陆地钻机井场火气系统设计与实现

针对陆地钻机井场存在的易燃物、可燃气体、有毒有害气体、高温设备等不可控风险源,设计了一套火气监控系统,实现井场区域内风险因素的在线监测与报警,从而提升现场的安全作业环境。首先,基于故障安全型PLC构建了总体方案架构,详细阐述了不同区域不同释放源的监测方案;其次,基于WINCC开发了上位机管理软件,管理软件能自诊断现场危险情况并将诊断结果和测量数据在控制中心、司钻房、队长办公室的监控屏上同步显示,当有异常情况发生时,系统立即触发报警并以动态图标和报警文本对管理人员进行提醒,减少险情的响应等待时间;开发的历史报警记录查询和信息统计功能可辅助管理人员快速做出更加科学的防范措施。现场应用结果表明,该系统设计合理,适用于陆地钻机井场火气监测使用要求,具有推广价值。

深水钻机K型井架稳定性数值模拟研究

针对K型井架整体防护性较弱、在恶劣的海洋环境下可能发生失稳的问题,以南海某深水半潜式平台在作业工况下的运动响应为背景,对浮式平台配套的K型井架进行了稳定性研究。平台动边界对井架产生的动载荷等效为惯性力施加在井架上,同时考虑海洋风载、平台倾斜使井架受到的重力横向分量以及平台升沉引起的附加动载荷,利用有限元模型计算了井架的受力状态和整体稳定性;研究了各杆件在轴力和双向弯矩下的局部稳定性;将前大腿等效为弹性支撑梁,在轴向压力作用下进行了屈曲分析;对比了该井架用于陆地钻井的稳定性质。结果表明,海洋环境载荷使K型井架的稳定性有较大程度降低,但仍满足该工况的稳定性要求。

顶部驱动钻井装置在陆地石油钻机上的应用

顶部驱动钻井装置在陆地石油钻机上的推广前景广阔。陆地钻机钻井周期短，拆装、搬迁频繁，而且并深范围大，因此顶驱装置必须易于安装和拆卸，重量要轻，其功率和输出扭矩应满足不同并深范围的要求。为了利用陆地钻机现有井架安装顶驱装置，要尽可能缩小顶驱的横截面尺寸，降低主体部分的高度。我国第一台预驱装置已应用于钻深6000m的沙漠钻机上，在塔里木轮古1号准水平井的试用中，成功地处理了多起卡钻和蹩钻事故。该并完钻井深5590m，最大井斜71．5°，水平位移462m。

水平井节能增效研究

水平井是一种先进的二次采油技术,中国陆上利用水平井开发高渗透、高含水及低渗透率储层效果明显,具有广阔的应用前景。伴随着中石油、中石化各油田年钻水平井数的不断增加,水平井节能增效问题显得尤为明显。本文从水平井的技术优势、分段射孔当量井径模型及低渗透储层产能方程3个不同的角度,进行了水平井与普通直井相比节约土地资源、节省钻采器材费用和节省用电量3个方面来提高经济效益的研究。本文的研究结果为水平井在油田实际应用中节能增效提供了理论依据。

陆地钻机二层台自动排管系统研制

在石油钻井工作中,需要反复起下钻,目前自动排管系统主要用于海洋钻井,陆地钻机配备较少,钻井效率仍然低下,井架工工作量大且繁重。为了提高陆地钻井效率,降低工人劳动强度,针对陆地上常用的K型井架和X-Y型排管架结构,基于成熟的PLC技术设计了一套可直接安装于二层台与钻台之间的自动排管系统。该系统由二层台机械手与钻台辅助机械手两部分组成,这两部分相互配合共同完成起下钻工作,实现在起下钻和接单根作业流程中钻杆的自动夹持、下放、提升、平移等全程无人数字化自动控制。该系统有益于提高钻井效率,促进钻井过程科学化管理,是目前较为先进实用的二层台自动排管系统。

陆地钻机钻杆自动起升系统的设计与优化

由于国内陆地钻机利用钻台气动绞车或吊车实现钻杆上下钻台时不稳定、效率低,本文设计了一套用于陆地钻机的钻杆自动起升系统,该系统可以实现钻杆在井场排放架和钻台之间自动传送,极大地缩短了钻井周期,提高了钻井效率。并利用ANSYS有限元软件对该系统的关键部件进行了有限元分析和结构优化,优化后的系统具有足够的强度、刚度和稳定性,满足长期使用的需要。

4000m陆地双井口钻机关键技术研究

为提高钻机作业效率和降低开采成本,对4000 m陆地双井口钻机主机部分关键技术进行了研究。该钻机不仅满足2套BOP在3个井口间离线转移、试压,而且满足2个井口同时作业或相互交叉作业,有效地提高了作业效率。

