新型气动钻杆卡瓦在钻井生产中的应用

在起下钻作业时,双吊卡和手提式卡瓦作业方式存在着工人劳动强度大,工作效率低,安全性能差等问题;现有的动力卡瓦存在自动化程度低,卡瓦体工作高度高,国外卡瓦价格昂贵等问题。新型气动卡瓦体的工作高度低,可自动刮泥,并具有安装操作简便、自动化程度高、悬挂能力大等特点。在钻井生产中推广应用新型气动钻杆卡瓦,可减轻工人劳动强度,提高工作效率。     

油田修井作业自动化装备研制

针对油田修井作业过程中劳动强度大、工作环境差、工作风险大等现状,研制了油田修井作业自动化装备。该装备由管杆输送装置、自动吊卡装置、井口多功能卡座装置、大钩导向装置、液压及自动化控制系统组成,解决了修井作业中管柱的自动抓取与排放、自动定位与对中、自动上卸扣以及废液防喷溅与回收等技术难题。在胜利油田4口井的试验结果表明,该装备完全实现了井口作业的无人化操作,降低了工人的劳动强度及人身伤害风险,减少井口周边环境污染。     

小修井单吊卡作业施工工艺

在小修作业过程中,采用单个油管吊卡与手动井口卡盘相互配套的施工工艺起下油管,解决了传统的双吊卡作业方法劳动强度大、生产效率低、安全性差等问题;并且在油管吊卡上使用安全吊卡销,进一步解决了小修作业现场的安全性问题。通过100余井次的现场应用,表明采用单吊卡小修作业技术具有减轻操作者劳动强度、提高作业效率、减少事故发生几率等特点,该技术有一定的推广价值。     

远程控制单吊卡起下管柱作业工艺

在修井作业中,起下管柱的工作量最大、耗费时间最长,现在国内普遍采用的双吊卡倒换起下管柱工艺存在着工人劳动强度大、工作条件差、安全隐患多等问题。针对这种情况,基于现有修井机液压、电、气源条件,综合运用电控、液动、气动技术原理研制了一种远程控制单吊卡起下管柱施工工艺。其特点是:液动吊卡始终挂在两侧吊环上,无需拔插吊卡销子、摘挂吊环和搬抬倒换吊卡,有效地避免了人工操作时挂单吊环问题的发生;通过机械手扶正两侧吊环带着液动吊卡摆动,利用吊环与吊卡之间的柔性连接,即可完成油管在垂向与横向之间任意角度下吊卡对油管的抓取或放开;管柱提升、下放、上卸扣、移运、扶正等功能全部由操车手远程控制完成,实现了井口操作无人化,降低了工人劳动强度,削减了施工安全隐患,提高了安全操作水平。     

新型自动化修井工艺配套装置研究

传统的修井作业工艺普遍存在配套装置不完善、自动化程度低的问题,导致工人劳动强度大、工作效率低,尤其是作业现场环保风险突出。鉴于此,研制了新型自动化修井工艺配套装置。该装置井口操作以清洁作业平台为基础,将起下作业带出的液体回流至油套环空或输送至井场液池,使液体不落地。平台上部安装管杆卡持对中及防污液喷溅装置,井口单人操作即可完成起下管柱及抢喷井控。场地安装环保管杆举升输送装置,通过无线遥控实现单根管柱的起下和输送,管柱下部滴落液体全部回收至输送装置尾集液箱。修井机游车大钩自动完成吊环和吊卡的所有动作。将新型自动化修井工艺配套装置在华北油田71-74井实施射孔作业,整体拆装时间2 h,喷溅污液回收率97%,未出现单根管柱卸扣后产生的液体喷溅污染,每小时平均起下单根50~60根。该装置从本质上改变了传统井下作业工艺过程,实现了清洁环保高效作业,具有很高的现场推广应用价值。     

筒式轻便抽油杆吊卡

1．常规抽油杯吊卡存在的问杨门）劳动强度大。常规吊卡的施工工序繁琐，需两只吊卡交替使用才能完成起下抽油杆柱的任务。每起下一口井的抽油杆柱，作业工人需多次搬运重为30kg的“吊卡”，总搬动量多勺6t。（2）安全系数较小。常规吊卡的吊环悬挂在井架游动系统的大钩上，没有锁紧装置，容易脱钩伤人。（3）季节适应性差。冬季施工时吊卡锁片易冻，当油泥粘附在锁片上以后将造成锁片关开动作失灵，需要加热解冻或锤击解冻，工具损坏量大，使用不方便，且影响施工进度。（4）快速下杆过程中易自动解锁，造成抽油杆掉井，甚至伤人的重大事故…     

