ENERGY-SAVING TYPE OF HYDRAULIC WORKOVER RIG AND SIMULATION FOR LOWERING PIPESTRING

Research has been done on an energy-saving type of hydraulic workover rig. This rig can recover and reuse the potential energy which is released by the pipestring when lowered, and the equipped power of this rig is only one third of an ordinary rig. The structure and theory of this rig are introduced. The mathematical model of lowering the pipestring is established and a simulation analysis is conducted. Through simulation some conclusions are obtained： The lighter the pipestring is, the less velocity of lowering the pipestring is; The smaller the throttle valve path area is, the less velocity of lowering the pipestring is; Different air vessel volumes have no evident effect on the pipestring lowering velocity. The actual measure results prove that the simulation results are right. Finally, the energy-saving effect of this rig is proved by the field test results.

Self-propelled Desert Workover Rig

Ｓｅｌｆ－ｐｒｏｐｅｌｌｅｄＤｅｓｅｒｔＷｏｒｋｏｖｅｒＲｉｇＬｉｕＸｉｎ，ＸｉｅＰｅｎｇｍｉｎｇａｎｄＳｈｉＢｉｎｇ（ＮａｎｙａｎｇＰｅｔｒｏｌｅｕｍＭａｃｈｉｎｅｒｙＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＰｌａｎｔ，ＣＮＰＣ）Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｄｅｓｅｒｔ，...

中国石油井下作业数字化监督发展问题与对策

阐述了中国石油井下作业数字化监督在监督人员数字化管理、施工队伍数字化监督、施工作业数字化监督、井场环境数字化监督4个方面的发展现状。分析了井下作业数字化监督发展面临数字化监督管理制度不健全、监督数据标准不统一、数字化智能监督技术不完善、缺少统一的数字化智能监督平台、监督数据价值挖掘不深入5个方面的主要问题。提出了制定井下作业数字化监督管理制度、建立井下作业监督数据标准、攻关数字化智能监督关键技术、研发井下作业数字化智能监督平台、提升监督大数据分析应用水平5项数字化监督发展对策。展望了井下作业数字化监督建设发展后在提升监督人员履职效率、降低监督人力资源成本、提升工程质量、保障施工安全与环保4个方面的预期成效。

伸缩式自动化井口上卸扣装置的设计与分析

随着修井作业朝着自动化方向发展,国内外均致力于研究自动化修井作业设备。文章结合自动化修井机特点,设计出一种伸缩式自动化井口上卸扣装置,分析了自动液压钳、扶正对中装置等主要结构,系统阐述了该装置的工作原理,计算得出液压钳钳牙与油管之间的防打滑条件,对背钳夹紧液压缸进行选型计算,设计出合适的自动液压钳以及整个装置的液压回路,保证该装置在工作时的安全性与稳定性。现场试验结果表明,伸缩式自动化井口上卸扣装置能够实现精准对中,快速平稳完成上卸扣作业,大大减轻了工人的工作强度,节省井口操作平台空间,提升工作效率,并提高了工人的安全性。

XXJ20Y电动斜直井修井机的研制与应用

为满足斜直水平井修井作业需求和验证斜直井作业工艺参数,研制了XXJ20Y电动斜直井修井机。介绍了修井机的主要结构和原理,提出将油管作业空间由后端移至机身内的思路。创新对中方法和油管运移及摆放路线,设计相应的整机对中结构、井架结构和抓管、移管、排管结构。应用Pro/E和ANSYS Workbench 15.0等主流分析软件对井架和底座等关键零部件进行了三维建模和强度校核。该修井机进行了小规模的试验应用,达到了较高的自动化水平,操作手1人就可完成管柱起下作业,配合人员大幅减少,安全性提高;利用井场电源驱动,尾气零排放、噪声低,绿色环保;优化了油管运移结构及流程。该修井机的研制可为斜井修井机、电动修井机的研制和常规修井机的自动化改造提供借鉴。

浅层稠油开采用全液压斜直井修井机研制

目前国内用于油田浅层稠油开采中的斜直井修井机技术相对落后,还不能满足现场作业的要求。提出了全液压斜直井修井机的设计方案和技术参数;对该修井机的主要零部件和系统(如液压系统、游动吊卡、抓管机、可调底座、支架、接送管装置、油管对中及上卸扣装置等)进行了详细设计。全液压斜直井修井机经过试制和一年多的现场应用,结果表明:其结构设计合理,使用安全可靠,减少了作业人员,大幅降低了作业人员劳动强度。