钻机模块SPMT轴线车装船技术及经济分析

随着海洋工程行业的发展,传统的滑移装船及吊装装船等方式已不能完全满足海洋工程大型结构物装船需要,国内已成熟掌握的SPMT轴线车滚装装船方式成为更加高效和先进的装船模式,本文结合蓬莱某平台、曹妃甸某平台和东方某海上平台钻机模块项目,对海洋固定平台钻机模块典型的滑移装船方式和SMPT轴线车装船进行了技术经济对比分析。对于今后钻机模块陆地装船的选择方式和经济性分析具有一定的指导意义。

陆地石油钻井装备技术现状及发展方向探讨

为了促进我国陆地石油钻井装备的持续发展和技术进步,对国内外钻井装备的典型产品和先进技术进行了分析与论述,包括国外的全液压自动化钻机、连续运动钻机、高效自动化钻机、未来智能钻机,以及我国近年来研制的深井超深井四单根立柱钻机、系列管柱自动化石油钻机、超长单根和双单根立柱自动化钻机、稳压力大排量钻井泵、大吨位直立移运钻机、丛式井轨道式极地钻机等。研究结果表明,国产钻井装备与发达国家相比仍然在钻井工具配套研究、自动化产品应用研究、智能化装备深层次开发以及核心元器件攻关研究等方面存在着较大差距。在此基础上,提出了未来石油钻井装备将逐渐向标准化配置、深井特深井钻井、特殊地层地貌钻井、快捷绿色环保节能钻井和高效自动化及智能化方向发展等5点建议。

井架排管机器人研制

排管机器人用于在二层台排放架与井口之间抓取与排放钻杆,是钻井平台钻杆自动排放系统中最为繁忙的装置,在提高钻井安全性及经济性方面发挥着重要的作用。介绍了井架排管机器人的总体机械结构及主要技术参数、液压控制原理。本设备适合于X-Y型排管架结构,具有结构简单、操作灵活可靠、运动稳定、操作空间大等优势,适合于陆地橇装钻机平台、海洋钻机平台立根自动排放操作。

陆地超深井石油钻机液压盘刹系统优化

本文主要分析了陆地超深井石油钻机液压盘刹系统响应滞后的原因,并提出了优化方案,通过实施这些优化方案,使液压盘刹系统的响应速度得到明显提升。通过现场试验证明,能够很好地满足钻机实际使用要求。

国内外陆地成套钻机企业竞争力分析

陆地成套钻机是石油钻井工业的核心设备,目前全球只有美国、欧盟、中国等少数几个国家或地区可以提供有竞争力的陆地成套钻机解决方案。美国NOV、德国BENTEC、意大利DRILLMEC、中国BOMCO等有代表性的企业占据了全球绝大部分陆地成套钻机的市场份额。通过分析国内外企业的竞争力和陆地成套钻机自动化和智能化发展趋势,从严格执行行业标准完善管理体系,努力提升自身品牌信誉和价值,革新发展理念,提升技术创新能力,完善海外市场服务体系5个方面提出行业和市场应对策略,为相关从业人员提供建议和思考。

海外新启动陆地钻机井队人员管理

针对近年来中国石油集团公司在海外业务开展越来越广阔,长城钻探在海外面临前所未有的机遇与挑战。在与国际化大公司同台竞技的环境下,如何树立和维护公司品牌,追求效益最大化的同时控制好安全风险,是基层管理所面临的直接难题。通过对海外新启动陆地钻机井队人员管理的实践、分析和探讨,得出基层员工管理的核心要素,对新启动陆地钻机井队员工管理具有指导意义。

自升式可移动钻井船海管登平台技术

鉴于采用常规固定式平台进行浅海海洋石油工程开发周期长、经济门槛高的工程现状,提出采用自升式可移动钻井船和海底管道对新发现的构造进行快速开发,实现油气回收的新技术。考虑项目工期、成本、可操作性等要求,以及自升式可移动钻井船水平位移大等难点,首次提出了"刚性立管+软管膨胀弯"的混合海管登平台方案,计算分析其可行性,并与传统的"动态软管"、"刚性立管膨胀弯"和"软管穿护管"海管登平台等方案进行优缺点对比。研究表明,该混合海管登平台方案不仅可解决钻井船大位移技术难点,还利于国内采办,可为类似边小油气田的快速开发提供借鉴。

浅析陆地石油钻机大钩高度保护系统

大钩是在钻井作业是一个必不可少的起重设备,其安全运行对于整个工程来说至关重要。本文通过合理的测量大钩的实际高度,并将其转换成编码器计数输入于PLC控制器之中,实现大钩在安全范围之内运行。