自动化程度高、工人劳动强度小等特点。国内生产厂家要严格按照API规范进行设计和制造,自主设计与引进消化相结合,保持整机的先进水平和价格优势,参与国际竞争。     

中信重机造出竖井钻机

中信洛阳重机公司成功设计制造出竖井钻机，该竖井钻机钻孔直径达12m，钻深800m。近日，该钻机已发往山东泰安用户。今年，中信重机公司继完成2台国内最大的直径10m竖井钻机后，又开始了世界最大的直径12m竖井钻机的研制开发和生产，历经半年，完成了世界第1台最大的直径12m竖井钻机设计工作，并创造了液压所油路块的设计之最，2个油路块重量分别到了1000和800kg。     

ZJ40L型钻机改造为5 000 m钻机的设想

文章首次提出了对ZJ40L型钻机进行改造并提升为5000m机械钻机的观点，对解决ZJ40L型钻机存在的问题具有一定的启发和参考价值。     

石油钻机动力系统飞轮储能调峰试验研究

石油钻机的起、下钻工况中的载荷具有大幅度波动特性,测试表明5 000 m机械钻机起钻工况功率波动幅度为100～800 kW,周期为120～220 s。为改善钻机动力的传动特性和降低动力功率配置,提出应用飞轮储能和调峰电机进行功率输出调峰运行新方案。根据起、下钻典型工况参数,研制了400 kW飞轮储能动力调峰系统。钻机下钻调峰运行试验结果表明,飞轮储能动力调峰系统能够快速响应载荷的变化,将柴油机在冲击载荷作用下的转速下降幅度减少50%,黑烟突增时间缩短60%。     

8000 m直流电驱动钻机绞车设计与分析

根据塔里木地区的井深特点,研制了8 000m直流电驱动钻机.分析了绞车的传动原理、功率配置原则.超深井钻机的提升能力和效率是重要考核指标,因此重点分析了该绞车的提升特性曲线.现场试验证明：该绞车满足了塔里木地区的钻井要求,效率高、安全、可靠、钻井成本低.     

LS20H直升机吊运钻机的研制与开发

根据用户的需求,结合中小型模块钻机的特点,研制开发了LS20H钻机。该钻机最大钩载1470kN,设计钻井深度2000m,配置有1470kN动力水龙头、多节双升桅形井架、模块伸缩式钻台、可拆分式绞车系统、多支点可调节式后台底座。钻机主机用吊运能力为39.23kN的直升机运输,可分为22个模块;用吊运能力为117.68kN的直升机运输,可分为8个模块。钻机井架结构新颖,模块分配合理,模块间的连接力求快速安装和拆卸。应用表明,该钻机在整个钻井过程中,各系统一切工作正常。     

DM13.7/4.5型动力猫道研制与应用

在整个钻井过程中,管柱输送效率严重制约石油钻井效率及成本,尤其在超深井更为明显。依据陆地石油钻机向超深井、自动化、智能化发展实际需求,研制了9 000 m超深井石油钻机用DM13.7/4.5型动力猫道。该装置采用电控液技术方案,主要由基座、支撑臂、运移臂、坡道等组成,通过检测系统、速度控制系统、安全保护系统实现了管柱从井场的管子堆场与钻台之间一键式自动输送作业。通过现场试验,该装置输送139.7 mm(51/2英寸)管柱循环周期为80～100 s,可承运4.5 t的钻铤及609.6 mm(24英寸)套管,运行平稳,降低了人工作业强度,提高了管柱输送效率,提高了作业安全性,有效提升了钻井作业的自动化、智能化水平。     

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。     

中深井陆地钻机井架底座结构和发展方向

介绍了目前4000～7000m陆地钻机常用的井架底座结构形式，指出中深井钻机井架底座的发展方向是液压缸起升、模块化设计、井架和顶驱一体化设计，与先进的钻机移运技术相结合，减轻质量、提高移运性、减少安装工作量和安装时间。并对发展我国新型液压旋升式井架底座提出了建议。     

ZJ40CZ (B)车装钻机的研制

针对ZJ40CZ (A) 4000m车装钻机传动系统存在的问题,研制了ZJ40CZ (B) 4000m车装钻机。该钻机采用T型并车箱加角传动方式,可降低成本,减少污染源,并且更换维修方便;采用的新型材料不仅可减轻整机质量,而且还能提高钻机强度;水基灭火星装置能彻底根除危险源,满足安全生产的需要。试验及应用结果表明,ZJ40CZ (B) 4000m车装钻机移运性能好,安装方便,钻机最大载荷为2250kN,抗风能力为满立根无载荷时110km/h,符合API和石油行业标准要求。