液压翻转式吊卡的研制

常规的手动机械式吊卡采用全手工作业,工人劳动强度大,工作安全性得不到保证,严重制约了钻、修井效率。为此,研制了液压翻转式吊卡。该吊卡采用液压驱动液压缸的伸缩,通过连杆机构实现左、右活门的打开和关闭;通过旋转油缸驱动翻转机构实现吊卡主体翻转±90°;吊卡内部设有锁舌体自锁机构,避免因振动等原因导致锁舌体解锁,造成安全事故。试验结果表明,吊卡各机构运转正常,工作稳定,各项数据均达到设计和使用要求。液压翻转式吊卡顺应井口自动化工具发展趋势,满足高效钻、修井和海洋开发需求,是今后吊卡技术发展的趋势。     

在役钻机管柱自动化排放装置配套技术研究与应用

在石油钻井作业过程中,起下钻和单根钻进扶管等工作需要井架工在二层台高空作业,内外钳工在钻台面配合作业,实现立根在井口与二层台及立根盒之间移动、排放。为提升钻井效率,降低钻井工人的劳动强度,研究了一种适用于在役钻机的管柱自动化排放装置。该装置利用电动二层台扶管机械手、液压吊卡和钻台面机械手配合作业,可实现立根的自动移送、排放,取得了良好的应用效果。     

新型修井作业机械化系统设计方案研究

修井作业中,起下油管、上卸扣采用传统作业方式过程复杂,劳动强度高,作业环境恶劣,针对这种情况,提出了一种新的修井作业井口机械化系统设计方案。系统仍利用现有的通井机,用一个自动吊卡和一个动力卡瓦代替原来的2组吊卡,井架上安装自动吊卡运行导轨,用坐式自动化闭口液压动力大钳代替原悬吊式开口液压钳,并配备管柱自动拉排滑车机构拉送排放油管。该方案可实现井口无人化操作,通过控制台操作设备运行,改善了修井作业环境,安全环保,为修井作业自动化做出了初步探索。     

长庆科技之窗

长庆科技之窗钻杆半自动卡瓦钻杆半自动卡瓦可代替普通手提式卡瓦进行起下钻作业，适用于４０００ｍ井深，并不再使用双吊卡。半自动卡瓦具有结构合理、工作安全、下井深度大、操作简单、劳动强度小等特点；起下钻速度可提高２０％左右，并能在各种转盘内正常使用，钻杆表...     

钻杆套管两用动力钳的研制及应用

为了提高原钻杆动力钳的使用效率,在其上增加套管钳功能,实现一钳两用的目的,研制了钻杆套管两用动力钳。该动力钳是在原钻杆动力钳的基础上增加套管动力钳功能。设计了上、下钳间隙调节气缸,使其性能参数能满足钻井及下套管施工需求。在两用动力钳上安装的扭矩控制记录仪,可测量、显示、记录和控制钻杆上扣时扭矩,以保证钻杆、套管上扣时的最佳拧接扭矩。在大庆油田的推广应用中,该动力钳均收到较好的应用效果。由于受结构尺寸的限制,该两用动力钳不适用于大于φ203.2mm的套管。     

修井作业中的自动起下管柱系统探讨

目前在油田修井作业中起下管柱的人工作业量大、工作效率低、危险性大、工作条件差。提出了一种自动起下管柱作业系统,主要包括通井机、井架、液压钳、筒式吊卡、卡瓦支座、立式排管架和控制系统等,支座卡瓦为弹性体微条嵌入式结构,筒式吊卡能自动卡入和松开管柱接箍,排管架可实现管柱的立式排放,控制系统协调各部分的工作。该系统构思新颖,结构简单,技术可行,并能够与现有修井设备配合使用,实现油田修井作业的自动化。     

对钻井工作的一个设想——用快速钻杆接头取代锥管螺纹接头

作者试图从改变钻杆连接方法出发,寻找解决钻杆上卸扣费时费力问题的新途径,设想把锥管螺纹传递扭矩、承受轴向载荷及密封等三项功能,分别改由螺旋面牙嵌、带有纵向切槽的梯形螺纹及密封胶囊承担,并用“磁牙”防止自动卸扣和用于倒转钻具。作者认为,改用这种快速钻杆接头之后,上卸扣所用时间和力矩仅为现有接头2％和0.5％左右,井口只需一人操作。     

