TD500/1000型顶驱在海洋钻井中的应用

在吸收国内外先进顶驱经验的基础上,研制了TD500/1000型顶部驱动钻井装置。该装置采用交流电动机变频驱动,变频调速,矢量控制;管子处理器采用双扭矩臂双背钳技术;提升系统采用双载荷通道。现场应用表明:该装置降低了劳动强度,极大地提高了钻井工作效率,减少了事故的发生,提高了施工的安全性。     

新型直驱式顶部驱动钻井装置

为解决顶驱因故障停机时间长而带来的系列问题,研制了新型直驱式顶部驱动钻井装置,并形成了DQ225DBZ、DQ450DBZ、DQ675DBZ和DQ900DBZ系列型号的直驱式顶驱,可达到4 000～12 000 m的钻井作业深度。该顶驱主要由动力水龙头和管子处理器组成,采用大功率交流变频电动机驱动,无级变速控制,多功能人机界面操作;提升系统采用双载荷通道隔离设计,中心管主轴设计有特殊组合轴承,可承受钩载,同时也具备抗钻柱纵向振动功能。DQ2250DBZ顶驱在国外应用13口井,经受了-30℃严寒考验,最大连续钻井扭矩达到了35 kN·m,创下日钻进1 016 m的记录。DQ450DBZ顶驱在国内川东70563钻井队现场作业,最大连续钻井扭矩28 kN·m,上卸扣扭矩30 kN·m,水平井造斜段始为4 593 m,造斜88°,总进尺达6 500 m。     

DQ40Y顶驱装置液压系统设计

为了满足小型钻机和修井机的需要,研发了DQ40Y液压顶驱装置。主要介绍了DQ40Y顶驱装置的液压系统设计。其主泵系统采用P/Q控制模块,通过对系统压力和流量的线性调节,实现了对钻井扭矩和速度的控制;动力马达具有摆角可调功能,通过改变马达排量,可调节钻井扭矩和钻速;循环冷却系统采用备份设计,方便了系统的维护与保养;辅助系统吸取了交流变频电驱动顶驱的成功经验,沿用了其液压系统。厂内性能试验结果表明,该液压系统基本达到了最初的设计要求,为DQ40Y顶驱装置进入市场奠定了基础。     

液压和电驱动顶驱钻井特性分析与建议

根据美国Ｖａｒｃｏ公司和加拿大Ｔｅｓｃｏ公司给出的顶驱钻井特性曲线分析计算了Ｖａｒｃｏ公司ＡＣ－ＳＣＲ－ＤＣ电驱动和ＡＣ变频感应电动机驱动顶驱以及Ｔｅｓｃｏ公司ＡＣ变频永磁电动机驱动和液压驱动顶驱的钻井特性。计算结果表明：ＡＣ变频感应电动机驱动顶驱总调节使用范围的功率利用率最高为Ｐ均＝７６．７％,比液压驱动顶驱高４．９％,比ＡＣ－ＳＣＲ－ＤＣ电驱动顶驱高９．５％,比ＡＣ变频永磁电动机驱动顶驱高２６     

DQ40BC交流变频顶部驱动钻井装置研制与应用

在借鉴DQ70BS顶驱成功经验和成熟技术的基础上,开发了DQ40BC交流变频顶部驱动钻井装置。这种装置是一种机电液信息一体化的钻井设备,由动力水龙头、管子处理装置、导轨与滑车、液压传动与控制系统、电气传动与控制系统,以及辅助装置等部分组成,满足4000m钻机的使用要求。武-1井是采用多项世界先进钻井测井技术的羽状分支井,新研制的DQ40BC顶驱在该井首次使用,在钻井作业中表现优异,经受了严峻的考验,圆满完成了钻井任务。     

4500 kN变频直驱顶部驱动钻井装置设计

常规的顶部驱动钻井装置(简称顶驱)通过减速箱进行减速、增扭,以满足钻井作业的要求.减速箱一般为2级齿轮传动,结构复杂,传动效率降低,油润滑系统容易泄露.为进一步提高顶驱的传动效率和可靠性,研制了一种由变频电机直接驱动主轴的直驱顶驱.该顶驱取消减速箱,采用无级变频控制技术,将电机与主轴融合,电机转子直接驱动主轴钻进.与同...     

