动力水龙头可承扭吊卡装置设计

针对动力水龙头配备常规吊卡起下作业存在占用井口空间大、工人劳动强度大以及起下钻效率低等不足,设计了一种能够用于动力水龙头实现常规钻杆起下作业的可承扭吊卡装置。该装置能将动力水龙头的旋转扭矩传递给钻杆,实现钻杆与连接管柱的旋扣作业,有效减少井口空间,减轻工人劳动强度,简化井口工具,从而促进动力水龙头在国内的推广应用。     

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。     

陆地钻机钻杆自动排放系统设计

钻杆自动排放系统主要用于海洋钻井,陆地钻井应用较少。为了减少陆地钻机起下钻作业时间,降低工人劳动强度,增加 钻井安全性能,提高钻井效率,针对陆地钻井常用井架,初步设计研究出一种结构简单、操作方便、能全程实现自动控制的三坐标钻 杆排放装置系统。该系统主要由主夹钳及平移系统、辅助夹钳及平移系统、竖直（Z向）滑道系统、以PCL-839和IPC为主的控制系统4 部分组成,安装在钻井平台和二层台之间,主要适用于陆上钻井常用的任意A型、K（或Π）型井架的钻井系统,能实现在起下钻和接 单根等作业流程中钻杆的自动夹持、提升、下放、平移等轨迹全程无人数字自动控制,是目前比较先进的钻杆自动排放系统     

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。     

石油钻机数字化游车定位控制系统的设计研究

为提高起下钻作业效率与安全性,减轻工人劳动强度,提出计算机辅助起下钻的基本思想,通过制定游车系统定位的控制策略,并对控制策略和控制原理进行深入分析,开发设计了石油钻机数字化游车定位控制系统。对此系统测控软件的模块化组成做了简要介绍,通过对该系统的室内实验和现场测试,结果表明整套控制系统达到设计要求。     

SPR-6钻柱自动排放装置的研制

传统石油钻机在排放和输送钻柱作业过程中需要井架工在二层台从事高空作业,危险系数高,劳动强度大,作业效率低。鉴于此,研制了SPR-6钻柱自动排放装置。该装置主要由上部机械手、下部机械手和电液控制系统等部分组成,通过集中控制,实现上部机械手和下部机械手的同步联动,达到抓取、移动和排放钻柱的目的。试验结果表明,SPR-6钻柱自动排放装置结构设计合理,定位精度高,操作灵活,运行平稳可靠,减轻了工人的劳动强度,提高了钻井作业安全性。该装置实现了钻柱排放作业自动化和无人化操作。     

油管机械化输送及排放装置研究与应用

油水井修井作业在起下油管时,需要人工搬抬油管、抽拉油管、拖拽油管及排放油管,作业工人的劳
动强度大,工作效率低,且存在安全隐患,为此,研制了油管机械化排送装置。该装置由油管排放装置和油管输送
装置组成。油管排放装置通过重力滚动及导向装置换向实现油管的自动排放,油管输送装置通过抓取臂的圆弧运
动将井场油管运送至Ｖ型槽,通过液压缸的伸缩实现整套油管输送装置的斜向举升和复位最终实现油管在井口与
井场之间的运移。现场试验应用表明,该装置能与现有修井作业配套使用,可实现油管的自动排送,降低场地工人
的劳动强度,提高修井作业的安全性,同时进一步提高了修井作业的机械化水平。     

自动管具举升系统的研制及应用

为有效解决钻井现场管具上钻台和甩钻作业中存在的工人劳动强度大、危险系数高以及作业效率低等问题,研发了自动管具举升系统。该系统通过采用调节式钻井管具排放架、倾斜机构、管具推出机构、四连杆滑块机构和推送小车等,实现了钻井管具在地面与钻台面之间的自动、安全、高效举升与甩钻自动化智能操作。采用遥控技术及PLC逻辑控制技术,以PLC为核心,主控制器辅以软件程序的数字控制系统,操作模式分为无线遥控和有线控制2种,作业时,操作人员在离猫道有一定安全距离的地方操控整个系统,避免了管具举升过程中由于管具意外滑落伤人事故的发生,满足钻井设备HSE的要求。现场应用结果表明,该系统技术先进、结构合理、自动化程度及工作效率高;可显著减轻现场工人的劳动强度,实现管具处理的无人化作业,安全性好。该系统的研制为钻井现场提供了一种自动化程度高且安全高效的作业设备。     

伸缩臂式铁钻工的研制

针对目前我国铁钻工研究起步较晚、市场需求量大、钻井作业发展受到限制的问题,研制了适用于73.0~247.7 mm钻具的伸缩臂式铁钻工。该铁钻工有3种控制模式,性能先进,布局紧凑,维护方便,能实现上、卸扣"一键式"自动化操作,具有定位精度高、动作连贯、操作灵活、运行平稳等特点,可用于井口和鼠洞作业。现场应用结果表明,伸缩臂式铁钻工上、卸扣速度快,上扣或卸扣1根钻杆的时间由常规的1 min缩短为10 s,大大减轻了工人的劳动强度,缩短了作业时间,提高了作业的安全性和可靠性,为钻井作业带来了很大的便利。     

BZJ30便携式山地钻机的研制

针对山川腹地等道路条件恶劣地区的石油勘探工作，研制了全液压控制的BZJ30便携式山地钻机。该机利用压缩空气作为介质钻井，主要由三台发动机、两台空压机、桅杆、加压提升装置、动力头、潜孔冲击器、钻杆以及由司钻集中控制的液路系统等组成。整机配套先进、技术性能稳定，具有结构紧凑、重量轻、操作方便、装机功率大，钻压无级调整、钻速快等优点，提高了钻井速度，减轻了工人的劳动强度，降低了作业成本，具有广阔的应用前景。     

