中國石油鉆機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀分析

ZJ32L型石油鉆機(jī)，ZJ32L型石油鉆機(jī)，20世紀(jì)90年代以來我國共研制出3種。1)ZJ32一SLl型鉆機(jī)20世紀(jì)90年代以來，我國生產(chǎn)石油鉆機(jī)的要緊企業(yè)蘭州石油化工機(jī)器總廠、寶雞石油機(jī)械廠及蘭州石油機(jī)械研究所、大慶鉆井二公司、江漢第四石油機(jī)械廠等單位，依據(jù)油田的要求和境外石油勘探開發(fā)的需要及1995年，原中國石油天然氣總公司勝利油田石油鉆機(jī)方案定型會議關(guān)于我國2000m及以下級不鉆機(jī)，要大力提高輕便性和移運(yùn)性，3000m及以下級不鉆機(jī)，開展機(jī)械驅(qū)動鉆機(jī)為主，4500m級不鉆機(jī)，開展電驅(qū)動和機(jī)械驅(qū)動兩種型式的鉆機(jī)，6000m及以上級不的鉆機(jī)，開展電驅(qū)動鉆機(jī)為主的意見，先后研制出各種型式的石油鉆機(jī)約25個品種。其中ZJ20(25)JD型、ZJ20J型、ZJ32J型(正車減速器傳動型)和ZJ60L型鉆機(jī)已在1993年中國石油設(shè)備協(xié)會鉆采機(jī)械專業(yè)委員會組織的國內(nèi)外技術(shù)開展水平跟蹤與分析“石油鉆采設(shè)備〃中進(jìn)行了全面介紹，本書只介紹上述4種型式鉆機(jī)以外的各種石油鉆機(jī)的型式與全然參數(shù)和性能特點(diǎn)。20世紀(jì)90年代我國新研制的石油鉆機(jī)。ZJ10B型石油鉆機(jī)該鉆機(jī)是寶雞石油機(jī)械廠為開發(fā)淺層油區(qū)于1998年設(shè)計(jì)制造的一種輕便鉆機(jī)。它適用于石油、天然氣、煤層氣及地?zé)峋目碧介_發(fā)和油田修井作業(yè)。該鉆機(jī)采納液力傳動方式，無級諷速，功率利用率高；柴油機(jī)與變矩器匹配合理，使鉆機(jī)的技術(shù)性能有較大提高；為適應(yīng)快速搬遷的要求，傳動局局部為兩大塊，轉(zhuǎn)盤、絞車、變速箱為?個運(yùn)輸單元；液力變矩器和柴油機(jī)為一個運(yùn)輸單元，搬遷費(fèi)用少，鉆井本鈔票低。ZJ15X型石油鉆機(jī)該鉆機(jī)是寶雞石油機(jī)械廠1995年完成的國家級火炬方案工程和重點(diǎn)新產(chǎn)品，是我國研制的第一臺歪井鉆機(jī)，同年通過原中國石油天然氣總公司組織的技術(shù)鑒定。與會專家認(rèn)為ZJ15X歪井鉆機(jī)的研制成功填補(bǔ)了國內(nèi)空白，到達(dá)20世紀(jì)80年代同類鉆機(jī)的國際先進(jìn)水平。該鉆機(jī)為車載式，具有良好的移動性，可鉆與水平成45°~90°的歪直井，又是打淺層水平井的理想裝備。該鉆機(jī)采納了液壓操縱的機(jī)械手、扶正器、防噴器吊架、加壓裝置、井架起升、底座調(diào)平、氣控變擋、氣動卡瓦和液壓頂部驅(qū)動等多項(xiàng)80年代國外鉆機(jī)行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)，鉆機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩均可無級調(diào)節(jié)，具有倒劃眼、起下鉆及下套管循環(huán)鉆井液的功能，大大改善了鉆井的特性，處理故障能力強(qiáng)。ZJ15型石油鉆機(jī)該鉆機(jī)是一種車裝設(shè)備，又稱ZJ15型鉆機(jī)車，是江漢第四石油機(jī)械廠1996年在XI系列修井機(jī)的根底上，依據(jù)油田用戶的要求研制而成的。1997年獲國家經(jīng)貿(mào)委頒發(fā)的國家級新產(chǎn)品證書。該鉆機(jī)要緊由10x8自走底盤車、角傳動箱、絞車及其剎車系統(tǒng)、剎車?yán)鋮s裝置、II型兩節(jié)伸縮式井架及4x5游動系統(tǒng)、死繩固定器及壓力傳感指重裝置、轉(zhuǎn)盤傳動系統(tǒng)、液壓絞車、鉆臺、氣動卡瓦及司鉆操縱的液氣路、電路系統(tǒng)等組成。具有整車布置合理，傳動平穩(wěn)，動力性好，移運(yùn)靈活和起下鉆速度快等特點(diǎn)，該車還采納了轉(zhuǎn)盤防反轉(zhuǎn)國家專利技術(shù)，整機(jī)性能處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，是1500m井深鉆井作業(yè)的理想設(shè)備。ZJ20B型石油鉆機(jī)該鉆機(jī)是寶雞石油機(jī)械廠生產(chǎn)的配有多循環(huán)圓液力傳動變速箱的新型鉆機(jī)。液力變速箱由渦輪變矩器、偶合器、摩擦離合器等組成。該變速箱集減速、變速、分動于一體，傳動柔合，實(shí)現(xiàn)了無級調(diào)速，可依據(jù)外界載荷自動調(diào)速，并具有手動、微動操縱功能，可最大限度地滿足科學(xué)鉆井的需要。