阶梯式气动钻杆卡瓦的研制

针对目前钻杆动力卡瓦存在的自动化程度低、卡瓦体工作高度高、国外卡瓦价格昂贵等问题，研制了新型气动钻杆卡瓦。该卡瓦利用气缸进行卡瓦体的升降，可设计较长的卡瓦体，保证卡瓦有较大的悬挂能力；气缸固定在大方瓦内，有效降低了卡瓦体的工作高度。经台架试验各项指标均达到SY5049—91标准要求。现场应用表明，该卡瓦可减轻工人劳动强度，提高工作效率，并具有安装操作简便、自动化程度高、悬挂能力大，卡瓦体工作高度低等特点。     

气动套管卡瓦的研制与应用

目前下套管作业主要采用吊卡卡持套管和液压大钳或B型大钳上螺纹的作业方式,工人劳动强度大,工作效率低,容易造成单吊环起钻,从而引发重大工程和人身安全事故。鉴于此,研制了气动套管卡瓦。该卡瓦使用无背钳套管液压大钳,下部套管不发生跟转问题,防扭效果明显。现场试验表明,该卡瓦安装拆卸简便,自动化程度高,悬挂能力大,具有防扭功能,卡瓦体工作高度低。新型气动套管卡瓦的投入使用,能减轻工人劳动强度,提高工作效率,避免单吊环安全事故的发生,具有较强的实用性和广阔的应用前景。     

修井远程控制气动卡盘的研制与应用

修井施工中,为减轻井口操作工人的劳动强度,提高施工效率,研制了修井远程控制气动卡盘。它由气动卡盘和控制系统2部分组成,气动卡盘主要包括壳体总成、卡瓦总成和气缸总成;控制系统配有脚踏控制系统和远程控制系统,它应用电磁控制技术控制气动卡盘的动作,变井口手动操作卡盘起下作业为远程控制气动卡盘起下作业。试验和应用表明,修井远程控制气动卡盘设计先进、结构合理、性能优良、使用方便,可以提高修井施工效率,减轻井口工人的劳动强度,有利于安全生产和实现井口操作自动化,具有广阔的推广应用前景。     

一种新型不压井作业自动卡瓦设计与分析

卡瓦是不压井作业装置的核心设备,不压井作业要求卡瓦具有管柱处于“管重”或“管轻”状况下快速、可靠的卡紧和松开管柱的功能.论文为满足不压井作业对卡瓦的要求,提出了新型不压井作业自动卡瓦结构.文中详细地介绍了新型不压井作业自动卡瓦的结构和工作原理.新型不压井作业自动卡瓦由上下两组卡瓦组件对称安装,采用液压缸做动力,实现了管柱在“管重”或“管轻”状况下自动卡紧、松开管柱,在起下管柱作业过程中将大大减轻井口操作工人的劳动强度,且具有起下管柱速度快、作业效率高的优点.论文通过卡瓦力学模型建立和受力分析得出了卡瓦牙均布力计算公式,依据美国API工程实用算法的卡瓦卡紧管柱力学分析模型得出了卡瓦高度计算公式,为进一步设计出可靠的不压井作业自动卡瓦提供了设计理论依据.     

新型修井作业油管钳系统与卡紧机构设计

为了满足现代修井作业工艺的要求,分析新型修井作业油管钳系统的功能,并进行系统方案设计及工作机构设计。采用主钳、背钳、卡瓦集成结构,卡瓦固定在井口法兰上,钳体沿导轨上下移动。采用行星爪卡紧机构,钳头在正反向连续卡紧任意管径过程中不更换任何零件,卡紧性能好,修井效率高。经过工厂和油田工业试验证明,新型油管钳系统的自动化程度高,具有安全、高效的特点。     

定向移动式气动鹤管的研制

针对胶管式气动鹤管存在劳动强度大、甩龙及调节范围小的三大问题，开发了定向移动式气动鹤管。该新型鹤管结构简单，操作辅助时间短，减轻了工人的劳动强度，已批量生产。     

带标准补心的气动卡瓦的研究与应用

研究了一种带标准补心的气动卡瓦,它由卡瓦座、气缸、活塞杆、卡瓦体、支撑盘、配气座、销轴及气路管线构成。两块卡瓦座通过铰链连接为一个整体,内部装有4个气缸,气缸的活塞杆上装有支撑盘,支撑盘下面装有卡瓦体,卡瓦体置于卡瓦座内。该气动卡瓦采用全内置式气缸气路结构,解决了外置气路设备易损坏的问题,卡紧钻杆时工作面基本与钻台面平齐,方便液压大钳的使用。其卡瓦座适用于标准补心,如需进行不同规格的钻杆起下钻作业可以通过更换不同规格的卡瓦体来实现,卸下卡瓦体后能满足使用手提式卡瓦非正常情况作业,实现了钻井气动卡瓦的多功能性,使用安全可靠。     

新型钻杆液压动力卡瓦的研制与应用

为解决现有卡瓦在现场使用出现的结构复杂、维修不便、安全性差等问题,研制了一种新型钻杆液压动力卡瓦,它具有刮泥和卡持钻杆的双重功能,可大大提高工作效率;更换不同型号的卡瓦牙,适用于不同直径的钻杆起下钻作业,实现了钻杆液压动力卡瓦的多功能性.该动力卡瓦能与不同转盘规格的自动化液压钻机、配置液压顶驱的钻机及普通钻机配套使用.     