国产顶驱动钻井装置的研制与发展

着重介绍了DQ－60D顶驱装置的结构，主要技术参数，并对新研制的DQ－60D1和DQ－60D2顶驱装置的主要特点作了简要介绍，DQ－60D顶驱装置集机电液一体化技术于一身，采用SCR直流电控，PLC可编程控制器调控，通过液控系统实现所有功能，经过162天工业性试验，穿越深部奥陶系多个碳酸盐裂缝，完成一口井深 5590m，最大井斜角70．9度，方向角90度，水平位移550m的定向井，获得成功，最后对国内外 顶允装置的特性做了对比，提出今后我国新研制的顶驱装置发展特点。     

钻机顶部驱动电动机的现状与展望

简述了国外钻机顶部驱动系统由直流顶驱逐步演变到变频顶驱的发展历史。结合现有电动顶驱的技术特点,对直流电动机、鼠笼式转子感应电动机、永磁无剧同步电动机和开关磁阻电动机等目前常用和正在开发的几种电动机性能做了分析对比。建议国内研究单位尽快开展开关磁阻电动机驱动方面的资料收集,为新一代顶驱的开发做一些前期工作。     

直驱式顶驱的研制和应用

介绍了一种利用机电融合技术设计出的新型顶驱——直驱式顶驱装置。该顶驱装置采用大功率交流变频电动机直接驱动主轴,与传统的顶驱相比取消了机械变速机构,实现了电机与机械的相互融合。国外现场使用情况表明:与传统同型号的顶驱相比,不仅明显提高连续钻井作业扭矩,并且显著降低设备使用故障率与维护强度,增强了应对钻井事故的能力。具有较强的可靠性、经济性和良好的推广前景。     

美国Varco公司新系列顶驱技术分析

美国Varco公司近两年来开发出的新系列顶驱共有7种规格,且全部采用电驱动。主要优越性是电驱动顶驱的短时输出功率可达到额定功率的250%,有的可在125%～150%功率条件下连续进行钻井作业,可望电动机在150%功率下连续运转,而且电控制系统反应灵敏,自动化控制与保护较好。分别介绍并分析了AC—SCR—DC电驱动型式和AC变频电驱动型式、双电动机驱动、电动机液压盘式惯性刹车、双速减速器齿轮传动、行星齿轮传动减速器和圆柱齿轮传动减速器、游车与水龙头组合式结构,以及单导向轨结构的技术特点。     

齿轮齿条钻机用DQ250Y型液压顶驱研制

为齿轮齿条钻机研制了DQ250Y型液压顶驱,其动力传动系统采用空心轴马达直接驱动主轴,无减速箱及其稀油润滑系统。顶驱上、下运行过程中使用齿条作为导轨,能够主动施加钻压,依靠销轴传感器检测悬重等参数,特别适用于水平井、大位移井的钻井作业。液压控制系统为闭式系统,可两挡切换,实现高低速传动。测试结果表明:各项参数均满足现场使用要求,具有推广前景。     

LCJ1250链条抽油机平衡方式改造的实践

针对ＬＣＪ１２５０ 气平衡式链条抽油机存在气平衡故障率高和现场维修困难等问题, 提出将气平衡改造成工作可靠的重力平衡的方案, 并确定了改造的三个原则： 一是保证整机的可靠性, 使抽油机运转平稳, 振动噪音小, 寿命长; 二是力求降低生产成本, 减少零部件制造, 尽可能选用原来的通用件, 舍去平衡缸和空气包等气平衡附件, 在原往返架主体上悬挂一个配重箱;三是力求不改变冲程、冲次及最大悬点载荷等主要技术参数。现场使用表明, 改造后的链条抽油机运转平稳可靠, 振动和噪音比原来大大减轻, 经济效益显著。     