液力變矩器具有反轉(zhuǎn)制動功能和變加速的特點(diǎn)。鉆機(jī)起動平穩(wěn)、工作可靠。ZJ20B型鉆機(jī)1996年通過中國石油天然氣總公司技術(shù)鑒定。與會專家一致認(rèn)為，該種傳動型式在鉆機(jī)上屬首次采納，到達(dá)了國內(nèi)領(lǐng)先水平。ZJ20DY型石油鉆機(jī)該鉆機(jī)是寶雞石油機(jī)械廠1998年研制成功的新型電液驅(qū)動鉆機(jī)。主機(jī)采納大功率交流電動機(jī)與多循環(huán)圓液力傳動變速箱聯(lián)組驅(qū)動型式，電力特性與液力特性匹配合理，實(shí)現(xiàn)無級變速。絞車剎車裝置采納全液壓盤式剎車，鉆井泵采納柴油機(jī)加液力變矩器的驅(qū)動型式。配備了井口機(jī)械化工具，采納了鉆井參數(shù)數(shù)顯技術(shù)。該鉆機(jī)節(jié)約能源，減輕勞動強(qiáng)度，鉆井效率高，可適應(yīng)先進(jìn)鉆井工藝的要求。GW—M1000型石油鉆機(jī)該鉆機(jī)是寶雞石油機(jī)械廠與中油長城鉆井公司聯(lián)合研制的用于沙漠地區(qū)鉆井的拖掛式整體移運(yùn)鉆機(jī)。采納模塊化設(shè)計(jì)。主機(jī)分為前后兩大模塊，分不裝有重載沙漠輪胎，脫開前后兩塊，即可用牽引車拖動行駛，整體移運(yùn)性好。K型伸縮式井架采納低位安裝，井架整體采納液缸起升，上段采納鋼絲繩伸縮；底座為兩大模塊組成的車架式結(jié)構(gòu)，設(shè)有液壓調(diào)平和機(jī)械千斤頂調(diào)平裝置；該鉆機(jī)還采納了全摩擦離合器換擋密封絞車、整體密封式并車箱和翻轉(zhuǎn)鏈條箱等新技術(shù)。GW—M1000型鉆機(jī)填補(bǔ)了國內(nèi)空白，1999年8月通過了出廠驗(yàn)收。ZJ32J改型石油鉆機(jī)1996年，蘭州石油化工機(jī)器總廠依據(jù)勝利油田石油鉆機(jī)方案定型會議的意見，對原開發(fā)的窄V帶3200m鉆機(jī)進(jìn)行了改型。改型后：原鉆機(jī)的鉆臺升高；絞車從鉆臺上落低到后臺的底座上；提高了柴油機(jī)的使用轉(zhuǎn)速和功率；增加了可使鉆井泵正轉(zhuǎn)的正車減速箱；在配套方面更加靈活多樣。改型后鉆機(jī)的要緊特點(diǎn)是：⑴鉆臺由原來的4.5m增加到6m,便于井口安裝防噴器；塊裝結(jié)構(gòu)；井架可低位安裝。⑵絞車從鉆臺改在后臺lm高的底座上，吊裝平安；動力爬臺采納萬向軸，安裝尋正方便。(3)絞車型式可選6擋絞車或氣胎離合器換擋的4擋絞車；動力輸進(jìn)可選萬向軸或鏈條傳動。(4)貓頭絞車與轉(zhuǎn)盤變速裝置采納萬向軸連接,是否配備貓頭絞車可由用戶自選,且不礙事轉(zhuǎn)盤變速。(5)提高了柴油機(jī)使用轉(zhuǎn)速和功率；動力通過正車減速箱輸出,使泵正轉(zhuǎn)。(6)傳動并車后效率更高,鉆井泵能獲得更多功率。(7)轉(zhuǎn)盤傳動裝置埋于鉆臺平面以下,可使井口操作范圍大和平坦平安。ZJ32L型石油鉆機(jī)3)ZJ32L3)ZJ32L(蘭)型鉆機(jī)該鉆機(jī)是1995年由蘭州石油機(jī)械研究所與勝利石油治理局共同研制成功的，其要緊特點(diǎn)是：(1)鉆臺高4.5m,機(jī)房底座高0.5m,絞車不上臺，安放在lm高的井架底座上。(2)3臺柴油機(jī)采納窄V聯(lián)組皮帶并車，重心低，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。⑶采納液壓盤式剎車。從數(shù)口深度超過3200m的鉆井實(shí)踐證實(shí)，液壓盤式剎車平安可靠，能順利完成接單根、送鉆、起下鉆、下套管、甩鉆具等各項(xiàng)作業(yè)。對超過3200m深的井，剎車優(yōu)點(diǎn)更為突出。勝利油田32179隊(duì)在鉆完4口井后檢查，剎車盤磨損量特別小，剎車塊仍可接著使用。(4)絞車為3軸密閉絞車,低位安裝。由于采納了液壓盤式剎車,司鉆可坐在司鉆室內(nèi)遠(yuǎn)距離操作。由于用操作手柄代替了帶剎車的剎把,故不僅改善了司鉆的工作環(huán)境,．而且也減輕了司鉆的勞動強(qiáng)度。(5)取消了貓頭軸,井口操作全部機(jī)械化,減輕了鉆井工人繁忙的體力勞動,保證了井口作業(yè)平安可靠。(6)從傳動機(jī)組到絞車的傳動鏈條,由獨(dú)立的上臺傳動裝置和兩根萬向軸代替,傳動轉(zhuǎn)盤的鏈條由轉(zhuǎn)盤角傳動箱和萬向軸完成,故減少了搬家和安裝鏈條拆裝的苦惱。⑺井架為II型前開門結(jié)構(gòu)，水平安裝，整體提升，四腿著地，無繃?yán)K。⑻與大慶II-130型和ZJ45J型鉆機(jī)相比，柴油機(jī)及傳動機(jī)組調(diào)轉(zhuǎn)180°安裝，實(shí)現(xiàn)了鉆井泵正轉(zhuǎn)。該鉆機(jī)申報了6項(xiàng)國家專利，它們分不是：？石油鉆機(jī)上臺傳動裝置?