鉆機(jī)移運(yùn)裝置在我國石油鉆井行業(yè)中的應(yīng)用研究

徐洪濤

摘要：介紹我國目前主要發(fā)展的兩種石油鉆機(jī)移運(yùn)裝置，并分別就這兩種石油鉆機(jī)移運(yùn)裝置的特點(diǎn)、應(yīng)用和發(fā)展作一一闡述。

關(guān)鍵詞：鉆機(jī)移運(yùn)裝置；步進(jìn)式鉆機(jī)平移裝置；鉆機(jī)整體遠(yuǎn)距離移運(yùn)裝置；基本構(gòu)成；實(shí)例；應(yīng)用；發(fā)展

中圖分類號(hào)：TQl72.75文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3198(2009)07-0284-02

目前我國正在發(fā)展的石油鉆機(jī)移運(yùn)裝置主要是步進(jìn)式鉆機(jī)平移裝置和鉆機(jī)整體遠(yuǎn)距離移運(yùn)裝置，這兩種鉆機(jī)移運(yùn)裝置的出現(xiàn)，解決了我國石油鉆井行業(yè)中一直存在的設(shè)備搬遷安裝時(shí)效差、人工勞動(dòng)量大、安全系數(shù)低和鉆機(jī)占地面積大等諸多問題，下面就這兩種鉆機(jī)移運(yùn)裝置的特點(diǎn)、應(yīng)用和發(fā)展做一簡要介紹。

1步進(jìn)式鉆機(jī)平移裝置

步進(jìn)式鉆機(jī)平移裝置，是在鉆機(jī)底座上安裝支承座，以滑車、導(dǎo)軌為移動(dòng)工具，用液壓系統(tǒng)為動(dòng)力及控制，利用頂升液缸將鉆機(jī)頂升至離地一定距離，然后利用平移液缸推拉進(jìn)行步進(jìn)式平移，可實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)在工作狀態(tài)下(井架和底座不下放)的整體直線(或橫向)平移。

1．1基本構(gòu)成

步進(jìn)式鉆機(jī)平移裝置主要包括三個(gè)部分：一是由支承座、頂升液缸及滑車總成等組成的支承移動(dòng)模塊，二是由導(dǎo)軌總成、平移液缸等組成的推拉平移模塊，三是由液壓站、液控閥件及液壓附件組成的控制模塊。

用于支撐鉆機(jī)的支承座通過銷軸與底座形成固定連接；頂升液缸用螺栓固定于滑車總成的滑車座上，與支承座為活動(dòng)連接。平移液缸兩端分別與導(dǎo)軌及滑車座上的連接耳座相連，形成二個(gè)移動(dòng)單元。當(dāng)液缸動(dòng)作時(shí)，滑車即可沿導(dǎo)軌移動(dòng)，整個(gè)鉆機(jī)共采用四套支承移動(dòng)模塊，分別布置于底座基座的四角。

液壓站采用鉆機(jī)的組合液壓站，液控閥件采用專用控制箱，其頂升及平移分別用液壓控制閥塊控制，可實(shí)現(xiàn)頂升及平移動(dòng)作平衡。

1．2實(shí)例

以四川宏華公司為中原油田改造的ZJ70/4500D鉆機(jī)為例，中原ZJ70/4500D鉆機(jī)的主機(jī)(420噸)加上全部立根(250噸)的平移總重約為670噸(不含平移時(shí)需移去的坡道、滑道及梯子等)，鉆機(jī)的前基座長度為13.35米，其前端與井口中心距離為5.6米。擬定的鉆機(jī)平移裝置方案如下：鉆機(jī)平移裝置總體布置按步進(jìn)式平移考慮。即在鉆機(jī)前基座前端增設(shè)兩套平移裝置支承座。在鉆機(jī)起升后作業(yè)狀態(tài)下需進(jìn)行平移時(shí)，移去后基座，利用前后基座連接耳座安裝另兩套平移裝置支承座進(jìn)行平移，平移完成后，鉆機(jī)作業(yè)時(shí)移去后兩套平移支承座，并安裝后基座后作業(yè)，該方案需在鉆機(jī)前基座后部再增加一套橫拉架。以保證平移時(shí)左右基座的連接強(qiáng)度，主要技術(shù)參數(shù)如下：(1)液缸額定壓力是18MPa(16 MPa)，(2)頂升液缸缸徑／數(shù)量為420mm/4套，(3)最大舉升高度<150mm~(4)平移液缸缸徑／數(shù)量為200mm/4套，(5)最大步進(jìn)行程<600mm(6)舉升質(zhì)量約700噸，(7)基礎(chǔ)承壓強(qiáng)度≥2MPa。

