XJ250P修井洗井车的设计
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XJ-250型修井机技术改造方案设计及应用作者:赵有清来源:《中国石油和化工标准与质量》2013年第18期【摘要】由于青海油田修井机通过十几年的现场使用,设备自然磨损,发动机功率等各方面性能下降,并多次三保,修理效果不理想,现通过方案分析分析和具体技术改造,挖掘现有设备的潜力,使修井各项性能达到使用要求,提高了设备作业效率和经济效益。
【关键词】修井机改造柴油机性能分析1 前言油田所用XJ-250型修井机是江汉石油第四机械厂生产的单滚筒自走式修井机,型号为:SJX2580TXJ250,它主要由自走式底盘(三个驱动桥)角传动箱、滚筒及其刹车系统、刹车冷却装置、Π型两节伸缩式井架及3×4游动系统、死绳固定器及压力传感指重装置、液压绞车、钻台、水轮头、气动卡瓦及司钻控制的气路和液压系统、转盘传动装置、电路系统组成。
XJ-250型修井机底盘为6×6驱动的自走车,大梁使用16mm钢板焊接而成的特别加强梁,发动机为美国卡特彼勒CAT3306柴油机,功率201kW(2200r/ min);配置艾利逊CLBT-754型带分动箱的传动箱,变矩器TC-580,可将动力分别传递给底盘的前驱动桥,后驱动桥或台上的绞车系统。
传动箱上的取力口接驱动箱连接主油泵P25×378BEIU25-7,可提供给液压系统。
目前,该类修井机通过十几年的现场使用,设备自然磨损,发动机多次三保,维修成本大幅提升,发动机功率等各方面性能下降,修理效果不理想,无法满足工作需求,暴露了一些不适应目前现场作业的工艺要求和HSE 要求。
由于该设备以台上作业为主,底盘性能相对较好。
在资金紧张的情况下,如果从设备改造上下功夫,挖掘现有设备的潜力,可以节省设备购置资金,同时还可以缓解大修设备缺少的压力。
青海油田现有这类修井机15台套,因此,对修井机进行技术改造具有十分重要的意义。
2 技术改造方案2.1 技术改造原则修井机作业性能达到或超过XJ-250型修井机基本规范的要求;修井机行驶性能符合专用汽车有关标准的规定;结构简洁、操作方便、安全可靠;尽可能对原车有修复价值的零部件降低改造费用。
XJ700修井机井架结构设计发布时间:2023-02-16T05:56:38.297Z 来源:《中国科技信息》第2022年第9月第17期作者:饶庆[导读] 传统XJ700车载修井机尺寸较大且没有考虑井口自动化工具的安装,无法满足在小井场自动化作业的需要饶庆中石化四机石油机械有限公司,湖北荆州,434000摘要:传统XJ700车载修井机尺寸较大且没有考虑井口自动化工具的安装,无法满足在小井场自动化作业的需要。
因此,以传统XJ700井架结构为依托,考虑到井口自动化工具的摆放,对以三桥底盘为基础的XJ700车载修井机的井架结构进行优化,以此满足用户要求。
关键词:车载修井机;井架;结构设计;优化;引言修井机是油田修井作业的必要装备。
在修井作业过程中,井架由于承受井架本身、游车大钩、油管等多种载荷,其结构容易遭受破坏[1-3]。
因此井架结构设计至关重要。
并且随着近几年来井口自动化工具的广泛应用,井架结构设计将考虑到自动化工具的摆放安装,这对井架整体的结构设计又提出了新的要求。
因此需对以往经典井架模型进行优化修改,确定井架的主体结构。
1、井架主体结构概述XJ700修井机的井架采用前开口井架,主要由天车滑轮组总成、天车座、井架上下体、井架底座、梯子总成,前支架总成和井架附件等部分组成;工作时井架的整体倾角为4°,由内负荷绷绳和拉杆保持井架主体稳定。
井架高度为21米,采用双节伸缩式井架。
井架整体框架由矩形管、槽钢、角钢、和板料焊接而成;其中井架上下体主体型材为矩形管、井架底座的大腿型材为圆钢。