〔專利號：94241237.0〕、?石油鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤傳劫裝置?〔專利號：94241236.2〕、?剖分式徑向氣胎離合器?〔專利號：95233587.5〕、?石油鉆機(jī)絞車爬臺角度調(diào)節(jié)裝置?〔專利號：95234623．0〕、?石油鉆機(jī)井架人字架?(專利號：95234622．2)、?石油鉆機(jī)井架調(diào)節(jié)裝置?〔專利號：95234621．4)。2)ZJ32L(寶)型鉆機(jī)該鉆機(jī)是寶雞石油機(jī)械廠1996年完成的國家級火炬方案工程和重點(diǎn)新產(chǎn)品,是一種新型液力傳動鏈條并車鉆機(jī),同年通過原中國石油天然氣總公司技術(shù)鑒定。與會專家認(rèn)為，該鉆機(jī)在傳動方案與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面有創(chuàng)新，到達(dá)國外90年代初同類鉆機(jī)的先進(jìn)水平，填補(bǔ)了國產(chǎn)3200m液力傳動鏈條并車鉆機(jī)的空白。鉆機(jī)的全摩擦離合器換擋絞車等3項(xiàng)技術(shù)獲國家專利(專利號為：ZL93208592.X)。該鉆機(jī)的要緊特點(diǎn)是：(1)鉆機(jī)采納模塊化的總體結(jié)構(gòu),傳動由動力機(jī)組、整體密封的鏈條并車箱、低位安裝的全摩擦離合器換擋絞車、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動箱、鉆井泵和轉(zhuǎn)盤等10大模塊組成。(2)各模塊間采納萬向軸連接并傳遞動力。(3)動力機(jī)組與液力變矩器匹配合理,起動平穩(wěn),傳動柔和；對柴油機(jī)有過載保衛(wèi)作用。該鉆機(jī)是蘭州石油化工機(jī)器總廠1997年研制成功的一種3200m中深井機(jī)械驅(qū)動鉆機(jī)。用114mm鉆桿井深可達(dá)4000m。鉆機(jī)的要緊技術(shù)性能特點(diǎn)是:⑴鉆臺高6m，安裝井口防噴器空間大，提高了鉆井的平安性。⑵絞車位于后臺1.1m高度的底座上，低位吊裝方便平安。(3)絞車采納極為方便的氣胎離合器換擋。(4)全封閉整體式鏈條箱并車，搬家不用拆裝鏈條，密封可靠，減少工人勞動，節(jié)約搬家時刻。(5)柴油機(jī)、并車傳動、絞車、貓頭絞車裝置、轉(zhuǎn)盤、鉆井泵等機(jī)組間采納萬向軸聯(lián)結(jié)，安裝尋正方便。(6)可提供萬向軸和聯(lián)組窄V帶兩種方式驅(qū)動鉆井泵，用戶可依據(jù)需要任選。(7)在鉆臺上是否配置貓頭絞車裝置和是否帶描沙滾筒，均由用戶自選。9．交流變頻電驅(qū)動石油鉆機(jī)交流變頻電驅(qū)動石油鉆機(jī)的出現(xiàn)及其明顯的優(yōu)越性能，引起了國內(nèi)外石油界的廣泛關(guān)注。90年代以來，我國的科技人員和有關(guān)單位積極開展了把交流變頻調(diào)速技術(shù)用于石油鉆采設(shè)備電驅(qū)動的試驗(yàn)研究工作。1996年和1998年，有關(guān)單位與遼河、勝利等油田合作，成功地對ZJ20鉆機(jī)的絞車、轉(zhuǎn)盤、鉆井泵、80t修井機(jī)和電動潛油泵進(jìn)行了變頻改造與交流變頻電驅(qū)動試驗(yàn)。在上述實(shí)踐的根底上我國先后研制成功下述3種機(jī)型的交流變頻電驅(qū)動石油鉆機(jī)。1)ZJl5D型石油鉆機(jī)該鉆機(jī)是大慶鉆井二公司1998年研制成功的一種交流變頻電驅(qū)動石油鉆機(jī)。由于采納了先進(jìn)的交流變頻技術(shù)，鉆機(jī)實(shí)現(xiàn)了兩擋無級調(diào)速，克服了直流電驅(qū)動鉆機(jī)電刷易磨損和維護(hù)困難的缺點(diǎn)，提高了鉆井作業(yè)的自動化水平；改善了司鉆的工作條件，鉆臺上設(shè)置了司鉆房，取消了剎把，采納了液壓操縱；井口配備了小型機(jī)械化工具，減輕了工人的勞動強(qiáng)度，提高了鉆井作業(yè)的平安性，該鉆機(jī)投進(jìn)使用以來已鉆井20多口，平均井深1100m，大大縮短了鉆井周期。2)ZJl5DB型石油鉆機(jī)該鉆機(jī)是寶雞石油機(jī)械廠1998年研制生產(chǎn)的我國第一臺淺井?dāng)?shù)控交流變頻鉆機(jī)。鉆機(jī)采納交流變頻裝置操縱電動機(jī)實(shí)現(xiàn)對鉆機(jī)的驅(qū)動；采納了西門子的矢量操縱系統(tǒng)和400kW的變頻電動機(jī)，頻率范圍為0?84Hz；電動機(jī)輸出動力經(jīng)變速箱后一路通過鏈條傳動和氣胎離合器驅(qū)動絞車，另一路通過轉(zhuǎn)盤過橋軸及萬向軸驅(qū)動轉(zhuǎn)盤。