旋挖钻机配套集束式潜孔锤硬岩施工方法研究

针对旋挖钻机在大口径硬岩地层嵌岩桩施工困难的问题,采用旋挖钻机配套集束式潜孔锤的解决方案,设计了JSQ-Z正循环及JSQ-F反循环2种类型集束式潜孔锤,并提出了3种施工方法及钻具配套方案,使旋挖大口径硬岩施工更加快速、高效、经济。

全液压车装钻机在集束式潜孔锤反井施工中的应用

采用SDC1500型全液压钻机配套新型集束式反井气动锤施工工艺,成功解决了传统的反井钻机效率低下的问题。结合内蒙古自治区准格尔煤田黄玉川煤矿大直径排水井工程,对该施工工艺方法进行了总结。

快移ZJ30DBT钻机的开发与研制

为提高钻机的移运性能,适应石油装备市场竞争,研制开发了ZJ30DBT交流变频电驱动丛式井全拖挂快移钻机。钻机的设计和制造依据"性能先进、工作可靠、运输方便、运行经济"的原则,具有安装和拆卸方便快捷、移运迅速、稳定性好、钻井效率高等优点。钻机同时适应丛式井作业,在丛式井井口移运时,使用电缆移运车拖运管线,电缆管线等连接均采用快速插头,方便快捷。现场试验及应用表明,该钻机移运最快速度60km/h,整套钻机在10km距离内搬迁时,用时少于17h,在丛式井作业中,9m内搬迁用时少于5h。

评估钻机综合效益的灰色聚类分析方法

根据综合评判法的思想,与灰色系统理论结合,采用灰色聚类分析方法,通过现场提供的各项统计数据,对钻机的综合效益进行聚类评估。评估效果与所取评估权数有关,这主要取决于对综合效益评价中各性能项目在评价中的重要性。评估权数选取的不同则结果也可能有所改变,它的选取主要取决于评价者对各评价项目重要性的认识。算例的评估结果反映出的真实程度令人满意,具有足够的可信度。

7000m双向移动模块钻机底座技术分析

为了获取7 000 m双向移动模块钻机(ZJ70DB)底座的力学特性,分析了该底座的主要结构特点,并用ANSYS软件建立了底座模型,在不同载荷和地震工况下对底座进行了强度计算和校核;同时在试验基地对底座进行了安装和调试工作。分析及试验结果表明:该底座为双层结构,采用双层滑移导轨实现丛式井作业,主机移动过程中实现"零"拆卸,强度及稳定性符合设计要求,底座滑移系统工作稳定,各部件性能指标达到设计要求,既可用于陆地丛式井钻井作业,也可模拟海洋丛式井钻机作业。所得结论可为陆地及海洋大型钻机的设计提供参考。

北美移动钻机技术现状

丛式水平井在大幅提高非常规油气开发中单井产量的同时又降低土地占用面积和建井成本,是未来非常规油气资源开发的重要手段。利用快速移动钻机进行丛式水平井开发,可在短时间内高效钻出一组丛式井,利用钻机的免拆卸高移动性,降低钻机搬安时间,从而提高整体钻井效率,降低钻完井成本,并可实现工厂化作业。文章主要调研介绍了北美地区陆上移动钻机技术现状。

石油钻机平移系统的研制与应用

为了适应页岩气开发的地理环境和钻井特点,研制开发了一种平移系统。该平移系统采用模块化设计,并可集成在钻机底座基座中,方便运输。该系统采用液压控制,操作简单方便;采用双排滚轮链条组结构,降低对地比压,操作安全;液压站、液压操作箱均悬挂于底座基座外侧,随钻机一起平移,节约时间。使用该平移系统能够实现钻机主体在井场当中不分解拆卸并且满立根的状态下移动到需要的井位,降低钻机搬家及安装时间,提高整体钻井效率,适用于丛式井开发。

火车式钻机整体移运系统的研制

针对目前丛式井钻机移运系统存在的搬迁过程费时、费力、费用高等问题,研制了火车式钻机整体移运系统。将钻机的井架底座模块和所有配套设备,安装在带车轮的火车式钻机整体移运系统上,利用钻机自带的液压动力源,驱动液压油缸做伸缩运动,实现了整套钻机在丛式井槽间的整体快速移运,拆卸和安装工作量少,移运高效,运行经济、安全。现场100多口井的钻井作业结果表明,安装整体移运系统的钻机平均搬迁时间不超过4 h,操作工人也只需4人,极大地提高了钻井综合效益。