井架上下体截面尺寸沿用传统XJ700修井机的井架截面尺寸。
井架的天车滑轮组总成是由3个主滑轮,1个死绳轮和1个快绳轮组成,滑轮采用锻焊式,按照美国石油协会标准要求进行设计,滑轮绳槽外设有防止大绳跳槽的挡绳板。
梯子总成放置于司钻房对侧,在井架上体部分是镶嵌于大腿内侧,紧贴侧立柱,防止井架起升时与井架下体干涉,在井架下体部分则突出于外侧面。
XJ250型修井机操作规程1 编制目的为加强安全生产工作,规范员工各项操作行为,提高员工安全操作技能,确保设备正常运转,预防各类事故的发生,结合已有规程,制定完善XJ250修井机操作规程。
2适用范围本规程适用于第四石油机械厂生产的XJ250修井机,其它类似XJ250修井机亦可参照本规程执行。
3 施工准备3.1修井机的进场以及摆放3.1.1 设备进(井)场摆放,要结合施工现场情况,提前勘察现场。
选择最佳停机位置,使作业便利,停机平稳而且停机处地基应略高于四周地面,以免雨后积水。
3.1.2选好位置后按要求打四个地锚坑。
锚坑深1.8m,上宽0.8m,上长1.3m,下宽0.8m,下长1.6m,每个锚坑沿组绳方向的承拉能力不小于98kN。
3.1.3修井机井架底座和前支腿垫板下的地基土壤应硬实,承载力不得低于120kN/m2。
松软地基应夯实,铺垫50~200mm 厚寸口石,或铺垫面积较大的垫板。
3.1.4将钻台和井架基础摆放在选好的位置上,且转盘中心与井口对中。
采用简易底座则无此步骤。
3.1.5开进修井机,修井机尾部中心对准井口,两后支腿中心距井口中心1.35m(16m井架)1.673m、(18m井架)或1.902m (21m井架)。
前支腿下垫垫板(随车配置),或垫方木600×300×300mm(长×宽×高)。
3.1.6修井机进入施工现场排气管应装有阻火器。
3.1.7修井机就位后,应确保刹车可靠,并使用不少于4块驻车器掩在轮胎前后防止意外滑行。
3.1.8修井机摆放区应预先铺设防尘布,车辆停放到位后,压裂区搭设围堰。
3.1.9修井机摆放应预留检泵空间及逃生通道,车辆间距不少于0.8米。
3.1.10将修井机上的接地线棒插入地中,接地电阻不大于4Ω。
3.2施工前设备要求3.2.1修井机整机检测标定合格。
3.2.2修井机井架检测标定合格。
4井架起放操作操作人员必须持证上岗操作人员进入施工现场必须按规定穿戴劳动保护用品4.1起升井架前准备工作4.1.1在发动机熄火状态,扳动分动箱操作手柄置“作业”位,将发动机动力及气压系统,切换到车上绞车部分。
7中国设备工程 2014.05节能与环保专栏绿色低碳型修井机应用浅析李建鹏1,谭慧敏2(1.中国石化股份胜利油田分公司技术检测中心,山东 东营 257000;2.东营市城市管理局,山东 东营 257091)摘 要:介绍了修井作业工作内容以及我国的修井设备现状。
重点阐述了网电修井机、液压蓄能修井机及不压井修井机3种绿色低碳型修井机的应用现状及发展趋势。
关键词:绿色低碳;修井机;现状;趋势中图分类号:TE935 文献标识码:B 文章编号:1671-0711(2014)05-0007-03一、前言在石油与天然气勘探开发的过程中,修井作业是一个重要环节。
诸如井下砂堵、井筒内严重结蜡等油井本身的故障;油管断裂、油管连接脱扣等油井结构损坏;抽油杆弯曲、抽油泵工作不正常等都要通过修井作业来排除故障,修井机是修井作业的关键设备。
目前我国修井机数量已达4 000余台,在这些修井机的使用过程中,投入的各项费用每年可达人民币100多亿元,柴油消耗每年可达20余万t,而柴油机工作效率仅为50%左右,不但能源浪费较为严重,作业成本高,而且还造成了一系列环保问题。
在当前国家大力推行清洁生产、绿色低碳的大环境下,如何通过技术创新实现节能降耗已成为油田企业面临的紧迫课题。