连续复合管缆投捞式人工举升技术研究

海上无修井机平台依赖钻井船修井,费用高、时效慢,现有非常规作业技术对平台条件要求高,难以推广。为此,开展了连续复合管缆投捞式人工举升技术研究和应用。针对复杂井况和无修井机平台特点,对管柱和井下工具结构进行了优化设计,通过管缆选型计算和电泵扬程拟合,在南海西部涠洲11-1A平台A21H1井进行了先导性应用。研究结果表明:连续复合管缆投捞式人工举升工艺优化了管柱结构,取消湿接头设计,增设液控滑套,生产期间可实现换层;采用特质动力电缆集成的连续复合管缆强度大,防腐能力增强,大大降低了作业风险;完成了在A21H1井的不压井作业,目前该井投产后日增油60 m^(3)。研究结果可为海上油田无修井机平台的修井作业提供技术支撑。

海上修井机钻井作业安全风险评估方法实践

针对海上油田固定平台修井机钻完井作业安全管理,文章总结了近年来通过各类安全分析发现的安全风险评估良好实践方法,系统梳理了修井机钻井作业安全风险评估流程,并以某平台为例进行了简要说明。该经验总结能够为修井机钻井作业安全管理提供良好方式,并为其他行业安全管理提供借鉴。

电储能修井机的研制与应用

针对修井设备电动化更新需求以及普通电动修井机推广应用受限的问题,研制了电储能修井机。该修井机以磷酸铁锂型电池作为储能装置,通过技术研发突破网电储能协同控制、电池管理及油气环境下的使用安全和现场检测评价等技术难题,形成了网电储能联合供电的电控技术、“智慧报警”防护体系的电池管理系统,实现了电池储能技术在修井机上的良好应用。经现场测试,电储能修井机可满足不同井况的修井作业需求。在停电情况下,该储能装置可独立供电作业,适用范围大,应用前景广阔。

自动化修井机杆管自动接送装置设计与分析

根据大港油田自动化修井作业的具体要求,结合自动化修井机的特点,设计了一种自动化修井机杆管自动接送装置。阐述了该装置的基本结构及工作原理,对重要部件的工作过程进行了描述;建立了相应的数学模型。对其上料机构进行了分析,选取了合适的上料液压缸。根据自动化修井机杆管自动接送装置的工作原理、工作过程设计出了相应的液压系统,保证了装置工作时的安全与稳定。运用有限元软件对装置主要承载部件进行强度分析,计算结果表明:自动化修井机杆管自动接送装置工作可靠、稳定好;且满足油田自动化程度高、安全的工作要求,大大降低了工人的劳动强度,具有很高的工程应用价值。

智能钻修机监测系统的设计与实现

当前钻修井施工作业过程中对监测更加重视,传统的人工记录方式受环境、人为等因素影响,不但存在安全隐患,而且费时费力,工作效率低。根据国内钻修机的使用情况及施工作业安全需求,设计了一种智能钻修机监测系统,采用无线模式进行数据采集,自然能量供电,前后方监测,可实现无人值守、自动报警,提高了施工作业安全性,为施工作业现场的人和物提供了保障。该系统现场安装免拆卸,采集参数精度符合标准要求并具溯源性及可传递性。现场应用表明,在钻修井施工作业过程中,该系统能够实时监测关键参数的变化,及时发现参数异常采取相应处理措施,从而保证钻修井施工作业快速、安全、高效、科学地进行。

海洋修井机提升系统问题原因分析及优化措施

某海洋修井机提升系统钢丝绳在一次振击作业时发生断裂,更换新钻井钢丝绳后,在作业后进行滑移钢丝绳更换作业检查时,再次发现钢丝绳出现多处不同位置、不同程度的变形情况。经对同规格、同类型天车海洋修井机进行提升系统检查,发现同样存在钢丝绳变形问题。针对钢丝绳断裂、变形情况频现的状况,对天车滑轮系统、井架结构、死绳固定器等进行了全面检查,分析出导致钢丝绳出现问题的本质原因,优化了天车滑轮系统的设计,并对天车滑轮系统进行了现场改制。改制后天车滑轮系统未再出现过钢丝绳断裂、变形等问题,改进效果良好,消除了海洋修井机提升系统设计不足,提高了提升系统作业安全性能。