ZJl5DB鉆機(jī)實(shí)現(xiàn)了恒功率無級調(diào)速和編程操縱，還能將下鉆過程中的勢能反送到電網(wǎng)，節(jié)約能源，并取代電磁渦流剎車和水剎車，底座采納塊裝整拖結(jié)構(gòu)，搬遷快，安裝方便。3)ZJ403)ZJ40/2250DB石油鉆機(jī)與與ZJ32L型石油鉆機(jī)相同。該鉆機(jī)是蘭州石油化工機(jī)器總廠、遼河油田、北京東昱電器公司等單位于1999年8月共同研制成功的我國第一臺中深井交流變頻調(diào)速電驅(qū)動石油鉆機(jī)。該鉆機(jī)與機(jī)械驅(qū)動鉆機(jī)和AC—SCR—13(3鉆機(jī)相比具有以下特點(diǎn)：(1)該鉆機(jī)采納交流變頻數(shù)字化電傳動系統(tǒng)，功率因數(shù)高，變頻范圍寬，過載能力大。(2)調(diào)速精度高，在基頻以上可恒功率無級調(diào)速，在基頻以下可恒扭矩?zé)o級調(diào)速，能更好地滿足起下鉆和鉆井工藝的需要。(3)所用交流變頻電動機(jī)沒有碳刷換向器，運(yùn)行時無電火花，不需制成防爆型，對高壓油氣井和欠平衡鉆井更平安可靠，且維護(hù)費(fèi)用低，輕易操作治理。(4)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速和扭矩易于操縱，能有效地提高鉆井質(zhì)量，減少井下事故，保衛(wèi)鉆具。(5)采納數(shù)字操縱技術(shù)，可靠性高，自診斷和保衛(wèi)功能強(qiáng)，維修方便，易實(shí)現(xiàn)自動化操縱。(6)電傳動系統(tǒng)配置3臺主發(fā)電機(jī)組(自動并網(wǎng))和一臺不并網(wǎng)的輔助發(fā)電機(jī)組，當(dāng)搬家到新井位時，輔助發(fā)電機(jī)組提早到達(dá)新井場，以供鉆機(jī)安裝與生活等方面的用電。(7)變頻系統(tǒng)配置4臺變頻調(diào)速操縱柜，利用一拖一方式，分不驅(qū)動和操縱絞車(轉(zhuǎn)盤)及兩臺鉆井泵，其中一臺鉆井泵操縱柜可切換到驅(qū)動絞車的任一臺電動機(jī)，提高了系統(tǒng)的可靠性；變頻系統(tǒng)采納數(shù)字操縱、微機(jī)操縱、微機(jī)監(jiān)控，并設(shè)有聲光信號、操縱信號、運(yùn)行菜單及各種故障顯示。(8)馬達(dá)操縱中心對交流母線的電力進(jìn)行分配，實(shí)現(xiàn)對所有交流電動機(jī)(主機(jī)的除外)、照明系統(tǒng)、生活設(shè)施及其他交流用電設(shè)備的操縱。(9)供氣系統(tǒng)采納螺桿壓縮機(jī)，冷凍式枯燥器，并設(shè)有氣電自動操縱裝置，可使壓縮機(jī)自動啟停。供油系統(tǒng)采納過濾密閉輸送。(10)所有電纜、管匯采納模塊化設(shè)計(jì)，電纜、油、氣、水、蒸汽等管線均展裝在成組的管線槽內(nèi)，搬家時只需拆開槽間軟管接頭，即可模塊化運(yùn)輸。(11)鉆臺和電纜展設(shè)設(shè)計(jì)，可滿足縱向打叢式井的要求。(12)采納雙升式底座，可實(shí)現(xiàn)井架及臺面設(shè)備低位安裝與模塊化運(yùn)輸。(13)由于配備了兩用水龍頭和小鼠洞卡鉗，故接單根方便省力。(14)絞車采納的是開槽滾筒，可改善纏繩性能，延長鉆井鋼絲繩的使用壽命，絞車還配有電磁渦流剎車，下鉆平穩(wěn)，省力，并能延長剎車輪輞的使用壽命。(15)1鉆機(jī)包括主機(jī)、動力機(jī)組、變頻系統(tǒng)、馬達(dá)操縱中心、油氣水裝置與管匯、鉆臺小型機(jī)械化、鉆工房、鉆桿架及其他輔助設(shè)備等共計(jì)45項(xiàng)。由于配套齊全，動力系統(tǒng)功率配備充足，鉆井液固控系統(tǒng)配置容量大，故該鉆機(jī)具有較強(qiáng)的自持能力。(16)井架、底座、天車、游車、大鉤、水龍頭、轉(zhuǎn)盤、鉆井泵等設(shè)備均按API標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，并打有API會標(biāo)。故整臺鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化程度高，可滿足國內(nèi)外石油勘探開發(fā)的需要。該鉆機(jī)于1999年9月正式運(yùn)往遼河油田進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，到2000年3月9日，順利完成兩口2550m定向井和一口3000m評探井的鉆井任務(wù)。由于該鉆機(jī)的優(yōu)越性能，在三口井的鉆井過程中，整臺鉆機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)良好，運(yùn)行可靠，維修簡單，修理停鉆時刻為零，沒有出現(xiàn)停機(jī)和整改，受到油田用戶的迎接和高度評價。