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。     

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。     

新型快装套管头的设计与应用

介绍了新型快装套管头的结构、工作原理及室内试验情况 ,详细叙述了该套管头的现场安装及应用情况。大量现场应用表明 ,该装置能有效地缩短钻井周期 ,降低工人的劳动强度 ,保证钻井安全。     

连续油管钻机现状和发展趋势

在总结连续油管钻井发展历程的基础上,对常规连续油管钻机、复合连续油管钻机和连续油管旋转钻机的结构形式和工作原理进行了介绍,并对连续油管钻机的发展趋势进行了分析。分析认为,连续油管钻井技术能实现安全、高效、低成本开发油气藏的目的,具备易于实现自动化和智能化等优点,体现了国际石油钻井技术发展的总趋势。预测连续油管钻机将成为21世纪的主要钻井装备。     

井下安全监控系统设计与实现

针对目前国内井下故障频发,而预警效率低、安全监测技术较为滞后的问题,设计研制了一种具有自主知识产权的井下安全监控系统。该系统可以直接测量近钻头力学参数和工程参数,利用钻井液脉冲将所测参数实时传输至钻井风险分析评估模块,该模块通过分析计算接收到的数据判断钻井风险类型,并评估风险等级。现场试验表明,井下安全监控系统功能完善、性能稳定,风险评估准确率大于95%,部分技术指标达到了国外同类监测系统的水平。研究表明,井下安全监控系统可以降低深部复杂地层钻井风险和钻井成本、解决深部复杂地层井下故障预警效率低等问题,可以产生较大的经济效益。      

钻探用井架承载能力试验与安全评定

提出了基于测试应力的钻探用井架安全承载能力评定方法。以井架现场试验时杆件的工作应力为综合评定井架结构承载性能的重要指标,以与应力有关的设计参数为有限元模型输入参数的修正对象,将现场测试与有限元数值模型相结合,通过修正的有限元模型,分析了在各种载荷作用下在役井架的工作性能,应用国际上通用的API Spec 4F标准进行了安全评定。对某型号钻探井架进行了逐级加载试验,通过井架第一级载荷作用下模型的模拟与修正,复现、预测了其它八级载荷作用下的井架工作性能,预测结果误差不超过5%,验证了模型修正方法的正确性。     

基于模糊综合评价法的钻井作业安全性评价

在油田开发与勘探中,钻井作业工序繁多,操作复杂,使机械设备、操作工人、作业环境置于较大的风险之中。为了明确钻井过程中的风险因素,以钻井工艺过程划分单元,归纳各个单元中存在的风险事故类型及隐患事故类型。简单介绍模糊综合评价法的一般步骤和方法,并运用该方法对石油钻井基本过程进行安全评价,得出钻井过程的安全级数,指导钻井作业过程,并有效地预防事故的发生,减少财产损失和人员伤亡及伤害,提高作业过程的安全操作性。     

信息技术在石油钻井中的应用研究

介绍了信息技术在现代石油工业中的应用情况和信息系统的构成。信息技术不但集成了油田开发过程中钻井、完井、油藏、测试等各个阶段的数据，形成了完善的钻井完井信息管理系统，而且还能通过对数据的分析、计算、为后方基地的决策，优化施工方案，预防和排除事故隐患，实时解决复杂问题提供帮助。     

海洋钻井平台折臂起重机设计

钻杆自动排放对提高海上石油钻井作业安全性及降低作业成本有重要作用,甲板钻杆起重是海洋钻井平台钻杆自动排放的首道工序。介绍了所设计的折臂起重机总体机械结构组成、工作原理、主要技术参数和液压系统原理,并对该液压系统特点进行了分析。设计的折臂起重机用于甲板钻杆起重,具有结构紧凑、操作灵活可靠、覆盖空间范围大等优点,适合深水半潜式钻井平台及钻井船甲板钻杆自动抓放操作。     

石油钻机用盘式刹车的安全保护功能

石油钻机用盘式刹车是同时具备常开式和常闭式制动钳的复合制动系统，不但具有多种制动功能，还具有多种安全保护和报警功能。正确地使用盘式刹车装置可使整个钻井设备正常运转，提高钻井效率及钻井质量。     

钻井泵故障诊断方法的探索与实践

钻井泵是石油钻井中循环系统的关键设备，其工作状态的好坏直接影响到钻井工作的安全、效率、质量和成本。为了保证钻井泵的正常工作和钻井生产的正常进行．提高钻井泵的现代化维修和管理水平．亟待研制适用于现场使用的、科学先进的钻井泵实时故障诊断系统。文章在分析了目前石油钻井泵故障诊断研究工作现状的基础上，结合现场的需要和自己的研究工作，认为研究工作的重点应放在钻井泵动力端上．应致力于研制先进实用的整个泵的故障诊断系统。文章介绍了作者在钻井泵振动故障诊断系统研制开发方面的工作情况和取得的初步结果。     

中国石化极地冷海钻井技术研究进展与发展建议

北极油气资源丰富,但其低温、浅层灾害、冻土层、井筒处于大温变条件等地质、环境因素给钻井作业带来诸多挑战,为此,在"十三五"期间,中国石化以钻井安全环保高效为总目标,以解决钻井装备及工具、钻井工艺及措施、井筒工作流体的"冷"适应性问题为核心,进行了钻井灾害风险评价控制与环保、钻井关键装备及工具、钻井工艺与井筒工作液等关键...