淺析鉆井設備升級與改造

周雄偉　扈書民

摘要：氣體鉆井設備在高溫、嚴寒環境下頻頻出現啟動困難、非正常停機等問題。通過對氣體鉆井設備的技術改造增強了氣體設備對高溫嚴寒環境下的適應性和氣體鉆井設備運行的可靠性，保障了氣體鉆井的安全順利進行。在設備改造基礎上，配套了噴淋水罐、清洗機、防砂保溫棚等，對設備正常運轉起到雙重保障作用。

關鍵詞：氣體鉆井設備；高溫嚴寒環境；啟動困難；技術改造；提速提效

針對氣體鉆井設備在高溫、嚴寒環境下頻頻出現啟動困難、非正常停機等問題，對氣體鉆井設備進行了技術改造。通過優選散熱方式及改造散熱布局、更換散熱片、安裝設備配套保溫設施、搭建設備防砂保溫棚等方法，徹底改變了氣體鉆井設備的使用現狀。現場使用情況表明，通過對氣體鉆井設備的技術改造，氣體設備在高溫、嚴寒及大風天氣下工作正常，設備未發生異常報警或故障，節省了設備配件更換費用和維修費用，提高了設備完好率，有效保障了氣體鉆井實現提速提效的目的。目前氣體鉆井設備在施工過程中主要存在以下幾方面問題：（1）在夏季高溫天氣下設備運行問題。機器普遍出現高溫問題（包括水溫、排氣溫度、機油溫度、機體等各參數的全面系統高溫），高溫經常導致異常停機，且伴隨有柴油機、空壓機機頭多次出現傳感器提前失效、管線密封失效、線路老化等問題。高溫對旋轉控制頭的影響主要是風冷式潤滑油溫度高，橡膠件老化快、壽命縮短。（2）在冬季嚴寒時設備運行問題。低溫對氣體鉆井設備的主要影響有啟動困難，柴油結臘、機油流動性變差，水結冰嚴重，液壓控制管線由于內徑小導致低溫下液壓油無法流動。（3）在戈壁、沙漠等地大風天氣下的設備運轉問題。大風揚塵天氣會使沙塵進入并附著在空壓機散熱器的散熱片問，使散熱效果變差，空壓機進氣濾芯壽命縮短。沙塵與油水混合后，附著在設備表面，難于清除，增加工人勞動強度。

一、技術改造措施

1.散熱方式優選及散熱布局改造

（1）對空壓機進行了排風式散熱系統的改進。重新設計發動機風扇和風扇護罩，將散熱方式由吸風冷卻改為排風冷卻，后冷卻器重新設計和布局。后部兩側開窗，做兩個可調的百葉進氣窗：一側安裝新的后冷器，另一側安裝柴油冷卻器；定制新油箱并重新設計安裝位置。空壓機改造前后的設備布置圖如圖1所示。

（2）設計加工了一種可調散熱面積的水箱。通過不同位置隔板的插入可以改變散熱器的散熱面積。改進后的水箱結構圖如圖2所示。

（3）消聲器更換位置及發動機排氣系統做保溫處理。

2.更換散熱片

（1）定做了高質量的后冷器、中冷器。（2）針對高溫問題配備外置強制水噴淋冷卻裝置（降溫儲水罐、恒流量噴淋裝置）。（3）針對噴淋水質硬度高問題配套軟水機。

3.設備配套保溫設施

（1）發動機底部增加蒸汽暖氣片。（2）AWF油罐外和增壓機油箱外增加蒸汽暖氣管線和保溫層。（3）燃油管線外敷伴熱帶和保溫層。（4）設備單獨排放廢水，縮短管線長度防凍。（5）換用加粗的卡箍控制油管線。

4.改變設備擺放方式和搭建設備防砂保溫棚

（1）設備由對頭擺放改為一字或L型擺放。（2）設計搭建可重復使用的防砂遮陽保溫棚。

二、現場應用情況

對壽力1150XH/350空壓機進行了技術改造，通過現場應用，空壓機運行參數都在正常值范圍之內，未出現高低溫報警、停機以及氣門阻卡等故障，設備能滿足高溫、嚴寒及大風天氣下正常施工，很好的保障了氣體鉆井的安全順利進行。

三、結論

（1）對氣體鉆井設備的技術改造增強了氣體設備對高溫嚴寒環境下的適應性和氣體鉆井設備運行的可靠性，保障了氣體鉆井的安全順利進行。（2）在設備改造基礎上，配套了噴淋水罐、清洗機、防砂保溫棚等，對設備正常運轉起到雙重保障作用。（3）高溫嚴寒環境下設備未發生異常報警或故障，節省設備配件更換和維修費用，提高鉆井時效。（4）該技術已用于氣體鉆井服務中，有效保障了氣體鉆井實現提速提效的目的。