2000年4月4日?4月5日，國家機(jī)械局和中國石油天然氣集團(tuán)技術(shù)效勞有限責(zé)任公司，在遼河油田共同對ZJ40/2250DB鉆機(jī)進(jìn)行了鑒定，認(rèn)為，該鉆機(jī)的研制成功，填補(bǔ)了我國4000m交流交頻調(diào)速石油鉆機(jī)的空白，鉆機(jī)主機(jī)性能到達(dá)90年代國際同類產(chǎn)品水平。鑒定會一致同意通過鑒定和正式投進(jìn)生產(chǎn)。具有世界先進(jìn)水平的ZJ40/2250DB交流變頻調(diào)速電驅(qū)動石油鉆機(jī)的研制成功，代表我國石油機(jī)械工業(yè)的技術(shù)水平又上了一個新臺階。隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的開展和高性能、大功率變頻調(diào)速裝置的研制成功，AC—GTO—AC石油鉆機(jī)將會逐漸取代機(jī)械驅(qū)動和直流電驅(qū)動鉆機(jī)，并成為石油鉆機(jī)的開展方向。12.ZJ45L型石油鉆機(jī)該鉆機(jī)是蘭州石油化工機(jī)器總廠研制出的一種變矩器、整體鏈條箱并車驅(qū)動的鉆機(jī)，絞車布置在后臺1.1m高的底座上，采納氣胎離合器換擋。其他特點(diǎn)1111.ZJ50D型石油鉆機(jī)該型鉆機(jī)有以下兩種型號：(1)ZJ50D(蘭)型鉆機(jī)該鉆機(jī)是蘭州石油化工機(jī)器總廠1997年研制出的一種直流電驅(qū)動(AC—SDR—DC)鉆機(jī)。已為油田生產(chǎn)數(shù)臺，鉆機(jī)的電系統(tǒng)可依據(jù)用戶的意見配套，柴油發(fā)電機(jī)組、SCR系統(tǒng)、MCC(馬達(dá)操縱中心)、直流電動機(jī)等設(shè)備可配國內(nèi)的，也可配國外的。已生產(chǎn)的數(shù)臺AC—SCR—DC鉆機(jī)中的SCR和MCC,國內(nèi)，要緊是天水電氣傳動研究所和西安儀表廠生產(chǎn)的；國外，多為美國ROSSHILL公司的，個不也有美國鮑威爾公司生產(chǎn)的。直流電動機(jī)，國內(nèi)要緊是蘭州電機(jī)廠和山西永濟(jì)電機(jī)廠生產(chǎn)的，國外均為美國GE公司的產(chǎn)品。該鉆機(jī)電傳動系統(tǒng)主發(fā)電機(jī)的頻率為50Hz,電壓為600V；輔發(fā)電機(jī)的頻率為50Hz,電壓為400V；泥漿罐有效總?cè)萘繛?20m3；儲氣罐總?cè)萘?m3；柴油罐總?cè)萘?8?85m3；三油品機(jī)油罐容量10m3；工業(yè)用水罐總?cè)萘?0?100m3；絞車強(qiáng)冷水罐容量50m3。(2)ZJ50D(寶)型鉆機(jī)該鉆機(jī)是由寶雞石油機(jī)械廠總承包，并與原石油天然氣總公司系統(tǒng)有關(guān)制造廠合作研制的AC—SCR—IX；直流電驅(qū)動石油鉆機(jī)。采納柴油發(fā)電機(jī)組和串勵直流電動機(jī)一對二操縱方式；井架、底座和絞車均低位安裝,用絞車動力分步起升；絞車為內(nèi)變速并采納開槽滾筒和風(fēng)冷式電磁渦流剎車；整臺鉆機(jī)可模塊化運(yùn)輸,移運(yùn)、安裝方便；鉆臺為雙升式起升,臺面平坦開闊,操作平安。該鉆機(jī)1998年通過原石油天然氣總公司出廠驗(yàn)收。.ZJ60DS型石油鉆機(jī)該鉆機(jī)是我國繼ZJ60L型沙漠邊緣油田用6000m機(jī)械式深井鉆機(jī)之后，又一臺為新疆塔克拉瑪干沙漠油田研制的6000m電驅(qū)動石油鉆機(jī)，是我國“八五〞期間國家重大裝備科技攻關(guān)工程,由蘭州石油化工機(jī)器總廠、天水電氣傳動研究所、蘭州電機(jī)廠、寶雞石油機(jī)械廠及塔里木石油勘探開發(fā)指揮部等單位共同研制成功。該鉆機(jī)的動力采納5臺美國卡特皮勒D399柴油機(jī)，帶動5臺交流發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)，經(jīng)可控硅整流，供6臺主電動機(jī)使用，其中,4臺電動機(jī)驅(qū)動2臺鉆井泵,2臺電動機(jī)驅(qū)動絞車和轉(zhuǎn)盤,同時向交流輔機(jī)、生活用電及井場照明供電。電控系統(tǒng)采納模擬操縱加微機(jī)實(shí)現(xiàn)事故診斷、報警保衛(wèi)、顯示和經(jīng)歷。電路設(shè)計(jì)成模塊化并具備自診斷能力,便于故障判定和迅速插拔更換,以保障停機(jī)率在0.1％以內(nèi)。該鉆機(jī)1994?1996年1月完成制造、廠內(nèi)總裝調(diào)試和油田工業(yè)試驗(yàn)。1996年3月通過國家正式鑒定。與會專家認(rèn)為，ZJ60DS電驅(qū)動沙漠石油鉆機(jī)設(shè)計(jì)先進(jìn)，布局合理，配套齊全，機(jī)械化程度高，在順利完成兩口深井(6300m,4000m)的工業(yè)性試驗(yàn)中，經(jīng)歷了低溫-25℃、高溫45℃、風(fēng)力10級的沙暴和沙漠腹地205公里移運(yùn)顛簸的考驗(yàn),整臺鉆機(jī)性能良好,運(yùn)行可靠,鉆井時效高,機(jī)修停工率僅為0.64％,其中電控系統(tǒng)僅為0.019％,整臺鉆機(jī)操作方便,維修簡單,能滿足沙漠腹地惡劣環(huán)境下鉆井工藝的要求,受到油田的一致好評。