DQ70型顶驱钻井装置动力驱动系统研究

阐述了我国顶驱钻井装置的研究状况及存在的问题,分析了顶驱装置的实际工况。根据钻机对顶驱装置的要求,探讨了DQ70型顶驱钻井装置的动力驱动系统方案,设计了顶驱电机及其减速机构,并在实验室进行了试验。结果表明,该系统性能稳定,运行平稳,可靠性高。     

JY5160TXJ10型车载式电驱修井机

针对XJ10型牵引式电驱动修井机存在的可操作性差、技术含量及作业效率低,另外需用履带式拖拉机牵引移运,会对道路产生破坏,转弯半径较大,井场占地面积大等问题,研制了JY5160TXJ10型车载式电驱修井机。该修井机采用车载式结构,电驱动、液力机械传动,电、气、液联和集中控制,具有移动性能好、传动平稳、操作方便、节约作业费用等优点。现场试验及应用表明,JY5160TXJ10型车载式电驱修井机能顺利完成修井作业,且作业效率较XJ10型牵引式电驱动修井机有很大提高;每台每月可完成定额作业33井次,创造产值13.2万元。     

XJ40型橇装式电驱动修井机

针对目前油田为各型修井机提供动力的柴油机的工作效率仅为50%,不仅作业成本高,而且还存在噪声污染和排放废气等问题,研制了XJ40型橇装式电驱动修井机。该电驱动修井机采用模块化设计,整机分为调速电动机及控制模块、传动系统模块、绞车及盘式刹车模块、液压控制模块及橇装底盘等5大模块,具有结构简单、占地面积小、操作方便和环保节能等优点。现场试验结果表明,采用该修井机进行一般的修井作业,工作效率比传统的通井机、修井机高10%左右,动力费用约为传统修井作业设备的52.3%,无废气排放,噪声低,满足了现代化施工的环保要求。     

海洋钻修机采用顶驱装置的可行性研究

在简述海洋钻修机采用顶驱的难点及对顶驱的要求后 ,着重分析了意大利Soilmec公司HTD— 2 0 0液压顶驱的结构、技术指标和参数。针对HZJ30海洋钻修机井架采用前开口、直立无绷绳、双节套装式结构 ,自身不具备较强抗扭能力的特点 ,提出安装顶驱需适当加固井架下体 ,在井架上部采用柔性连接 ,在井架下部采用刚性支架的安装型式。最后对海洋钻修机顶驱的使用环境及预计效果做了初步分析。     

电驱压裂设备在页岩气储层改造中的应用

压裂设备是页岩气藏储层改造的核心装备,随着国内页岩气勘探开发向深层进军,压裂工艺技术的发展对相关装备提出了更高的要求,而电力驱动则是压裂设备技术发展的重要方向。为此,调研了国内外电驱压裂设备的技术进展,指出大功率变频系统是决定其性能的一项关键技术,在分析该技术应用于电驱压裂设备适应性的基础上,结合2500型电驱压裂车在四川盆地威远地区实施页岩气储层改造压裂作业情况,对比分析了电力驱动压裂设备与柴油驱动压裂设备的相关经济技术指标。研究结果表明:①较之于相同功率的柴油动力压裂车,电驱压裂车可以实现功率全覆盖和输出排量的连续调节,能更好地满足压裂工艺对泵送排量精确控制的作业要求,同时还可以节省动力费用约68%、节约设备购置成本10%～20%;②较之于橇装设备,电驱压裂车具有更好的移运性能,适合在黄土沟壑、丘陵山地等道路条件较差的压裂井场推广应用。进而提出建议:下一步将提高单机功率密度作为电驱压裂设备的发展方向,同时加大高压大功率半导体器件的基础研究,提前做好页岩气平台建设的用电需求规划,以更好地发挥电驱设备的作业成本优势。