煤层气钻机旋转式轻便铁钻工的研制

为配套MZJ15/60全液压煤层气钻机,研制了一种旋转式轻便型TZG50铁钻工。该铁钻工不同于手臂式铁钻工和落地式铁钻工,它安装于井架大腿上,使用时旋转至井口中心,上、卸扣后旋转复位,不占用钻台面积,非常适合用于钻台面非常小的煤层气钻机。该铁钻工质量轻,运输时可以方便拆卸,并可快速组装;采用PLC智能控制和良好的操作面板设计使得操作非常简便,并能精确控制扭矩,动作准确灵活,可靠性高,可大幅提高作业效率。试验和现场应用结果表明,该铁钻工夹紧可靠,上卸扣动作迅速、灵活;PLC远程控制设计合理,自动化程度高,具有良好的经济效益和市场前景。

ZMK5530TZJ100型车载钻机的试验研究

车载钻机可满足多种钻进工艺施工,具有钻进效率高、事故处理能力强、机动灵活和操作简单等优点,主要用于地面煤层气抽采井的施工。为检验ZMK5530TZJ100型车载钻机的性能,在山西晋城进行了实钻验证,完成了一口终孔直径171.50 mm、井深1 675.39 m的水平定向煤层气抽采井。施工过程中,采用了空气潜孔锤、泥浆正循环、孔底马达定向钻进等不同的工艺,检验了钻机对工艺的适应性;潜孔锤最高钻速达32 m/h,泥浆循环最高钻速达11.2 m/h,钻进速度快;设置的多种电液联动保护功能,避免了因误操作造成的机构损坏;试验中未发生任何机械故障并成功处理一次卡钻事故,该钻机为地面煤层气抽采井施工提供了一款实用装备。

ZMK5530TZJ100车载特种钻机结构分析

ZMK5530TZJ100型钻机车是针对地面煤层气抽采孔和矿山应急先导救援孔施工需要研制的一款专用钻机,具备施工1 200 m多分支煤层气抽采孔和地面救援孔先导的能力。主要介绍了钻机车动力头和给进装置等主要执行机构的结构特点,对钻机机架进行了包括强度和刚度静态分析以及预应力模态的动态有限元分析,指出了最大应力应变位置及其数值,通过预应力模态分析,找出了主模态的频率,并且分析了是否与发动机引起共振。

分负载格构式车载钻机钻塔优化设计

设计了一种分负载格构式煤层气车载钻机的钻塔,并采用数值模拟的方法进行了强度校核,优化了钻塔斜支撑结构,使钻塔上部的变形量降低30%,最大等效应力降低40%;改进了钻塔腹杆结构,使钻塔上部的变形量降低14%。

ZJ30/1700LM煤层气钻机的研制与应用

为了满足煤层气勘探开发的需要,研制了ZJ30/1700LM煤层气钻机。该钻机在绞车结构上做了重大改进,通过加高滚筒中心高度和将液压盘式刹车装置的工作钳上移到靠近钳架上固定座,使绞车总宽度不大于2 500 mm;合理分配钻台各模块,立根台部分采用上、下分模,钻台后支架采用左、右分模,解决了钻台底座各部件运输尺寸超限的问题;设计一套钻机整体移动装置,采用导轨式平移方案,导轨上平面开有液缸的步行孔,用2个液缸推动钻机底座在导轨上移动,移动方式为步进式,由液压系统提供动力,通过液压控制台操作液缸活塞伸出和缩回,可实现钻机的整体向前平移,满足煤层气钻机钻丛式井的要求。

煤层气车载钻机给进装置强度分析

给进装置是煤层气车载钻机的核心部件,对其强度要求非常高。通过分析煤层气车载钻机给进装置结构强度特点,选择主要承载部件二级给进和滑轮架进行强度分析。将由solidedge绘制的给进装置三维模型导入ABAQUS并建立有限元模型,在强力起拔极限工况下对主要承载部件进行分析。通过分析表明,该工况下给进装置的强度完全符合设计要求,最终通过物理样机性能试验,对煤层气钻机给进装置强度分析结果进行验证。

MC90Y煤层气车载专用钻机液压控制系统

为进一步提高煤层气钻机的自动化水平,尽量减少司钻的操作,提高设备自检能力,研制了MC90Y煤层气车载专用钻机。该钻机采用电液控制方式,PLC控制器集中控制,起升和旋转系统使用比例容积泵调速,辅助系统采用恒压变量泵提供动力;起升系统采用平衡阀回路设计,实现了正载荷、负载荷和变载荷情况下的平稳运行;采用手柄方位辨识控制,降低司钻的操作复杂性,优化起升和旋转系统的运行;控制系统具有自检、监测和自锁保护等功能,提高了钻机的安全保护能力。测试及现场应用结果表明,该钻机操作便捷,可控性好,运行平稳。