鑒定認(rèn)為,該鉆機(jī)的研制成功,標(biāo)志著我國石油鉆機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和使用水平上了一個新臺階,取得了新突破,填補(bǔ)了我國沙漠深井石油鉆機(jī)的空白,總體上到達(dá)了90年代初的國際先進(jìn)水平。.ZJ70D型石油鉆機(jī)該型鉆機(jī)有以下兩種機(jī)型：(1)ZJ70(蘭)型鉆機(jī)該鉆機(jī)是蘭州石油化工機(jī)器總廠依據(jù)油田和到國外承包鉆井的需要于1998年在ZJ60DS石油鉆機(jī)的根底上，以114mm(41/2in)鉆桿標(biāo)定的改型鉆機(jī)。其井架、底座、天車、游車、大鉤、水龍頭、轉(zhuǎn)盤、絞車、鉆井泵等設(shè)備的型式、全然參數(shù)及承載能力與ZJ60DS鉆機(jī)相同，但在動力系統(tǒng)方面，盡大多數(shù)采納了卡特皮勒3512柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組。在鉆機(jī)的總體布置方面按各油田的要求確定。其要緊性能參數(shù)除表1—8中所列之外,在電傳動系統(tǒng)方面主發(fā)電機(jī)的頻率為50Hz,電壓為600V；輔發(fā)電機(jī)組的頻率為50Hz,電壓為400V；直流電動機(jī)的電壓為0?750V。另外，在鉆井液、儲氣、柴油及工業(yè)的用水方面，泥漿罐的總?cè)萘繛?20m3；儲氣罐的總?cè)萘繛?m3；柴油罐的總?cè)萘繛?8m3；絞車強(qiáng)冷水罐的容量為50m3；工業(yè)用水罐的總?cè)萘繛?0m3。(2)ZJ70(寶)型鉆機(jī)該鉆機(jī)是由寶雞石油機(jī)械廠(總承包)和中國石油集團(tuán)系統(tǒng)有關(guān)單位于1999年共同研制成功的7000mAC-SCR-DC電驅(qū)動石油鉆機(jī)。其要緊特點(diǎn)是采納一對二操縱方式，雙升式整體起升鉆臺，井架和臺面設(shè)備低位安裝，翻轉(zhuǎn)式下沉轉(zhuǎn)盤驅(qū)動箱，內(nèi)變速絞車，開槽滾筒和風(fēng)冷式電磁泯流剎車。固控系統(tǒng)和鉆井液凈化設(shè)備集中布置。配有自動送鉆裝置。轉(zhuǎn)帖|辦| &類不：石油鉆井 添加到搜躲分享到i貼吧掃瞄(388)|評論⑴上一篇：陸上石油鉆機(jī)井電系統(tǒng)的操縱方式...下一篇：國內(nèi)石油鉆機(jī)開展現(xiàn)狀分析〔續(xù)〕研制出幾種新型鉆井泵.新型5缸鉆井泵北京龍基九天實(shí)業(yè)近年來開發(fā)出一種用于石油勘探開發(fā)的5缸1300型新結(jié)構(gòu)鉆井泵。該泵經(jīng)國家專利局檢索屬國內(nèi)外首創(chuàng)，已獲國家專利(專利號：ZL96212342.0)，并已申請18個國家的國際專利。專家認(rèn)為，該泵的研制成功將是取代國內(nèi)外油田傳統(tǒng)往復(fù)泵的換代產(chǎn)品，已被國家經(jīng)貿(mào)委列進(jìn)1999年國家重點(diǎn)技術(shù)創(chuàng)新工程，該泵與國內(nèi)外油田現(xiàn)用傳統(tǒng)3缸鉆井泵相比具有以下特點(diǎn)：(1)傳統(tǒng)3缸鉆井泵的動力端為曲曲折折曲曲折折折折柄連桿機(jī)構(gòu)，由于3個曲曲折折曲曲折折折折柄的相位差為120°，沖程間的間歇特別大，排出的鉆井液是3個正弦波疊加，鉆井液的液力脈動系數(shù)高達(dá)14%，致使設(shè)備震動大，零部件損壞快，輸送鉆井液的管線經(jīng)常震裂，被迫停工修理，而新結(jié)構(gòu)往復(fù)泵的動力端為歪盤一擺盤結(jié)構(gòu)，往掉了傳統(tǒng)的曲曲折折曲曲折折折折柄連桿機(jī)構(gòu)，并把3缸增加到5缸，且5缸為環(huán)形排列，旋轉(zhuǎn)一周排出的鉆井液是5個正弦波的疊加，鉆井液的液力脈動系數(shù)僅為2.5%，液流脈動率小，水力特性好，鉆井泵運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，震動特別小，在10MPa泵壓內(nèi)，壓力表指針幾乎不劫。(2)由于傳統(tǒng)3缸鉆井泵液流脈動率大，鉆井液水力能量的連續(xù)性差，提需求水力破巖的水馬力小，尤其在高壓噴射鉆井時，不能形成持續(xù)、穩(wěn)定的高壓液流，大大落低了水力破巖和攜帶巖屑的能力，從而礙事了鉆井速度。新結(jié)構(gòu)5缸鉆井泵水力能量連續(xù)性好，效能高，破巖作用和清洗井底巖屑能力強(qiáng)，能夠提高鉆井速度。