ZJ40/2250DBT轮式拖挂移运钻机的研制

全拖挂钻机主体外形尺寸较大,无法在宽度为9 m左右的油田公路进行长距离整体移运;分体多模块拖挂移运钻机前、后安装工序多、耗时长、移运成本高,不满足用户的使用要求。为此,研制了ZJ40/2250DBT轮式拖挂移运钻机。该钻机由主机模块、钻井泵模块、发电机组模块及固控系统模块等组成,井架和底座可携带所安装的设备采用半拖挂整体移运,移运时最大轮距外宽8.6 m。主机模块、底座模块、发电机模块及钻井泵模块移运试验中,前行、倒车和转弯均能顺利进行,上面安装的设备固定牢靠,不存在松抖现象。该钻机的成功研制和使用为窄轮距拖挂钻机研制提供了设计参考。     

7000m快速移运拖挂钻机设计

为了提高钻机的移运性能,缩短钻机搬家时间,研制了一套7 000 m快速移运拖挂钻机。该钻机短距离搬家时满足井架、底座直立状态整体移运要求,在移运条件受到限制时,井架(带天车、游车钻井钢丝绳及顶部驱动装置等)和底座(带钻台设备)分别单独低位整体移运,钻机各辅助功能模块也能满足快速搬家的要求。钻机配套了整体正压防爆司钻控制房和钻机消防系统,提高了钻机使用的安全性。在阿布扎比油田基地的现场应用中,钻机从着手搬家到搬家就位完成所有部件连接达到钻井状态总共用时48 h,钻机所有部件搬家车次约为16车,比常规7 000 m钻机节省80%的拆卸、搬家、安装时间和搬家车次,大大缩短了钻机的搬家时间,提高了搬家效率,降低了搬家成本。     

7000m组合式快速移运钻机的研制

为了适应丛式井油气开发,并满足作业区域间的长距离快速搬家要求,研制了7 000 m组合式快速移运钻机。钻机的主机模块和钻井液模块配套有移运装置和步进移运装置,可实现长距离快速移运和丛式井间高效移运。其设计关键技术包括丛式井步进移运+长距离轮式移运技术、钻井液模块的快速拆分和组合技术、拖挂式高位猫道设计、悬挂伸缩式电缆存放架设计及大型拖挂模块行车制动系统的研制。同时对钻机进行了起升、载荷以及移运等试验。试验结果表明,钻机的各项性能符合设计要求。该钻机的研制成功可为其他类似产品的设计提供参考。     

560kW快速移运钻机的研制

为提高钻机的快速移动性能,满足石油装备市场对快移钻机的需求,研发了560 k W全配套快速移运钻机。该钻机模块高度集成,具有现场拆装方便快捷和移运迅速等优点。该钻机配备整体拖挂钻台,可液压起放台体和钻台整体,司钻房和防喷器等可随钻台一起实现快速整体移运。钻井泵、电控系统及固控系统采用半拖挂车结构设计,可实现外围配套的快速移运及安装。在中东地区作业,拖挂钻台移运速度15 km/h,整套设备在10 km井场移运用时11 h,整体使用效果良好。该钻机的研制成功为钻台及外围配套,乃至成套钻机的快速移动设计积累了经验,也为类似设备的设计和使用提供了借鉴。     

高架轮式移运猫道的研制与应用

为了增强丛式井油气开发的适用性,并满足钻机设备在井场间长距离快速搬家的要求,研制了高架轮式移运猫道。该猫道主体内部净空高超过4 m,具有良好的通过性,解决了丛式井钻井中常规猫道与井口设备相互干涉布置困难的问题,其模块化的整体轮式移运装置可在井位切换过程中跟随主机移动,可360°转向,单独移动,缩短了钻机有效作业时间,降低了作业成本,同时设备不需拆装,提高了转场效率和搬家速度。试验及应用结果表明:高架轮式移运猫道各项性能均达到设计要求;在丛式井间跟随主机步进装置移动平稳,不需拆除任何附件,从第1排井横向移运到第2排井仅用2辆10 t铲车即可完成;在钻机搬家时仅用3 h就可完成10 km的整体移运。该猫道的研制成功提高了井口转换效率,使钻机在丛式井油气开发中优势更加明显。     