二、油田修井设备的现状1.履带式通井机履带式通井机是由履带拖拉机底盘改装而成的修井设备,是油井小修作业的重要地面设备。
履带式修井机一般不配带井架,其动力越野性好,适用于低洼泥泞地带施工。
缺点是移动速度缓慢、实际效率不明显,必须通过专用设备来开展井位搬迁与立放井架工作,不仅能耗高,且污染大,未来会被淘汰。
2.车载修井机也被称为是轮胎式修井机,一般配带自背式井架,行走速度快,施工效率高,适合快速搬迁,但在低洼泥泞地带及雨季、翻浆季节行走和进入井场则相对受到限制,越野性能差,需要钻地锚、拉绷绳。
是目前油田企业最常用的修井设备之一。
3.海洋修井机上世纪60年代,国内某设备制造厂为海洋采油平台设计配套了修井机。
XJ-250修井机操作规程1主要风险提示交通事故(特别是险路、险桥、冰雪路面);井架倾倒;挤伤、碰伤、砸伤等人身伤害;高空坠落;高空落物;起重伤害;触电;夏季高温中暑、雷击;冬季冻伤;其他危险/危害。
2 作业前准备2.1 长地锚4个(根据井场的实际情况和条件,选择好该机的停放位置,打好四个地锚坑,锚坑深1.8m,上宽0.8m,上长1.2m,下宽0.8m下长1.5m。
每个锚坑要求沿绷绳方向的承拉能力为80kN)、绳卡子若干、铁锹2把、撬杠2个、活动扳手2把以及其他工具用品。
井场地锚的布置形式及承载能力应符合SY/T5202-2004中6.3.4.5的规定,地锚应相对修井机纵向中心线对称布置。
地锚坑的位置应避开管沟、水坑、泥浆池等土壤松软的地方。
2.2 修井机停车的位置略高,以防雨后积水。
在前千下面应垫200*300*300(mm)方木,后千斤及主千斤下方土壤的承载能力要求不得小于8~10t/m2 ,千斤下方支后液压支腿支座。
参照SY/T6408-2004中15.1.3的规定执行。
2.3基础按要求位置放好,将修井机定位。
主机就位后,不得在其承载区域四周边缘进行挖土作业。
2.4取出井架下整体底座丝杠下耳板销轴。
2.5解开固定游车大钩联接链索。
2.6起动发动机怠速运转,使气压在0.6MPa(6kg/cm2)以上,踩住离合器,将驾驶室取力器控制阀手柄扳到作业位置上。
2.7检查液路系统的密封及压力使符合要求。
2.8将车上、车下用气开关扳至开启状态。
以便给台上作业供气。
2.9操纵井架主千斤及液压支腿控制阀手柄,使其各轮胎在不承受负荷的情况下,调好该机,使车台面在前后、左右方向都处于水平位置,然后锁紧各液压支腿。
调整时轮胎可不完全离开地面。
调整井架支腿的前后倾角应符合SY/T5202-2004中6.3.4.5的规定。
2.10 岗位人员分配立放修井机需大班司机、作业机司机及一、二、三、四岗人员共同协作完成(风力超过4级不要进行立放井架)。
SJX5540TXJ650修井机操作规程一、主题内容与适用范围(1)本标准规定了修井机的启动前检查、启动、行驶、起下作业、起放井架的操作要求。
(2)本标准适用于 SJX5540TXJ650型修井机。
二、启动前检查(1)检查液位:检查发动机油底壳、变矩器、分动箱、角传动箱、液力转向、转盘齿轮箱、液压油箱、等各部油面是否在规定范围内,各链条盒内油面是否在观察孔的范围内,冷却液、燃油是否足量。
(2)清洁整机各部卫生。
(3)检查并紧固各部易松动的螺丝。
(4)检查各操纵杆的位置是否正确。
1)变速箱变速杆在空档位置。
2)发动机停车阀在“开”的位置上。
3)启动/熄火开关在启动位置上4)需用液压系统时液压泵处于接合状态。
(5)检查电瓶连接线桩头、电解液位置是否在规定范围内。
三、发动机启动操作。
1、起动操作(1)接通电源开关,电压表电压指示在24V以上。
(2)插入点火钥匙,旋转至运行位置,待电脑系统初始化检测至正常。
如遇报警或检有故障码,需查明故障原因。
(3)再将钥匙旋转至启动位置启动发动机。
(4)启动着火后松开钥匙,钥匙自动回位至运行位置。