⑶傳統(tǒng)3缸鉆井泵由于波峰大，固井時易出現(xiàn)水頭錐進(jìn)效應(yīng)，造成水泥漿錐進(jìn)串槽，嚴(yán)重礙事固井質(zhì)量，甚至破壞油井造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失；在采油注水時，由于波峰大出現(xiàn)錐進(jìn)現(xiàn)象后將大大落低原油采收率。而新結(jié)構(gòu)5缸鉆井泵由于液流脈動率小，用于固井時鉆井液串槽的可能性小，有利于提高固井質(zhì)量；用于采油時可大大提高原油的采收率和經(jīng)濟(jì)效益。(4)傳統(tǒng)3缸鉆井泵的動力端由因此曲曲折折曲曲折折折折柄連桿機(jī)構(gòu)，在運(yùn)轉(zhuǎn)中有上下死點(diǎn)，機(jī)械效率僅為70％左右，而且耗能大。新結(jié)構(gòu)5缸鉆井泵的動力端由于采納的是歪盤結(jié)構(gòu)，運(yùn)轉(zhuǎn)時歪盤爬行坡度為20°，沒有上下死點(diǎn)，泵和柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)省力，機(jī)械效率可達(dá)90％。(5)在泵功率相同的情況下，新結(jié)構(gòu)5缸鉆井泵的重量只有傳統(tǒng)3缸泵的1/2?2/3,并可在設(shè)計(jì)壓力25MPa下持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，而傳統(tǒng)3缸鉆井泵由于上述咨詢題只能在低于設(shè)計(jì)泵壓25MPa下運(yùn)轉(zhuǎn)(油田往往只能在18?20MPa的泵壓下工作)，故使用新結(jié)構(gòu)5缸銷井泵鉆井時鉆速比傳統(tǒng)3缸泵鉆井提高15%?20%,可大大縮短鉆井周期和落低鉆井本鈔票，這對條件惡劣的油田、沙漠和海上油田更是一大優(yōu)點(diǎn)。(6)由于新結(jié)構(gòu)鉆井泵比傳統(tǒng)的鉆井泵在相同功率下,體積小,重量輕,泵壓高,效率高,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),節(jié)約鋼材和能耗,更適合作為油田固井水泥車的固井泵,壓裂車的壓裂泵和采油注水泵,其開展前景可取代石油、化工、冶金、采礦、發(fā)電、印染等領(lǐng)域的傳統(tǒng)用泵。2．雙缸單作用液壓鉆井泵1994年，石油物探局機(jī)械廠與天津理工學(xué)院聯(lián)合研制出一種用于WT一50型鉆機(jī)的YNB—20型雙缸單作用液壓鉆井泵，該泵已成功地鉆了數(shù)十口井。其性能特點(diǎn)是：(1)泵功率14.7kW(20hp)。(2)與傳統(tǒng)曲曲折折曲曲折折折折柄連桿機(jī)構(gòu)3缸泵比照,加工零件減少30.63%；泵的重量落為59.23%；在相同出水壓力下流量提高50%；泵的本鈔票下落到54.7%。⑶液壓操縱系統(tǒng)(HRS)可使油缸能自動往復(fù)運(yùn)動，省往了電或機(jī)械操縱裝置,并能確保鉆井泵在野外長期可靠工作。在YNB—20型液壓鉆井泵的根底上，天津理工學(xué)院又研制了一種大功率雙缸單作用液壓鉆井泵，該泵的要緊性能參數(shù)是：最大缸套直徑200mm；沖程360mm；額定沖數(shù)54min—1；最大排量20.35L/min；最小壓力16MPa；最小排量9.97L/min；最大壓力33MPa；額定功率370kW(500hp)；液壓系統(tǒng)壓力250bar；液壓系統(tǒng)流量824L/min；油缸直徑160mm；鉆井泵重量小于3000kg。該泵的特點(diǎn)是：(1)兩只液缸垂直布置在豎立缸套同一軸線的正上方，各油缸活塞與缸套活塞共用一根活塞桿。(2)油缸活塞在液壓操縱系統(tǒng)(HRS)的操縱下作連續(xù)的勻速直線往復(fù)運(yùn)動。(3)兩個油缸的往復(fù)運(yùn)動交叉，并在換向時彼此提供流量補(bǔ)償，使兩個缸套排液的流量曲曲折折曲曲折折折折線合成一平直曲曲折折曲曲折折折折線。(4)與傳統(tǒng)曲曲折折曲曲折折折折柄連桿機(jī)構(gòu)的3缸鉆井泵比省往了空氣包。(5)兩只缸套的活塞桿腔由護(hù)罩連成一個連通空間，注以清水后可自動清洗缸套壁。(6)油缸工作時的支座反力通過立柱作用在泵頭體上，構(gòu)成一封閉力系，因此，免除了通常的泵體。(7)缸套用壓板固定在泵頭上，可迅速更換缸套活塞組件。(8)該泵依據(jù)不同情況需要可單臺工作，也能夠兩臺或3臺泵并聯(lián)而成更大功率的鉆井泵。假設(shè)兩臺泵并聯(lián)，那么泵的功率就變成1000hp，3臺泵并聯(lián)那么泵的功率就變成1500hp。3．高壓隔膜鉆井泵由上海大隆機(jī)器廠與鄭州輕金屬研究院聯(lián)合研制的3KMl5/20型高壓隔膜鉆井泵于1995年12月通過國家經(jīng)貿(mào)委、原機(jī)械部重大裝備司及有關(guān)科研院所專家的技術(shù)鑒定。