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钻机井架液压缓冲装置的研制

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成果主要完成人

于 洋、于 冰、高宗英、杜 辉、梁 斌、刘旭波、齐志民、贾东梅

项目概况

大庆钻探工程公司钻井一公司现在用ZJ25型钻机14台套,是当前公司中浅层开发井施工的主力钻机。目前这些ZJ25钻机由于设计、建造、投产时间较早,其结构设计和机构配置等方面存在许多不完善之处,特别是钻机井架起、放作业过程中,原缓冲装置(液动、和气动两种方式)存在着平稳性不足、操作复杂、可靠性差等缺点,主要表现为: 1、液动:起升井架时,应用液压缓冲装置的钻机,除司钻操作绞车外,在井架起升至与缓冲液缸接触时,需另外1人根据井架起升速度操作缓冲液压缸收回,容易因操作配合不好等原因,造成井架及缓冲装置的损坏,严重时会发生折井架事故。 2、气动:下放井架时,应用气动缓冲装置,会出现推力不足,需借助外力拖拽井架离开下放始点(一般使用拖拉机)。 所以,基于上述几点原因,有必要针对ZJ25钻机在起放井架作业过程中存在的缺点与不足,进行系统性改造,使该种钻机能够更安全、可靠的服务于钻井生产。 一.技术原理 井架缓冲装置在起升井架时起到缓冲作用,防止井架与人字架发生直接碰撞;在放井架时推动井架倾斜并离开下放始点,使井架在重力作用下自主倾斜下放,放井架时取消外力牵引操作。 二.技术方案及指标 井架缓冲装置: (1)装置由液压源、控制装置和执行机构组成; (2)设计采用双向作用控制装置和执行机构,执行机构既可以被压缩起到缓冲作用,也可以对外输出推力; (3)整套装置自动化程度高,在缓冲工作状态下,执行机构能够根据所承受压力自动调节回收速度,工作安全、可靠性高。 三.关键技术 为解决起井架作业时因两人配合不当而产生事故,本设计采用执行装置受压自动泄压的方式,并根据受压程度不同,又设计了可调速装置,使缓冲效果达到理想状态。 四.创新点 经改造后的ZJ25钻机,在井架起升时,无需专人与司钻配合操作井架缓冲装置,同时,取代了用拖拉机牵引的方式下放井架的步骤,提升了工作效率。 五.技术可行性分析 井架液压缓冲装置新型钻机上已普遍采用,并且经过多年的应用证明:此改造项目在技术上是完全可行的。 该产品投入使用后,简单易操作,使起井架作业实现了由原来高风险向低风险时代的转变,大幅提升了风险的可控性,有效保障了起井架作业的安全性,对装备资产和人员人身安全也起到了有效保护。 经济效益: 原缓冲装置起升井架时会产生很大的冲击,游钩容易与井架背梁产生撞击,使背梁开焊,严重时现场无法进行修补。据统计,每支钻井队每年需要对背梁进行修补或加固1-2次,每次修复需要2小时,如果现场无法进行修补的,需要机械厂专业焊工到现场进行补焊,每次费用大约2万元;且近年来也有数起折井架事故发生,据统计,一次事故的直接损失高达250万元以上; 社会效益: 1、新方案可以实现井架的安全起升,可彻底避免因操作不当产生的折井架事故,有效保障装备、人员的安全,间接产生了不可估量的效益; 2、同时该方案的实施可取代拖拉机牵引放井架,使放井架作业也更加安全、可靠、方便; 3、操作方法简单,更具人性化,有利于普及推广。