多移运方式钻井液模块的研制

钻井液系统需配置的设备多而重,而且设备间的管线多而杂,造成移运车次繁多,安装拆卸费时费力。鉴于此,研制了多种移运方式钻井液模块。该钻井液模块在丛式井钻井时,利用步进装置实现短距离整体步进移运;在远距离搬家时,为获得良好的通过性和较快的移运速度,模块经简单拆装分块后采用轮式移运系统实现快速搬家。现场试验结果表明,该模块整体和分块搬家性能良好,也验证了设计方案的合理性和先进性。多移运方式钻井液模块移运及安装对接不需要任何吊装设备,拆装方便,对接快速,简化了操作程序,提高了转场效率。     

新型钻机井架及底座设计模型

目前我国油田正在使用的中型、重型模块钻机的井架和底座结构都不适合快移式钻机 的要求,为此,在分析我国钻机井架、底座现状的基础上,提出了快速移动、快速安装的新型钻 机井架、底座的设计原则和标准,同时还对其设计模型和设计特点作了详细的论述。这种新型的 模型除充分考虑了拆装便捷、移运高效外,还应用液压油缸自动举升和控制技术,是一种具有全 新理念的快速移运、快速安装的钻机。     

沙漠快速移运钻机固控系统的研制

为满足中东地区温度0~55℃、湿度100%的沙漠环境钻井作业要求,研制了在使用油基钻井液条件下能够正常工作的沙漠快速移运钻机固控系统。系统采用独特的罐底设计和清砂结构,满足零排放的要求,储备罐、混合橇采用自背橇式结构,吸入罐和振动筛罐能实现整体快速移运,同时该固控系统还配套了消防系统,满足HSE的要求。试验和现场应用结果表明,该固控系统整体性能良好、搬家快捷、符合HSE规范,完全满足沙漠地区钻井作业需求。     

Big ＆ Easy全拖挂系列快移快装钻机的研制

第四石油机械厂在成功研制Big ＆ Easy快移快装钻机主机基础上,继续研制全拖挂大配套快移快装钻机,该钻机的关键技术是：采用先进的模块划分集成理念,模块数量少;保持起升特色,一把榔头和专用取销工具即可实现拆装,井架、底座低位安装,整体起升;快速移运,快速安装,油田内油井间的钻机转场,配置目前国际上先进的铁钻工、旋转鼠洞等井口机械化工具和特制的BOP移安装置。     

钻机步进式移运装置的研制与应用

根据页岩气"井工厂"的开发模式要求,结合页岩气地理环境和钻井特点,研制了钻机步进式移运装置。该装置采用电液同步控制技术,利用顶升油缸和平移小车等部件实现模块钻机在带满立根状态下的纵向、横向及斜向的覆盖井场全方位移动。现场应用结果表明,钻机应用步进式移运装置在28#平台累计进行井间移运14次,平均单次移运时间为65 min,最大移运质量达到680 t,装置的各项性能满足设计要求,实现了预期的全方位移运,移运准确性及同步性均满足用户要求,有效缩短了钻井作业周期。该装置的成功研制对于实施井工厂钻井和加快页岩气示范区建设具有重大推动作用。     

5 000 m新型液压旋升式井架底座的研制

目前常用的5 000 m钻机井架底座的结构形式复杂、运输模块多、安装时间长.研制了新型液压旋升式井架底座.该井架底座承载能力大、质量轻,采用液压缸起升和下放,同时实现了远程控制;与顶驱一体化设计,移运速度快,可带1 800 kN钻具整体平移.     