1．3應(yīng)用

由于步進(jìn)式鉆機(jī)平移裝置可實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)在工作狀態(tài)下(井架和底座不下放)的整體直線(或橫向)平移，并且具有總體結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡便、動(dòng)作平穩(wěn)、移位準(zhǔn)確等特點(diǎn)，所以特別適用于在較小區(qū)域內(nèi)多口井的連續(xù)鉆井施工。

1．4發(fā)展

目前我國石油鉆井行業(yè)中大部分步進(jìn)式鉆機(jī)平移裝置，只能進(jìn)行單向直線平移，不能同時(shí)在一套裝置上實(shí)現(xiàn)橫向平移和縱向平移，目前這一問題已經(jīng)基本得到解決，具體解決方案就是兩套單向的步進(jìn)式鉆機(jī)平移裝置成90°上下組合到一起，其中上部的步進(jìn)式鉆機(jī)平移裝置安裝在一個(gè)可以沿下部步進(jìn)式鉆機(jī)平移裝置導(dǎo)軌移動(dòng)的大底座上，同時(shí)要求這個(gè)可移動(dòng)大底座的承載能力能滿足石油鉆機(jī)的正常鉆井施工要求。

2鉆機(jī)整體遠(yuǎn)距離移運(yùn)裝置

鉆機(jī)整體遠(yuǎn)距離移運(yùn)裝置可以滿足在鉆機(jī)的各主要分系統(tǒng)不進(jìn)行較大拆卸的情況下，將鉆機(jī)的各主要分系統(tǒng)遠(yuǎn)距離整體移運(yùn)，使現(xiàn)場搬遷安裝快捷方便，減少運(yùn)輸車輛，

現(xiàn)在我國所使用的鉆機(jī)整體遠(yuǎn)距高移運(yùn)裝置主要是實(shí)現(xiàn)石油鉆機(jī)的井架及底座遠(yuǎn)距離整體移運(yùn)，下面我主要就進(jìn)行鉆機(jī)井架及底座部分移運(yùn)的鉆機(jī)整體遠(yuǎn)距離移運(yùn)裝置進(jìn)行介紹。

2．1基本構(gòu)成

鉆機(jī)整體遠(yuǎn)距離移運(yùn)裝置由鉆機(jī)底座牽引系統(tǒng)、鉆機(jī)底座起升系統(tǒng)、鉆機(jī)底座承載橋、井架前托架和井架后托架五大部分組成，鉆機(jī)底座牽引系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)類似于低平板半掛車的牽引鵝頸，使用時(shí)，同時(shí)與鉆機(jī)底座前部和牽引車鞍座連接，鉆機(jī)底座起升系統(tǒng)主要由液壓動(dòng)力源、油箱、液壓起升液缸及控制部分組成，主要實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)底座的起升，便于牽引車與鉆機(jī)底座牽引裝置的連接和鉆機(jī)底座承載橋的安裝；鉆機(jī)底座承載橋與鉆機(jī)底座后部耳板連接，成為鉆機(jī)后部承載系統(tǒng)；井架前托架主要起到承載井架和連接牽引車的作用，井架后托架使用時(shí)安裝在井架后部，作為井架運(yùn)輸?shù)暮蟛砍休d系統(tǒng)。