(5)禁止踩踏油门加速器。
(6)启动马达工作最长时间不能超过30 s,两次启动间隔应在3-5 min以上,起动失败四次后,应查明原因再启动。
2、发动机的预热过程(1)将发动机转速控制在怠速位置上,观察机油压力、温度是否正常。
(2)冬季启动,当气温低于-4℃时,启动发动机前,应使用暖风加热器,预先加热发动机水套及油底壳。
(3)水温达到60℃时方可带负荷工作。
3、发动机启动后的检查(1)检查仪表、灯光、开关是否正常。
(2)观察排气颜色是否正常,有无振动和异常声响。
(3)检查机油压力在0.15-0.18Mpa。
液力变矩器油压207-488Kpa(4)检查有无漏油、漏水、漏气现象。
四、车辆行驶操作1、行驶前的检查。
1)检查紧固轮胎螺母,检查轮胎气压。
2)检查转向系统各拉杆是否紧固。
3)检查制动系统各拉杆、摇臂是否紧固。
车载钻修井机液压转盘及控制系统设计肖冠琦【摘要】针对车载钻机及修井机的配置特点及工况控制要求,设计了用于该类设备的液压转盘及液压控制系统.在载车柴油机前端曲轴处通过传动轴取力,驱动带泵箱,进而驱动双液压泵.由三级调压溢流阀进行系统压力调节后驱动双液压马达,带动转盘旋转.通过双泵、双马达及三级调压溢流阀相互组合使系统在不同压力和流量下工作,以实现转盘的高、中、低速、反转等不同挡位及大、小转矩调节.与此同时,也可通过调节发动机的油门来调节液压转盘的转速.经试验,该液压转盘转速及转矩能满足现场使用要求,且与主车液压系统共用油箱及回油管路,无需单独配置液压站.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】3页(P141-143)【关键词】液压转盘;三级调压溢流阀;四挡【作者】肖冠琦【作者单位】中石化四机石油机械有限公司, 湖北荆州 434024【正文语种】中文【中图分类】TH137;TE9220 引言一直以来,石油钻机配置的转盘多为机械式,其动力由发动机或电动机输出轴通过减速箱及离合器输入到转盘驱动轴,从而带动转盘旋转。
特别是车载钻修机配置的转盘,一般需要配置较长的传动轴、链条箱等,传动结构复杂,体积大,安装维修不便,能耗较高。
随着石油钻井工艺的发展和装备制造技术的进步,顶驱作为驱动钻具旋转的动力设备逐渐取代常规的机械转盘成为石油钻机的主流配置,此时转盘主要作为顶驱发生故障时应急活动钻柱及支撑钻柱的备用设备,必要时也可在正常钻进时驱动钻柱旋转,或进行一些其他辅助作业。
液压转盘一般由低速大转矩液压马达直接驱动或马达配减速机驱动,转速和转矩均能满足钻井作业要求。
与传统的机械式转盘相比,具有结构紧凑、操作维护方便、成本低廉等优点[1-3]。
目前国内外已有多个厂家的液压转盘在各类石油钻机尤其是海洋石油钻机上得到广泛应用,如美国国民油井、德国WIRTH、中国宝石机械等。
其结构及适用条件各不相同,一般适用于大型模块钻机且需单独配置液压动力站,控制方式多为电液集成控制,控制结构复杂[4-6]。
XJ250P修井洗井车的设计
【摘要】XJ250P修井洗井车由自走式底盘和修井专用装置及泥浆泵三大部分组成,装机功率350KW(475 HP),最大钩载675KN。
修井机的设计严格按照APISpec规范和我国石油行业标准,在总体设计方案、动力配置、并车方式、底盘系统、绞车传动系统和井架结构等方面在吸取国外同类设备优点的基础上,结合国内的实际情况加以改进,使其在国际、国内石油装备市场上确保通用性和先进性。
【关键词】修井洗井车结构设计方案设计
1 整体方案设计
XJ250P修井洗井车为双滚筒车装自走式修井和洗井设备,该设备具修井、洗井、泥浆泵为一体的油田专用设备,它要满足修井机作业工艺,可以进行油水井小修作业,还能满足洗井作业工艺的要求。
适用于油田环境及其它粗糙地形,能对油气井进行修井和洗井作业。