認(rèn)為該泵技術(shù)先進(jìn)，設(shè)計(jì)可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，維修方便，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，在以固體顆粒的鉆井液為介質(zhì)的領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。該泵的研制成功，填補(bǔ)了我國隔膜鉆井泵的空白，其技術(shù)性能完全能夠替代進(jìn)口設(shè)備。四、對石油井架現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究北京石油勘探開發(fā)科學(xué)研究院機(jī)械所與石油大學(xué)(華東)于20世紀(jì)90年代初聯(lián)合對石油井架現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究，并在石油井架的動態(tài)設(shè)計(jì)法、可靠性設(shè)計(jì)法及非線性分析三個方面取得了重要成果。1．石油井架的動態(tài)設(shè)計(jì)法以模型井架為橋梁，并采納試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析和有限元分析相結(jié)合的石油井架動態(tài)設(shè)計(jì)原理和方法，適用于石油鉆機(jī)各種結(jié)構(gòu)型式的井架，對K型井架具有工程有用價值。該方法提出的前開口井架最正確動力計(jì)算模型（三維立體梁一杵混合元模型），不僅適用于JJ250/42-K型井架，而且還可應(yīng)用于各種鉤載級不的鉆機(jī)、修井機(jī)的前開口井架。該方法得出的JJ250/42-K型國產(chǎn)前開口井架動態(tài)優(yōu)化具體結(jié)構(gòu)修改方案和修改構(gòu)件的尺寸規(guī)格，可提高其動態(tài)性能。2．石油井架的可靠性設(shè)計(jì)法該方法得出的ZJ32鉆機(jī)最大工作載荷概率分布及統(tǒng)計(jì)參數(shù)，可用于ZJ32鉆機(jī)井架的可靠性設(shè)計(jì)，其分析方法適用于各鉤載級不的鉆機(jī)井架。另外，該方法提出的井架構(gòu)件截面可靠性設(shè)計(jì)與分析模式及井架構(gòu)件抗力的分析規(guī)律和統(tǒng)計(jì)參數(shù)以及開發(fā)的計(jì)算機(jī)軟件，為井架構(gòu)件截面可靠性分析與設(shè)計(jì)提供了較為科學(xué)的方法。3．石油井架的非線性分析該方法通過模型井架垂直靜載試驗(yàn)，測得應(yīng)力和位移隨載荷呈非線性變化。井架的非線性分析方法和開發(fā)的計(jì)算機(jī)程序可用于井架的非線性靜力、動力分析。該研究工程1995年10月通過了原中國石油天然氣總公司科技局組織的評審驗(yàn)收，與會專家認(rèn)為，石油井架現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的研究成果具有創(chuàng)新性，具有工程有用價值，可為我國石油機(jī)械科研、設(shè)計(jì)、制造單位鉆機(jī)、修井機(jī)的井架設(shè)計(jì)提供科學(xué)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。石油鉆機(jī)在鉆井過程中的振動在有些情況下特不強(qiáng)烈，這不僅礙事鉆井速度，縮短鉆機(jī)使用壽命，而且對操作人員的身心健康也會產(chǎn)生有害礙事。因此，研究鉆機(jī)結(jié)構(gòu)動態(tài)特性及其在鉆井過程中的動力反響，對鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)使用及鉆機(jī)減振改造是十分必要的。為此，大慶石油學(xué)院與大慶鉆井三公司共同開展了對在用ZJ-15型鉆機(jī)的動態(tài)特性及其在鉆井過程中的動力反響進(jìn)行了試驗(yàn)研究，以期了解ZJ-15型鉆機(jī)的動態(tài)特性，在鉆井過程中能否全開4擋，現(xiàn)有鉆機(jī)動力傳動系統(tǒng)配置是否合理，對現(xiàn)有鉆機(jī)如何進(jìn)行減小振動改造等咨詢題。他們首先采納模態(tài)分析技術(shù)來對鉆機(jī)的振動模態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)分析。石油鉆機(jī)是一個結(jié)構(gòu)特不復(fù)雜的系統(tǒng)，自由度無窮多，為了便于研究，必須對復(fù)雜的鉆機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行合理的簡化。在鉆機(jī)的各系統(tǒng)中只有循環(huán)系統(tǒng)和動力設(shè)備與鉆機(jī)主體是軟連接，其余的系統(tǒng)和部件那么是剛性連接并組成鉆機(jī)的主體。如