浅谈石油钻井移运装置
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一、几种常见的钻机移运装置1.拖车式移运装置拖车式移运装置利用拖车牵引装置将底座和井架运输到工作场地,这种类型的移运装置需要在钻机底座上安装承载升降系统、承载轮滑、鹅颈等附件,在移运过程中,升降系统托起底座,并安装承载轮轴,牵引车的牵引拖台连接底座上的鹅颈将其移运到钻机底座。
井架移运时,将井架水平放置以后,安装滑动系统托架,并固定在游车上,天车尾部的前托架和牵引车连接,牵引车牵引整个底座和井架到规定位置。
但是,这种拖车式移运装置在移运过程中,托架、牵引车、底座不容易对接好,运输过程中,无法实现转弯。
2.步进式移运装置步进式移运装置是在钻机底座安装4个角液压系统的移动装置,井架竖直方向的顶升液压系统伸长将钻机整体抬升到一定高度,平移液压系统则沿着水平方向移动移运车在轨道上移动,移动到指定位置以后,顶升液压排放压力,钻机自动落下,平移液压系统则缩回到原来的位置,导轨恢复到原来初始状态。
这样一个过程为一个步进,在钻机移运过程中,需要多次循环数步进才能完成移运工作目标。
这种移运方式,对平移和顶升的距离、角度要求比较高。
3.滑移式整体移运装置滑移式整体移运装置主要由组合式滑轨和液压平移装置构成,钻机底部两侧滑移轨道上设置了距离相同的矩形槽,两个移动液压缸活塞伸长或者缩回时,则棘爪被推入到导轨的矩形槽并卡住槽位,油缸收缩或伸长时则带动整个钻机整体在轨道上移动。
在移动过程中,如果需要改变方向,只需要转变棘爪的方向。
4.轮轨式移运装置轮轨式移运装置则是在滑移式移运装置的基础上,将滑动摩擦转为滚动摩擦,通过液压缸推滑轮向轨道平移。
钻机移运时,利用底座四个角的8个升降油缸将钻机整体提升2m,然后拆除底座和轨道两侧的锁紧装置和垫片,上升油缸泄完压力以后,车轮和轨道接触,移动油缸推动钻机沿着导轨平移一个油缸行程。
然后,取下油缸和轨道的连接销轴,则油缸液压系统回缩到下一个轨道的步进孔,将其连接销轴则完成一个步进工作。
连续循环直到钻机移动到新的钻井位。
修井作业过程中油管抓取移运机器人的分析修井作业是石油行业中非常重要的环节,而在修井作业过程中,油管的抓取移运是一个非常繁重且需要高度精确操作的工作。
为了提高作业效率和保障作业安全,机器人技术的应用成为了一种新的解决方案。
本文将对修井作业过程中油管抓取移运机器人进行分析,探讨其技术原理、优势和应用前景。
一、技术原理修井作业过程中的油管抓取移运机器人主要依靠自动化控制技术和机器视觉技术。
机器人需要借助激光雷达和摄像头等传感器设备,实时获取油管的位置、大小和姿态等信息。
然后,通过先进的控制算法和传动装置,实现机器手臂的精准抓取和移动。
整个过程需要高度精确的定位和操作,因此机器人的控制系统和传感器设备是关键。
二、优势相对于传统的人工操作,油管抓取移运机器人具有诸多优势。
首先是作业效率的提升。
机器人可以24小时不间断地工作,无需休息和加班,大大缩短了作业周期。
其次是作业安全的保障。
由于修井作业环境复杂、危险系数高,机器人的应用可以有效避免人员意外伤亡和设备损坏等事故,提高作业安全性。
机器人还具有成本较低、精度高、适应性强等优势,可以满足复杂多变的作业需求。
三、应用前景随着石油行业的发展和技术的进步,油管抓取移运机器人在修井作业中的应用前景非常广阔。
在油田开发和生产作业中,机器人可以替代大量的人工劳动,降低成本,提高生产效率。
在油井修井作业中,机器人可以应对复杂的作业环境和高强度的工作任务,实现精准的抓取和移运,提高作业效率和安全性。