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。     

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。     

履带式钻机整体移运装置

中深井钻机的传统搬家移运模式耗时长、效率低、搬家成本高。随着对钻井成本的越来越严格的控制,诞生了各种钻机整体移运装置。介绍的履带式钻机整体移运装置的承载单元采用履带式结构,与其他类型的钻机整体移运装置相比较,它具有大模块拆装快捷、移运安全、使用寿命长、维修方便、环境适应性强等特点。     

4000 m轮轨+滑轨丛式移运低温钻机的研制

为满足俄罗斯北极圈附近极地低温地区的油气勘探开发需要,研制了4 000 m轮轨+滑轨丛式移运低温钻机。钻机主要运用了低温结构件技术、双模式轨道同时移动的丛式井移运技术、加热及保温等技术,满足极地低温地区丛式井钻井工艺要求。钻机由2移运模块组成,井架、底座和绞车等钻台区部件组成的主机模块整体采用滑动摩擦的滑轨方式移动;钻井液处理、钻井泵、电控和气源等部件组成的配套辅助模块采用滚动摩擦轮轨方式移动,2模块共用钻机机具液压站液压动力同时移动,满足丛式钻井及过井口设备的工艺要求。钻机配套2节套装伸缩式井架,利用液压油缸起升,井架可整体利用半挂车拖挂运输。另外钻机具有钻井液吹扫和棘爪自锁等多项自动化操作功能。钻机在常规试验和联调试验中,各项性能指标均达到了设计要求。该低温钻机性能先进,工作效率和搬家的适用性高,具有广阔的市场推广前景。     

3000m快移快装钻机创新技术及应用

针对常规3000m钻机普遍老旧、结构零散、拆装运输工作量大,公路运输时底座等需拆成散件失去快移性能等问题,基于集成化和模块化的设计理念,研制了3000m快移快装钻机.该钻机在关键配套件上进行技术创新并充分考虑油田运输条件和车辆运输能力,将钻机主体拆分成独立的大模块,模块之间又采用快速组合与拆分技术,以简化机械结构,减少...     

TNJ300型拖挂式泥浆净化系统研制

根据车载钻机快速移运的要求,研制出TNJ300型拖挂式泥浆净化系统。该系统泥浆罐体采用拖撬形式由拖车直接拖行,可不使用大型吊车及运输设备;能够保证3 000m钻井过程中泥浆配制、加重、筛分、循环等顺利进行;能满足快速移运要求,具有良好的通过性和转弯能力,缩短了搬家时间,降低了使用成本。     

新型ZJ30DBT丛式井全拖挂钻机的研制

为提高钻机的移运性能,满足市场对钻井装备的需求,开发出了新型ZJ30DBT丛式井全拖挂钻机。本套钻机为全拖挂钻机,整机安装简单、钻机移运方便,运输安全可靠。研制的轨道滑移装置,能满足丛式井钻井作业;在丛式井井口移运时,使用电缆移运车拖运管线,电缆管线等连接均为快速插头,方便快捷。     

5000m新型液压旋升式井架底座的研制

目前常用的5000 m钻机井架底座的结构形式复杂、运输模块多、安装时间长。研制了新型液压旋升式井架底座。该井架底座承载能力大、质量轻,采用液压缸起升和下放,同时实现了远程控制;与顶驱一体化设计,移运速度快,可带1800 kN钻具整体平移。     

具有多种移运方式的井架模块研制

常规井架搬家时需被分成许多块,造成移运车次繁多,安装拆卸费时费力。鉴于此,研制了一种具有多种移运方式的井架模块。该井架模块可以和天车、底座、游吊、顶驱组合体及牵引装置一起移运,整体拖挂移运可实现当天转场并开钻,也可以上、下段套合在一起移运,还可以上、下段分开单独移运。有限元计算结果表明:整体移运工况下,井架单元应力均小于材料的许用值,最大UC值也小于AISC(335-89)规定的允许值,井架设计符合API Spec 4F规范要求。现场试验结果表明:多种移运方式的井架模块整体和分块搬家性能良好,安装简单,拆装方便,简化了操作程序,提高了搬家效率。