[ZJ20B7型钻机改造设计方案]锚固钻机动力头
摘 要:通过对在用ZJ20B7型钻机的分析,结合现场使用需要,研究并应用目前钻井装备比较成熟的经验和技术,,进行合理改造,提高了该类钻机的经济性、适用性和安全性,降低了操作者的劳动强度,在同类钻机的A改造上具有很好的参考价值。
关键词:钻机 改造 方案 应用
中图分类号:U22 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(c)-0100-01
根据ZJ20B7钻机使用的实际情况,多在浅井和中深井开发井较多,建井周期短、搬家频繁,要求钻机具有良好的移运性和适应性。原有的ZJ20B7型机械钻机采用单独驱动的方案,即钻机的主机由1台G12V190PZL-1柴油机通过万向轴和变速箱,来驱动绞车和转盘。独立机泵组由1台G12V190PZL-1柴油机驱动1台F-800钻井泵。存在着工作效率不高、动力匹配不合理、操作不方便、劳动强度大、安全性能差等弊端。改造后的ZJ20B7钻机采用两台G12V190PZL-1柴油机分别通过SWC 250DH型万向轴,经过Ⅰ、Ⅱ号联动机高速皮带并车,将两台柴油机的动力合并后,在将动力分成两路:一路通过二号联动机,皮带传动驱动一台F-1300泥浆泵;另一路通过一号联动机组,皮带爬台驱动钻机变速传动箱和转盘以及自动压风机。经改造整机在动力匹配上实现了2台柴油机功率互补、节约能源,柴油机可在最佳功率范围工作,克服了带泵柴油机过载和带转盘柴油机功率过剩的弊端,达到了节能目的,避免“大马拉小车”的状况,使整个钻机的整体性能得以提高。
1 钻机改造原则
(1)钻机改造制造依据“先进、可靠、安全、方便、经济”原则,达到或优于国内同类钻机水平。(2)钻机技术性能及参数符合SY/T5609-1999标准,主要配套部件符合API规范。(3)钻机性能应最大限度地满足钻井作业工艺要求。(4)钻机配套部件选型以国内可靠的、先进的、成熟的产品。(5)钻机整体性能符合HSE有关要求和规定。(6)钻机整体布局合理,能满足快速、安全的拆、迁、安要求,并具有检修、调整、运输方便等特点。
2 改造方案[1]
ZJ20B7钻机改造采用两台G12V190 PZL-1柴油机分别通过SWC250DH型万向轴,经过Ⅰ、Ⅱ号联动机高速皮带并车,将两台柴油机的动力合并,再将动力分成两路:一路通过二号联动机,皮带传动驱动一台F-1300泥浆泵;另一路通过一号联动机组,皮带爬台驱动钻机变速传动箱以及自动压风机。
改造后的钻机底座分为三部分:前台、中台、及后台。前台为钻机原来安装绞车、司钻控制台、转盘及井架和人字架部分;中台安装变速箱传动装置及自动压风机(局部改造);后台为新制造,安装Ⅰ、Ⅱ号皮带并车机组及柴油机,爬台方式在Ⅰ号联机组内直接用皮带上台。安装、运输方便,不需要每次安装找正。
3 改造过程
(1)将原钻机上船从柴油机前部切断,用槽钢补齐,增加栏杆及梯子。(2)将原柴油机下部底座支架去掉,制作新的后台上船(2件)横向安装,后台上船的安装方式与更换的支架相同(确保整拖高度空间尺寸)。(3)制作新的左右下船,将原钻机左右下船后部的船翘部分用气焊切掉,焊接新的连接耳座与新制作的左右下船相连。新制作的左右下船上部安装连一件后台上船,连接方式与前一个相同(确保整拖高度空间尺寸)。(4)在两个新制作的上船上布局T型糟,安装Ⅰ、Ⅰ号并车机组,布局张.紧装置及压紧装制。(5)考虑到提升井架后台的配重情况,在后台并车台面与变速箱底座之间安装斜拉杆数量4个。(6)考虑到整拖后泥浆泵同样前移,造成泵上浆困难。增加一个25m3的上浆罐,上浆罐台面上布局一个搅拌器。将泥浆用砂泵输送到上浆罐内。该罐体底座结构拖翘式,前部用销轴耳座与泥浆泵整拖底座相连,随泥浆泵整拖同时前移。罐的出浆口高度大于泥浆泵吸入口高度(约300mm)。(7)泥浆泵增加整拖底座。(8)在后台增加小控制台,控制方式与前台控制箱气路串连。前后台可以独立控制。钻台控制台新制作。(9)由于井队现场条件较差,为减少现场工作量,确保产品质量及外观质量的可靠。要求将后台底座左右上船及飘台栏杆、后支架、左右后下船及连接销轴、柴油机万向轴部件运输到改造厂家进行改造。
4 现场使用情况
改造完成后,投入使用,在施工中根据现场的实际工作优化使用设备,在满足生产的条件下对施工的各井上部井段,钻进时使用一台柴油机同时驱动传动系统和钻井液循环系统,避免出现“大马拉小车”的状况,造成油料的浪费。各井下部井段以及特殊井段时再同时使用两台柴油机,这样节能效果十分明显。自改造完成投入作业以来,共施工完成30口井,钻井进尺近约65000m。尤其在2009年井队使用该钻机16开15完,累计进尺33223m,平均钻井周期9.94天,平均机械效率每小时21.03m,该井队成为华北局钻井队伍平均钻井周期、进尺最多的钻井队。该钻机各项性能指标均发挥正常,可以满足现代钻井工艺的要求。
5 结语
钻机的设计方案应结合实际作业环境和作业工况,不断向作业环境适应能力强、数字化、信息化、智能化方向发展。钻机整体设计在符合HSE和节能要求的前提下,还应紧跟钻机装备发展趋势,不断改进和发展,尤其在减少搬迁车次及快速安装方面。应不断提高钻机的装备水平和参与市场竞争的实力,使之适应现代钻井大提速的需要。
经过改造后的ZJ20B7型钻机动力配置增加,油耗降低,具有较好经济性。钻机搬迁快速、车次少,安装、找正快捷方便,节约了时间,便于维修和管理,改造成本低,易于实现。在该类机械钻机性能提升中具有很好的参考价值。
参考文献
[1] 陆勤,蔡全,颜刚,等.ZJ70L型钻机动力系统技术改造方案[J].石油矿场机械,2011,40(11):77～80.