机器人还可以与人工智能、大数据等新兴技术结合,实现智能化、自主化作业,实现智慧油田的构建。
修井作业过程中油管抓取移运机器人具有重要的意义和广泛的应用前景。
通过机器人技术的应用,可以提高作业效率、保障作业安全,降低成本,推动油田技术的进步和产业升级。
石油行业各企业应积极借助技术手段,加大对油管抓取移运机器人技术的研发和应用,推动油田作业模式的转型和升级。
18BOP(Blowout Preventer)移运系统是深海浮式钻井平台的关键子系统,用于高效处理BOP的存储、维护保养、组装、试压、移运、下放及回收作业。
BOP移运系统的布置将直接影响到浮式钻井平台的主要尺寸及总体布置,同时也影响到钻井工艺流程的实施[1]。
本文通过对国内现用的比较有代表性的浮式钻井平台BOP移运系统做简要对比介绍,总结BOP移运系统配置的关键影响因素,探讨分析适合某新型天然气水合物钻采船的BOP移运系统配置。
1 国内典型浮式钻井平台BOP移运系统1.1 “海洋石油981”钻井平台BOP移运系统“海洋石油981”钻井平台是我国自主设计和建造的第六代3000m水深半潜式钻井平台,平台可以在不超过3000mm水深的海域进行钻探作业,钻井深度可达12000m。
是国内首个配置一个半井架的深海浮式钻井平台。
“海洋石油981”配置的BOP组是由NOV提供的,压力等级15000psi,重量达400多吨,高度约为17m,其中LMRP(Lower Marine Riser Package)重约为182t,高度约为6m,BOP重约230t,高度约9m [2]。
BOP组移运系统由Aker MH提供,该移运系统主要配置BOP吊机、BOP滑车、LMRP滑车、BOP台车、BOP导向装置等,设备的技术参数见表1。
BOP 移运系统布置在钻井底座的左舷侧,该移运系统共有2组导轨,第一组导轨沿月池长度方向布置在月池两侧,第二组导轨垂直与第一组导轨,布置在月池的左舷侧,2条导轨均布置在主甲板上。
第一组导轨由BOP吊机和BOP台车共用,可沿月池长度方向运动;第二组导轨由BOP滑车和LMRP滑车共用,可沿垂直与月池长度运动,如图1所示。
表1 “海洋石油981”主要设备及技术参数主要设备SWL/t BOP 吊机2×275BOP滑车550LMRP滑车200BOP台车600图1 “海洋石油981”BOP移运系统BOP吊机是用于吊放BOP的专用门型吊机,BOP 吊机可以沿第一组导轨移动,采用齿轮齿条驱动方式。
浅谈石油机械——顶驱结构与发展摘要:顶部驱动钻井装置是20世纪80年代兴起的新型钻井技术,是旋转钻井技术的一项重大突破,在国际石油工业中得到迅速发展和应用,顶驱装置的应用明显提高了钻井作业的速度和效率,已成为石油钻井先进装备的代表。
虽然国产顶驱在设计制造时都引进了国外的先进技术,但同国外的顶驱相比,国产顶驱的质量和性能等方面仍然存在着或多或少的问题。
因此,顶驱整体的设计与研究,对缩短与国外之间的技术差距、提高顶驱产品的技术含量、提升顶驱产品的品质具有重要的现实意义。
关键词:顶驱结构、发展、性能特点1顶驱装置1.1顶驱装置概述及结构顶驱的全称为顶部驱动钻井装置TDS(TOP DRIVE DRILLING SYSTEM),是美国、法国、挪威近20年来相继研制成功的一种顶部驱动钻井系统。
它可从井架上部空间直接旋转钻杆,沿专用导轨向下送进,完成钻杆旋转钻进,循环钻井液,接立柱,上卸扣和倒划眼等多种钻井操作。
该系统显著提高了钻井作业的能力和效率,并已成为石油钻井行业的标准产品。