全过程欠平衡钻井中的不压井作业

国内把欠平衡钻井和欠平衡完井称为全过程欠平衡钻井，国外称为欠平衡作业，其核心是不压井作业。介绍了过胶芯起下钻、强行起下钻和井下隔离起下钻3种作业方法的适用情况及不压井作业装置和井下套管阀。分析了不压井作业的压力控制原理，并提出了起下钻、下筛管、下完井管柱等不压井作业时应考虑的问题。建议我国开展不压井作业在欠平衡钻井中的应用研究，以真正实现全过程欠平衡钻井，充分发挥欠平衡钻井的作用。     

连续油管钻井技术

随着连续油管(CT)技术和钻井技术的发展,90年代初连续油管钻井(CTD)技术得到人们的广泛重视,有很大发展。目前,连续油管钻井技术已用于侧钻水平井、多侧向水平井和欠平衡条件下钻井,可提高机械钻速、钻井效率、安全性和减轻劳动强度、降低钻井成本。我国早已引进连续油管装置,但多用于修井作业,尚未开展连续油管钻井的试验。文中介绍了连续油管钻井技术的地面设备和底部钻具组合、特点、实施情况和发展趋势,最后为在我国发展该项技术提出了几点建议。     

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。     

中石化胜利石油工程公司研制成功钻井管柱自动化处理系统

正为提高钻井设备的自动化水平,降低劳动强度和钻井作业安全风险,胜利石油工程公司研制了DREAM50钻井管柱自动化处理系统。该系统可实现钻修井过程中管柱输送与运移、钻进作业与起下钻自动化,最大限度地避免人与管柱的直接接触,降低操作安全风险。采用钻井管柱自动化处理系统不会改变现有钻井工艺流程,若出现无法快速排除的故障,可转换成人工钻井作业。该系统不但适用于在役钻机自动化     

随钻取心技术研究与应用

随钻取心技术是在一定井段内,不用起下钻、不用更换钻头,只是通过绳索打捞器改变内筒组件,就可以随时进行连续取心与全面钻进相交替作业的一种工艺技术。研制出了适合常规钻铤的SZ-40型随钻取心工具和取心钻头,形成了一套能够满足现场施工要求的取心工艺技术,进行了两口井的现场应用。现场试验表明,随钻取心工具可以实现取心和全面钻进,设计合理,动作可靠,工艺技术措施切实可行,该项技术可以提高取心效率,减轻工人的劳动强度,缩短钻井周期,节约钻井成本。     

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。     

小修作业远程控制起下管柱装置的研制

针对小修作业搬家频繁及脏、苦、累、险的工作特点,研制了一种小修作业远程控制起下管柱装置。修井机司机通过操作盘可远程控制完成油管的抓放、锁定、悬持、推送、扶正、对中、液压钳就位、上卸扣、高低换挡和自动对缺口,最终实现管柱起下;1名场地工人按动遥控器即可完成油管的拉送、翻滚和就位,实现了在井口无人情况下2人起下管柱作业。现场应用结果表明,该装置体积小、质量轻,起下管柱操作平稳、安全可靠,不但减少了用工数量,减轻了工人劳动强度,而且提高了安全操作水平。起下管柱作业施工速度可控且与人工操作水平相当,深受现场工人欢迎。     

800吨直立钻机稳移百米宝石改进型钻机轨道移运装置试验成功

近日,由宝鸡石油机械有限责任公司研制的改进型石油钻机轨道移运装置试验获得成功。该装置主要用于丛式井作业时的钻机整体移动,可避免钻井过程中因井位变化带来的钻机拆装和运输问题,降低了工人劳动强度,大幅提高了工作效率。     

机械化修井作业油管扶正装置的研制

为解决起下管柱作业时机械化程度低而导致的工人劳动强度大、施工环境恶劣和施工风险大等问题,研制了机械化修井作业油管扶正装置。该装置由井口支架、扶正液压缸、导向锥桶、辅助扶正臂、主扶正臂以及机械扶手等组成,采用液压缸驱动,通过扶正臂减小悬吊油管的摆动幅度,实现油管精准对中,保证油管顺利对、上扣。有限元分析结果表明,设计的装置最大能满足?114.3 mm(4?in)油管的扶正对中要求。现场应用结果表明,该装置可顺利配合井口装置和油管输送装置完成油管起下作业,无需人工直接参与,其安全性、稳定性及连续工作能力均满足现场应用要求。     

海洋平台连续起下钻钻机及关键设备研究

针对当前常规海洋自升式钻井平台钻井作业采用间歇起下钻方式存在的起下钻作业时间长、井下复杂情况多等缺点，提出了一种全新概念海洋自升式钻井平台的连续起下钻钻机，完成了连续起下钻作业流程确定、立根长度确定、连续起下钻系统、排管机、集成控制系统等关键技术和设备设计。该钻机配套常规顶驱，通过采用新增连续起下钻系统设备，改进排管机和集成控制系统的方式实现连续起下钻作业，实现在高位进行钻柱提放、管具上卸扣、钻井液收集等功能，最大起下钻速度可达2 160 m/h，与现有钻机相比，能够大幅提高钻井作业效率，降低井下压力波动，技术跨度相对较小，具有较好的可应用实施性。