3000 hp丛式井钻机导轨双向移运技术研究

针对国外某人工岛作业区域布置,分析超深丛式井钻机移运装置特性,研究针对该区域的导轨双向移运方案。通过计算钻机底座在纵横向移运过程中的力学特性,分析钻机"门"形连接架强度可靠性。并针对作业区域井口远距离运输等特点,研究远距离电缆存储技术,分析并计算钻机主机设备电缆压降,为电缆远距离信号间的相互干扰问题提供解决方案。

自动钻机集群作业线在Ⅲ1022底抽巷的研究与应用

在掌握Ⅲ1022工作面煤岩分布、瓦斯赋存等情况的基础上,结合Ⅲ1022工作面瓦斯治理方案,设计了工作面面内第1单元钻孔布置形式,根据巷道的状况,使用自动钻机集群作业线进行施工钻孔。在ZYWL-4000SY型全自动钻机技术要点和适用场合介绍的基础上,对自动钻机集群作业线进行了系统性阐述。最后作业线在井下完成施工钻孔成功应用,减人效果明显,提高了人机效率,可为自动钻机的推广应用提供参考。

矿用千米定向钻机动作识别方法

目前矿用千米定向钻机的行走、钻进等各项操作均由司钻工人手动操作实现,智能化水平低,且缺少对千米定向钻机动作类型与液压泵站振动状态二者关联性的研究,远程识别千米定向钻机动作类型困难。针对上述问题,提出了一种基于经验小波变换(EWT)和模糊C均值(FCM)聚类算法的矿用千米定向钻机动作识别方法。首先利用EWT方法分析千米定向钻机执行5种不同动作(千米定向钻机启动和动力头不带钻杆旋转、带钻杆旋转、带钻杆向前慢速钻进和带钻杆向前快速钻进)时液压泵站3个关键部位(电动机、液压泵和联轴器)的频率特征信息,分别选取每处振动特征最明显方向上的振动信号构成动作识别原信号组。然后结合EWT分解和相关系数选取规则提取动作识别原信号组中包含钻机动作信息的特征量,并确认不同特征量的权重,构建标准识别特征量。最后利用FCM聚类算法得到待识别动作特征量与5种动作识别标准特征量之间的隶属度,实现对千米定向钻机动作类型的智能识别。以ZYL-17000D型矿用千米定向钻机为研究对象,对基于EWT和FCM聚类算法的矿用千米定向钻机动作识别方法的可靠性进行实验验证,实验采集了电动机、液压泵、联轴器的轴向、水平径向、垂直径向等方向在5种动作下的振动数据,结果表明:钻机执行不同动作时,其电动机、液压泵和联轴器振动信号的经验小波函数表现出了不同的特征,其中液压泵轴向振动信号特征量的聚类性能最好,根据提取的特征量在不同动作下的差异性可实现对动作类型的识别。基于测试数据的动作识别结果表明,该方法能够有效识别千米定向钻机的动作类型,且在隶属度大于0.9的条件下,识别准确率达96.8%。

丛式井低成本批量钻井技术

在油气资源日益紧张,移动式钻机作业费用不断上涨的今天,丛式井批量钻井技术的合理运用对于降低钻井成本,开发页岩气、致密气、致密油等低效油气田具有重要意义。批量钻井通过充分利用离线设备,大大降低了钻机非进尺占用时间。使用可纵横两向自由移动覆盖全井场的移动模块钻机,以方便快速搬安,实现高效钻加密丛式井网。同时,批量钻井由于井眼间距较小,在钻井及固井工艺都有一系列特殊工艺技术。

ZJ70DB交流变频丛式井钻机的研制

介绍了ZJ70DB交流变频丛式井钻机的设计构想和结构特点。该钻机的井架、底座采用成90°的特殊安装方式,井架使用主绞车起升,底座使用液压绞车起升,钻机使用液压平移装置整体步进式纵向移动,绞车采用交流变频单轴技术,采用智能化控制,体现了一种新的设计理念并成功应用于产品。

ZJ40/2250DBG低温轨道钻井装备的研制

为满足俄罗斯油气田丛式井低温钻井作业的需求,研制了ZJ40/2250DBG轨道钻井装备。该钻井装备主要由轮轨式移运装置、底座、井架、钻井液净化系统、机泵组、控制系统以及井口工具等组成。整套装备和附属设备安装于交互式可续接的专用轨道上,通过装备自身液压动力驱动,按照设定的方向整体沿轨道滚动平移,实现作业区内丛式井的钻井作业。该装备利用工业网电动力,经交流变频驱动绞车、转盘、钻井泵和顶驱系统,其井架及底座均配套液压+机械式专用调平机构,确保钻机工作时井口对中。钻机适用于-45℃低温作业,与常规拖拉式和步进式钻机相比,其移位速度更快、工作效率更高。