自20世纪80年代初开始研制,现在已发展为最先进的整体顶部驱动钻井装置IDS(INTEGRATED TOP DRIVE DRILLING SYSTEM),是当前钻井设备自动化发展更新的突出阶段成果之一。
顶部驱动装置的出现,使得传统的转盘钻井法发生了变革,诞生了顶部驱动钻井方法。
顶部驱动钻井装置的旋转钻柱和接卸钻杆立根更为有效的方法。
该装置可起下28米立柱,减少了钻井时三分之二的上卸扣操作。
它可以在不影响现有设备的条件下提供比转盘更大的旋转动力,可以连续起下钻、循环、旋转和下套管,还可以使被卡钻杆倒划眼。
图1.1为我公司生产的DQ70III-A型顶驱主要部件图。
图1.1我公司生产的DQ70III-A型顶驱主要部件图1.2顶驱的特点作为当前最新的钻井方式,有许多不同于方钻杆钻井的优点。
同以前的方法相比,顶部驱动钻井装置还有一些特定优点:1.在起下钻及遇阻遇卡时,能及时旋转钻杆和循环泥浆。
浅谈石油钻井移运装置
摘要:我国石油钻井行业中大部分步进式钻机平移装置,只能进行单向直线平移,不能同时在一套装置上实现横向平移和纵向平移,目前这一问题已经基本得到解决,具体解决方案就是两套单向的步进式钻机平移装置成90°上下组合到一起,其中上部的步进式钻机平移装置安装在一个可以沿下部步进式钻机平移装置导轨移动的大底座上,同时要求这个可移动大底座的承载能力能满足石油钻机的正常钻井施工要求。
关键词:钻机移运装置步进式钻机平移装置钻机整体远距离移运装置基本构成实例应用发展
目前我国正在发展的石油钻机移运装置主要是步进式钻机平移装置和钻机整体远距离移运装置,这两种钻机移运装置的出现,解决了我国石油钻井行业中一直存在的设备搬迁安装时效差、人工劳动量大、安全系数低和钻机占地面积大等诸多问题,下面就这两种钻机移运装置的特点、应用和发展做一简要介绍。
1 步进式钻机平移装置
步进式钻机平移装置,是在钻机底座上安装支承座,以滑车、导轨为移动工具,用液压系统为动力及控制,利用顶升液缸将钻机顶升至离地一定距离,然后利用平移液缸推拉进行步进式平移,可实现钻机在工作状态下(井架和底座不下放)的整体直线(或横向)平移。
1.1 基本构成
步进式钻机平移装置主要包括三个部分:一是由支承座、顶升液缸及滑车总成等组成的支承移动模块,二是由导轨总成、平移液缸等组成的推拉平移模块,三是由液压站、液控阀件及液压附件组成的控制模块。
用于支撑钻机的支承座通过销轴与底座形成固定连接;顶升液缸用螺栓固定于滑车总成的滑车座上,与支承座为活动连接。
平移液缸两端分别与导轨及滑车座上的连接耳座相连,形成二个移动单元。
当液缸动作时,滑车即可沿导轨移动,整个钻机共采用四套支承移动模块,分别布置于底座基座的四角。
液压站采用钻机的组合液压站,液控阀件采用专用控制箱,其顶升及平移分别用液压控制阀块控制,可实现顶升及平移动作平衡。
1.2 实例
以四川宏华公司为中原油田改造的ZJ70/4500D钻机为例,中原ZJ70/4500D 钻机的主机(420吨)加上全部立根(250吨)的平移总重约为670吨(不含平移时需移去的坡道、滑道及梯子等),钻机的前基座长度为13.35米,其前端与
井口中心距离为5.6米。
拟定的钻机平移装置方案如下:钻机平移装置总体布置按步进式平移考虑。
即在钻机前基座前端增设两套平移装置支承座。
在钻机起升后作业状态下需进行平移时,移去后基座,利用前后基座连接耳座安装另两套平移装置支承座进行平移,平移完成后,钻机作业时移去后两套平移支承座,并安装后基座后作业,该方案需在钻机前基座后部再增加一套横拉架。