该车驱动型式为8×8,第一桥、第二桥为转向驱动桥,第三和第四桥为驱动桥;第一、二桥采用钢板弹簧悬挂,三、四桥采用平衡梁悬挂。
整车动力系统由CAT C 15(475HP)发动机和BY 503H变矩器组成。
通过两个分动箱把动力分别分配底盘、车上装置及泥浆泵。
车上作业部分由角传动箱、捞砂滚筒、主滚筒、绞车刹车系统、辅助刹车系统、泥浆泵、灌注系统、高低压管汇、井架总成、液气电控制系统及仪表系统组成。
井架为Π形两节伸缩式结构。
设备所有控制都集中在司钻控制台上,方便简捷。
2 部件方案设计2.1 泥浆泵安装方案
XJ250P修井洗井车泥浆泵安装的位置是该项目整体方案必须解决的问题。
按照协议要求分析讨论,具体方案有两种:
一是泥浆泵安装车体中部,动力系统与绞车总成之间;
二是泥浆泵安装在车体尾部,绞车总成与井架斜支撑之间。
对上述两种方案进行分析,具体性能及优缺点对比如下表1所示:
由上表可以看出,泥浆泵安装在车体中部即第一方案的优点多,因此我们选择第一方案。
2.2 动力系统设计
该设备主要有三大功能:提升、泥浆泵,发动机的功率分配主要有四个方面;
提升系统要满足游车大钩最大提升负荷675k N,以0.13m/s速度运行,总效率为0 . 6 4。
则提升系统净功率为P=675000×0.13=87.75 kW;
发动机需提供功率为PH=87.75/0.64=137 kW;
泥浆系统满足泥浆泵最大排量0.9m3/ min,最大输出压力为14MPa (2000PSI),选择四机厂生产的3ZB20-170柱塞泵,其参数如下:
持续水功率为:150HHP(112 kW);间断水功率为:200HHP(149 kW);柱塞冲程:4”;
柱塞最大冲次:300冲/min;
最高输出压力:20MPa;
容积效率为:85%。
链条箱传动效率为0.95,齿轮箱传动效率为0.98,传动轴传动效率为0.98,则泥浆泵总效率为0.98×0.98×0.98×0.85=0.776
动力端润滑油泵排量为0.025m3/min,压力为2.5MPa;液力端润滑油泵排量为0.01m3/min,压力为10MPa。
则润滑总功率为PL=0.025×2500/60+0.0 1×10000/60=2.7 kW。
灌注泵最大排量为2m3/min,压力为0.35MPa,泵水功率为19kW,油泵及管线容积效率为0.8~0.9,马达效率为0.9。
则发动机需提供功率PS=19/(0.9×0.8)=27 kW。
发动机需提供给泥浆泵系统总功率为PM= PW/0.776+PL+PS=174 kW。
另外,发动机自身需消耗功率有:
A、空压机T U F L - 1 0 0 0:P A P = P×Q=0.8MPa×0.67m3=9kW。
B、发动机自身消耗:PMOTOR=15 kW(按发动机功率的5%~10%)。
按两种作业工艺同时工作:发动机需提供功率:
P= PR+PI+PMOTOR+PAP =335kW。
两种作业工况同时工作在实际现场比较多,因此,我们选择CATC 15发动机,功率为350KW是满足工作要求。
2.3 方案分析
从整体性能及可靠性上考虑,我们最终决定采用泥浆泵安装在车体中部方案。
其性能完全满足技术协议中要求,能够完成修井、洗井、大修、钻水泥塞和钻探浅井等作业。
3 结论
该设备是具修井、洗井、泥浆泵为一体的油田专用设备,它要满足修井机作业工艺,可以进行油水井小修作业,而且可以满足洗井作业工艺的要求。
一机多用,在作业工艺性、经济性、操作合理性都具有极其重要的意义。
研制开发的XJC250P修井洗井车,实现了产品的国产化,替代同类设备的进口产品,达到了国际先进水平。
该项目从方案研究、总体设计、主要技术指标的确定将坚持高起点、高质量的原则,尽可能采用国内外成熟的先进技术,瞄准和跟踪国外先进技术水平。