SCB60煤层气钻机在贵州煤层气中的应用

专用煤层气钻机的使用是提高煤层气开发速度和降低开发成本的有效途径。重点介绍了SCB60煤层气钻机在贵州的煤层气勘探中的应用情况,主要有以下几点:①道路行驶,该钻机具有通过性强、上下坡能力强和续航能力强等特点,它运行平稳、安全可靠,最高时速达70 km。②钻井,主要从地质结构、井身结构、钻具组合、钻井参数、钻机工作状态参数和钻井工艺特点等方面展示了钻机的优越性能。该钻机操作灵活,移运方便,为成井下套管、取心、扩孔等工序工艺提供了便捷的操作环境,提高了钻井效率和成井质量,降低了成本。最后对该钻机在使用中暴露出的问题提出了相应的改进措施。

MZJ20DB集装箱式煤层气钻机

针对国内煤层气勘探开发的作业特点,设计研制了模块小、质量轻、拆卸及安装快捷的MZJ20DB集装箱式煤层气钻机。该钻机模块采用集装箱式结构,主要由集装箱式多节套装井架、底座、主机橇、电控房、发电机房和固控罐等组成;满足山地复杂路况的运输要求,各模块尺寸控制在长10 m、宽3 m以内,质量控制在20 t以内;整体布局合理紧凑,井场面积40 m×20m;采用集成化设计,共15个模块,仅为常规2 000 m钻机运输模块的;符合煤层气开发的低成本要求。主机设计有液压整体平移装置,满足煤层气钻机打丛式井的要求。

煤层气车载钻机的研制及应用

为了满足地面煤层气抽采钻孔施工垂直井、L型井、水平对接井和羽状分支井等多种井型的需求,以及替代目前使用和维护成本较高的进口车载钻机,研制了ZMK5530TZJ60型与ZMK5530TZJ100型2款不同能力的煤层气车载钻机。车载钻机在车辆底盘上集成了钻进系统、电液控制系统、以及柴油机驱动动力系统等部分。设计了大通孔式动力头,动力头主轴具有制动装置,可对孔底钻具钻进角度进行精确控制。钻机给进机构采用伸缩桅杆式结构,可在短机身上获得长行程。设置了多种电液联动保护系统,可避免误操作对钻机造成的损坏。钻机在山西寺河矿区进行了工业性试验,试验结果表明钻机具有较强的工艺适应性和可靠性。

旋扣套管吊卡设计及有限元分析

为了提高车载煤层气钻机下套管的作业效率,通过借鉴国外先进技术理念,结合国内现场应用情况,提出了新的旋扣套管吊卡设计理念。在介绍旋扣套管吊卡结构和工作原理的基础上,利用有限元软件对旋扣套管吊卡的上连接短节、连接板和吊卡总成进行了力学分析。针对旋扣套管吊卡的承载能力开展了地面试验。试验结果表明,经过反复600 kN载荷的施加,装置未见明显的变形和磨损,说明旋扣套管吊卡能满足1 000 m井深车载煤层气钻机的下套管要求。

T200车载多功能钻机在煤层气参数井钻进中的应用

利用美国SCHRAMMM公司的T200车载多功能全液压顶驱车载钻机,在山西柳林地区完成了一口煤层气参数井。该井采用二开井身结构:一开采用空气潜孔锤钻进;二开交替采用三牙轮钻头无心钻进及PDC取心钻头与WH-B型取心钻具取心钻进,钻进至太原组9+10号煤层顶板40m完钻,下石油套管固井。钻进过程中根据不同井段,使用不同的钻进参数。为确保井内安全和井身质量,使用优质低固相和无固相钻井液,并配备除砂装置,及时检测钻井液各项性能指标,防止对煤储层造成伤害。该井施工使用T200型钻机,平均时效达1.97m/h,完井质量较好。

煤层气水平井钻井装备选型及优化

为满足煤层气水平井施工要求,降低钻井成本,调研总结常规水源钻机、石油钻机及车载钻机,结合煤层气水平井地质条件、作业环境、施工工艺等特点,优选适用于煤层气水平井用全液压车载钻机。对常规泥浆泵组进行特性分析,在柴油机输出端并联150 kW节能发电机,优化泥浆泵组。以常规石油固控系统为基础,设计适用于煤层气水平井用四级固控系统。形成一套适用于煤层气水平井用钻井装备。

钻机车及其配套设备在阜康煤层气开发中的应用

本文介绍了阜康矿区煤层气钻井施工中,煤层气钻机车、泥浆罐、柴油机、泥浆泵等设备的技术参数和应用效果,通过与常规油气勘探所应用的设备进行对比,并结合生产实际,提出了煤层气钻机车及其配套设备在煤层气勘探施工的改进措施。

轻便防喷器

介绍与地勘钻机施工浅层气井配套的轻便防喷器，采用了可调式顶密封、组合式铁心以及链轮轴承传动方式，具有设计合理、结构新颖、密封可靠、操作方便等特点。