水平井管柱下入摩阻分析及应用

水平井造斜后井迹弯曲,使管柱入井时受到的阻力远比直井大,给钻井作业增加了难度,因此对管柱摩擦阻力的分析计算是保证管柱顺利入井的关键。通过建立管柱受力平衡方程,推导出水平井管柱入井时摩阻计算的力学模型,分析计算了在稳定和旋转方式下管柱入井时的大钩载荷和井口扭矩等重要技术参数的解析公式。实例计算分析表明,摩擦阻力计算结果可为钻井设备选型、优化管柱参数和井身结构以及选择下入方式提供可靠依据。     

CDZ133-3150kN吊卡结构强度分析

在复杂的交变载荷作用下,吊卡构件的薄弱部位极易疲劳、萌生裂纹,进而导致断裂失效。通过对国内目前常用的CDZ133- 315 0kN侧开式锥形台阶钻杆吊卡三维应力进行分析,绘出应力分布图和塑性应变图,并分析吊卡的结构强度,计算在规定安全系数下吊卡的许用载荷和额定应变下吊卡的安全系数.     

钻井管柱自动输送装置的研制与应用

为有效解决目前我国石油钻井现场在钻杆、钻铤及套管等钻井管柱上、下钻台作业过程中存在的钻工劳动强度大、危险系数高及效率低等问题,成功研制出钻井管柱自动输送装置。该装置采用成对抓取机械手与双摇杆起升结构实现对钻井管柱的自动抓取与输送。钻井现场试验结果表明,该装置可在手动与无线遥控2种操作模式下,成功实现钻井管柱在地面与钻台面之间的自动、安全、高效、往复输送,从而取代钻工完成起、下钻井管柱的高强度作业,提高作业效率。     

新型特殊结构钻杆在塔河油田超深井的应用

井底水力能量是影响超深井钻井速度的主要因素之一,通过对超深井水力能量进行分析,采用Ф177.8 mm小接头外径和Ф101.6 mm大水眼的Ф139.7 mm双台肩钻杆,能有效降低循环压耗,增加钻井排量,提高超深井的机械钻速。6 000 m井深使用Ф139.7 mm双台肩大水眼钻杆,在相同排量下循环压耗比普通Ф139.7 mm和Ф127 mm API钻杆分别降低3.47 MPa和10.91 MPa;相同压降下排量比普通Ф139.7 mm和Ф127 mm API钻杆分别提高4.5 L/s和10 L/s。子母接头钻杆配合气动卡盘使用,实现了超深井单吊卡起下钻,有效减少了钻杆本体的损伤,可节约起下钻时间。现场试验表明,新型特殊结构钻杆可有效提高超深井钻井速度。     

CTR120/300复合连续油管钻机研制与试验

连续油管钻井技术是20世纪90年代从北美地区迅速发展起来的一项高效、低成本、安全环保的钻井技术。四川宏华石油设备有限公司成功研发了国内首台复合连续油管钻机,名义钻井深度（Φ114.3 mm钻杆）2 000 m。钻机的主要设备由移动运输性好的3台拖挂单元组成：连续油管井架底座拖挂单元、连续油管滚筒拖挂单元和机械手拖挂单元。该钻机将连续油管装置和带动力水龙头的常规钻井装置集成在一起,既能进行常规钻杆钻井,又能进行连续油管钻井。钻机配备的全套自动化管子处理装置、轻便铁钻工、自动液压卡瓦等机具,极大地减少了钻台面的作业量,降低了劳动强度。钻井试验结果表明,CTR 120/300复合连续油管钻机总体性能符合设计要求,与常规钻井相比具有起下钻速度快、机械钻速高、钻井液连续循环等优点,但还需要进一步加强井下工具和钻井工艺的研究,以加快其在国内的推广应用和发展     

S-135钻杆应力腐蚀与纵向开裂失效分析

为了分析S－135钻杆在起钻过程中突然断裂的真正原因，对断件进行失效分析，首无排除了材料化学成分、金相组织、机械性能等因素引起断裂，从断口宏观分析中发现钻杆断裂存在纵向裂纹和横向裂纹，断口微观检测分析确定横向断裂是韧性断裂，先产生纵向脆性开裂而后才被拉断，纵向断口的形貌特征为沿晶开裂花样，并有许多二次裂纹，是应力腐蚀断口花样。因此，判断钻杆是由于应力腐蚀造成断裂，引发早期失效。