以保证平移时左右基座的连接强度,主要技术参数如下:(1)液缸额定压力是18MPa (16 MPa),(2)顶升液缸缸径/数量为420mm/4套,(3)最大举升高度<150mm~(4)平移液缸缸径/数量为200mm/4套,(5)最大步进行程<600mm(6)举升质量约700吨,(7)基础承压强度≥2MPa。
1.3 应用
由于步进式钻机平移装置可实现钻机在工作状态下(井架和底座不下放)的整体直线(或横向)平移,并且具有总体结构紧凑、安装简便、动作平稳、移位准确等特点,所以特别适用于在较小区域内多口井的连续钻井施工。
2 钻机整体远距离移运装置
钻机整体远距离移运装置可以满足在钻机的各主要分系统不进行较大拆卸的情况下,将钻机的各主要分系统远距离整体移运,使现场搬迁安装快捷方便,减少运输车辆,
现在我国所使用的钻机整体远距高移运装置主要是实现石油钻机的井架及底座远距离整体移运,下面我主要就进行钻机井架及底座部分移运的钻机整体远距离移运装置进行介绍。
2.1 基本构成
钻机整体远距离移运装置由钻机底座牵引系统、钻机底座起升系统、钻机底座承载桥、井架前托架和井架后托架五大部分组成,钻机底座牵引系统的整体结构类似于低平板半挂车的牵引鹅颈,使用时,同时与钻机底座前部和牵引车鞍座连接,钻机底座起升系统主要由液压动力源、油箱、液压起升液缸及控制部分组成,主要实现钻机底座的起升,便于牵引车与钻机底座牵引装置的连接和钻机底座承载桥的安装;钻机底座承载桥与钻机底座后部耳板连接,成为钻机后部承载系统;井架前托架主要起到承载井架和连接牵引车的作用,井架后托架使用时安装在井架后部,作为井架运输的后部承载系统。
2.2 实例
在2006年,胜利油田SINOPECl03队的ZJ70/4500D钻机配备了钻机整体远距离移运装置,这也是胜利油田第一套石油钻机整体远距离移运装置。
当钻机需要整体移运时,通过井架起升装置将井架水平放置,井架及游动系统作为一个整体运移,钻机底座、绞车、转盘,人字架及钻台附属设备作为一个整体运移。
系统各部件采用模块化设计,与钻机有机结合,既能实现钻机整体移运,又不影
响钻机分块运输,这套钻机整体远距离移运装置的主要技术参数如下:(1)钻机底座整体移运系统单车移运能力为280t;(2)钻机底座整体移运系统轮距是5700mm;(3)井架及游动系统水平整体搬移系统轮距为7000mm;(4)钻机底座整体移运系统允许横向摆动量是土6;(5)钻机底座整体搬移系统轮胎型号是36.00-51;(6)钻机底座整体搬移系统车轮型号是51×26.00/5.0D(7)钻机整体移运系统最高移动速度是15km/h,(8)钻机整体移运系统最大续行里程是15km;(9)适用的地面条件为硬路面。
2.3 应用
因为钻机整体远距离移运装置在使用过程中。
存在分系统移运尺寸过大、整体重量大和硬地面条件等诸多因素,所以使用环境受到较大限制,不能在公路或土质松软的地区使用。
在我国只有有限的几个地区才可以使用钻机整体远距离移运装置,如新疆地区,但是随着我国的石油钻井队伍逐渐走出国门,部分国家在对我们的钻机招标时,要求投标钻机必须配有钻机整体远距离移运装置,如沙特阿拉伯、尼日利亚和科威特等国家,因此目前我国的大部分钻机整体远距离移运装置都在国外使用。
2.4 发展
目前我国大部分钻机整体远距离移运装置主要是针对钻机井架和钻机底座的整体运移,而未来钻机整体远距离移运装置的发展趋势是将石油钻机中的固控系统整体移运和发电机房整体移运涵盖进来。
3 结语
综上所述,钻机移运装置已经逐步在我国石油钻井行业中应用开来,平均钻机搬迁安装时间可节约2~3天,运输车辆减少1/3左右,人员的劳动强度明显降低,进一步推动了我国石油工业的迅猛发展,随着我国石油钻机移运装置的逐步发展完善,相信它在石油钻井行业中的作用将会得到更好地体现。