海洋钻修机井架安全等级模糊综合评价

为了实现海洋钻修机井架分级管控,需要对其安全现状进行量化分级。确定影响井架安全性能的关键指标并量化其分级依据,建立海洋钻修机井架安全等级模糊综合评价模型,并对H平台修井机井架进行安全分级应用。结果表明:影响钻修机井架安全性能主要因素的重要度依次为现有承载能力、结构损伤、腐蚀锈蚀及服役年限;H平台修井机井架经评定其安全等级为B级,后续确保井架定期检验即可。该量化评级方法可为海洋在役钻修机井架安全分级管控提供参考。

腐蚀性环境下石油钻修井机井架强度可靠性分析模型

针对腐蚀作用对井架强度造成的影响、为油田作业埋下事故隐患的问题,提出了石油钻修井机井架强度可靠性分析模型。在XJ70型号石油钻修井机所用井架上选取10个检测点,获取满荷载条件下各检测点的应力极值。根据井架结构与钢材料力学性能,结合强度约束条件与状态判定条件,利用井架实际工况中的抗力、工作荷载、风荷载分项系数,建立井架强度可靠性分析模型,利用ANSYS有限元分析软件数值模拟承载力变化,将腐蚀性环境中和满荷载条件下未腐蚀的井架失效概率和强度进行对比,完成XJ70型号石油钻修井机井架强度可靠性分析。结果表明,腐蚀性环境中同一井架不同位置的强度可靠性受腐蚀作用的影响程度不同,该模型能精准获得井架不同位置在腐蚀作用下的极限承载力,提高钻修井机井架作业安全性。

基于模糊数学的液压修井机设备风险评估研究与应用

液压修井机设备特点和作业方式与常规修井机区别较大,其安全性直接影响油气田开发的生产经营和经济效益。对液压修井机作业开展模糊综合安全评价,可以及时发现设备问题隐患、安装缺陷和工艺技术隐患,是有效避免安全、环境事故事件,以及重大经济损失的重要方法。通过量化风险因素,运用层次分析法确定各因素权重,建立单指标评价矩阵,给出综合评价结果,建立液压修井机模糊数学综合评价模型。结合现用340K型液压修井机开展综合安全评价,计算结果与实际一致,可为同类型作业设备的综合评价和安全分级提供理论参考和方法借鉴。

自动化智能液压修井机结构设计

针对目前传统修井机小修作业存在的作业周期长、作业自动化程度低、人工劳动强度大、作业安全性差等问题,设计了一款新型自动化智能液压修井机,通过＂‘PLC程控/人控’多单元协调自动耦合控制＋人机离线操控＂的控制方式使修井机的各个关键系统相互协同作业,实现油田小型修井作业过程的自动化、无人化操作。该修井机改变了传统修井作业过程中管柱地面卧排的放置方式,采用管柱井口立放、双立根同时起下的工作模式,同时可以兼容单根起下、地面卧排的传统作业工艺,与传统作业相比缩短了近20%~30%的修井周期;采用全液压驱动方式,增加液压蓄能系统,通过变载荷变驱动方式的配置达到节能的目的,方便远程控制,同时提高了修井作业的安全性。

轮式通井机的现状与发展趋势

从技术和经济角度综述中国通井机设备的现状 ,结合通井机的使用状况 ,分析了轮式通井机的优势。指出从技术先进性和经济可行性出发 ,开发自携井架、自走式专用底盘的经济实用型轮式通井机较为适宜。轮式通井机宜走国产化的路子 ,在降低成本、提高可靠性、优化综合性能上继续努力。

液压不压井修井机的现状及发展趋势

介绍了国外典型液压不压井修井机的性能、技术水平及发展趋势。用液压不压井修井机进行修井作业的优势是能保持地层能量，不污染地层；节省放喷、压井、洗井等项费用及缩短作业时间；设备重量轻，易分解运输；可靠性高，安全性好。目前短冲程产品具有一定的优势，它应用了计算机辅助不压井作业工艺设计技术，能遥控操作和自动起下作业，在陆上和海洋平台上的应用越来越广泛。用液压不压井修井机对国内某些油田的注水井进行不压井修井作业具有很大的潜力。

连续油管钻井技术

随着连续油管（ＣＴ）技术和钻井技术的发展，９０年代初连续油管钻井（ＣＴＤ）技术得到人们的广泛重视，有很大发展。目前，连续油管钻井技术已用于侧钻水平井、多侧向水平井和欠平衡条件下钻井，可提高机械钻速、钻井效率、安全性和减轻劳动强度、降低钻井成本。我国早已引进连续油管装置，但多用于修井作业，尚未开展连续油管钻井的试验。文中介绍了连续油管钻井技术的地面设备和底部钻具组合、特点、实施情况和发展趋势，最后为在我国发展该项技术提出了几点建议。