2．2實(shí)例

在2006年，勝利油田SINOPECl03隊(duì)的ZJ70/4500D鉆機(jī)配備了鉆機(jī)整體遠(yuǎn)距離移運(yùn)裝置，這也是勝利油田第一套石油鉆機(jī)整體遠(yuǎn)距離移運(yùn)裝置。當(dāng)鉆機(jī)需要整體移運(yùn)時(shí)，通過井架起升裝置將井架水平放置，井架及游動(dòng)系統(tǒng)作為一個(gè)整體運(yùn)移，鉆機(jī)底座、絞車、轉(zhuǎn)盤，人字架及鉆臺(tái)附屬設(shè)備作為一個(gè)整體運(yùn)移。系統(tǒng)各部件采用模塊化設(shè)計(jì)，與鉆機(jī)有機(jī)結(jié)合，既能實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)整體移運(yùn)，又不影響鉆機(jī)分塊運(yùn)輸，這套鉆機(jī)整體遠(yuǎn)距離移運(yùn)裝置的主要技術(shù)參數(shù)如下：(1)鉆機(jī)底座整體移運(yùn)系統(tǒng)單車移運(yùn)能力為280t；(2)鉆機(jī)底座整體移運(yùn)系統(tǒng)輪距是5700mm；(3)井架及游動(dòng)系統(tǒng)水平整體搬移系統(tǒng)輪距為7000mm；(4)鉆機(jī)底座整體移運(yùn)系統(tǒng)允許橫向擺動(dòng)量是土6；(5)鉆機(jī)底座整體搬移系統(tǒng)輪胎型號(hào)是36.00-51；(6)鉆機(jī)底座整體搬移系統(tǒng)車輪型號(hào)是51×26.00/5.0D(7)鉆機(jī)整體移運(yùn)系統(tǒng)最高移動(dòng)速度是15km/h，(8)鉆機(jī)整體移運(yùn)系統(tǒng)最大續(xù)行里程是15km；(9)適用的地面條件為硬路面。

2．3應(yīng)用

因?yàn)殂@機(jī)整體遠(yuǎn)距離移運(yùn)裝置在使用過程中。存在分系統(tǒng)移運(yùn)尺寸過大、整體重量大和硬地面條件等諸多因素，所以使用環(huán)境受到較大限制，不能在公路或土質(zhì)松軟的地區(qū)使用。在我國只有有限的幾個(gè)地區(qū)才可以使用鉆機(jī)整體遠(yuǎn)距離移運(yùn)裝置，如新疆地區(qū)，但是隨著我國的石油鉆井隊(duì)伍逐漸走出國門，部分國家在對(duì)我們的鉆機(jī)招標(biāo)時(shí)，要求投標(biāo)鉆機(jī)必須配有鉆機(jī)整體遠(yuǎn)距離移運(yùn)裝置，如沙特阿拉伯、尼日利亞和科威特等國家，因此目前我國的大部分鉆機(jī)整體遠(yuǎn)距離移運(yùn)裝置都在國外使用。

2．4發(fā)展

目前我國大部分鉆機(jī)整體遠(yuǎn)距離移運(yùn)裝置主要是針對(duì)鉆機(jī)井架和鉆機(jī)底座的整體運(yùn)移，而未來鉆機(jī)整體遠(yuǎn)距離移運(yùn)裝置的發(fā)展趨勢(shì)是將石油鉆機(jī)中的固控系統(tǒng)整體移運(yùn)和發(fā)電機(jī)房整體移運(yùn)涵蓋進(jìn)來。

3結(jié)語

綜上所述，鉆機(jī)移運(yùn)裝置已經(jīng)逐步在我國石油鉆井行業(yè)中應(yīng)用開來，平均鉆機(jī)搬遷安裝時(shí)間可節(jié)約2～3天，運(yùn)輸車輛減少1/3左右，人員的勞動(dòng)強(qiáng)度明顯降低，進(jìn)一步推動(dòng)了我國石油工業(yè)的迅猛發(fā)展，隨著我國石油鉆機(jī)移運(yùn)裝置的逐步發(fā)展完善，相信它在石油鉆井行業(yè)中的作用將會(huì)得到更好地體現(xiàn)。