4000 m轮轨+滑轨丛式移运低温钻机的研制

为满足俄罗斯北极圈附近极地低温地区的油气勘探开发需要,研制了4 000 m轮轨+滑轨丛式移运低温钻机。钻机主要运用了低温结构件技术、双模式轨道同时移动的丛式井移运技术、加热及保温等技术,满足极地低温地区丛式井钻井工艺要求。钻机由2移运模块组成,井架、底座和绞车等钻台区部件组成的主机模块整体采用滑动摩擦的滑轨方式移动;钻井液处理、钻井泵、电控和气源等部件组成的配套辅助模块采用滚动摩擦轮轨方式移动,2模块共用钻机机具液压站液压动力同时移动,满足丛式钻井及过井口设备的工艺要求。钻机配套2节套装伸缩式井架,利用液压油缸起升,井架可整体利用半挂车拖挂运输。另外钻机具有钻井液吹扫和棘爪自锁等多项自动化操作功能。钻机在常规试验和联调试验中,各项性能指标均达到了设计要求。该低温钻机性能先进,工作效率和搬家的适用性高,具有广阔的市场推广前景。

长庆苏里格油田区块在役钻机移运方案设计

为降低丛式井作业中现役钻机的搬家成本并提高作业效率,设计了现役钻机移运性能提升方案,研制了轨道式钻机平移装置,解决了地锚平移方法中存在的安全性差、准备工作量大、费用高等问题。轨道式钻机平移装置可携带钻具进行钻机整体平移,平移轨道可循环使用,且移动精确度高,改造方便,对底座强度要求不高,近距离移运性能好,能很好地适应丛式井及井口较近的作业。

电驱动钻机大井距丛式井平移装置的研制

为了满足电驱动钻机大井距丛式井各系统整体平移要求,研制开发了相应的快速平移装置。该平移装置在机械钻机平移装置的基础上进行了改进,钻机主机通过π型梁可直接移过井口采油树;电传动平移装置采用新型整体式折叠管线槽,能有效避免控制信号受到干扰;低压钻井液循环通过动力橇转运,实现井口返出钻井液正常净化流程。该平移装置满足多井位、大井间距丛式井作业需求,可实现电驱动钻机与丛式井优势结合,且建井周期短,劳动强度低,搬迁费用少,适用于具备大井距丛式井油区开发。

7000 m极地轮轨钻机固控系统的研制

国内极地轮轨钻机所配套的固控系统目前并没有系统性研究和较为成熟的方案。鉴于此,结合国内外极地轮轨钻机固控系统配套要求,研制了7000 m极地轮轨钻机固控系统,并优化和完善了固控系统配套方案、设备布局和工艺流程等。7000 m极地轮轨钻机固控系统通过采用模块化设计,各模块功能独立,实现了模块间连接方式简单、快捷;罐体底部采用保温结构,罐体内部布置蒸汽加热管线,实现了固控系统在低温环境下的正常工作;岩屑输送系统采用两种工作模式,满足岩屑现场运输及排放要求。该系统在北极圈附近的钻井作业过程中,其保温棚内部实际温度达到5℃以上,各模块间密封可靠,底橇保温性能良好,能够确保钻井作业的正常进行。现场使用结果表明,该固控系统设计满足低温环境作业要求,适应俄罗斯及极地地区冻土层丛式井作业,其系统布局和钻井液处理工艺流程满足现场钻井需要。

山地小型地面钻机的便捷移运模块划分模型分析

针对山地小型地面钻机移运便捷性的要求,通过分析各主要部件在空间结构、功能、物理三方面的关联程度,并且引入层次分析法分析在设计、装配、拆卸3种不同需求下,上述三方面所占不同需求权重,得到综合相关性矩阵。再通过层次模糊聚类算法进行计算,从而得到一种满足移运便捷性的模块划分结果。

大河边向斜煤层气丛式井快速钻井技术研究

大河边向斜是六盘水具有较好开发前景的区块,丛式井是大河边向斜煤层气开发中应用较广的一种井型。针对煤层气低成本运行模式及贵州岩溶地区地层特征,通过对一开空气钻井技术、钻头选型、钻具组合、钻井液性能、钻进参数等几个方面研究,得出适合大河边向斜煤层气丛式井的快速钻井技术。此外,设计制作的钻机整体移动装置和工序衔接优化也将大幅度缩短钻井周期,快速钻井技术的应用为煤层气低成本、高效、大规模开发奠定了良好基础。