中國(guó)石油鉆機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀分析

1、 HYPERLINK /zxtpp o zxtpp的空間 /zxtpp 小樓一夜聽春雨 HYPERLINK /zxtpp 主頁(yè) HYPERLINK /zxtpp/blog 博客 HYPERLINK /zxtpp/album 相相冊(cè)| HYPERLINK /zxtpp/profile 個(gè)人檔檔案 | HYPERLINK /zxtpp/friends 好友 查看文章國(guó)內(nèi)石油鉆鉆機(jī)發(fā)展展現(xiàn)狀分分析2007年年07月月16日日 星期期一 009:55220 世紀(jì)紀(jì)90年年代以來來，我國(guó)國(guó)生產(chǎn)石石油鉆機(jī)機(jī)的主要要企業(yè)蘭蘭州石油油化工機(jī)機(jī)器總廠廠、寶雞雞石油機(jī)機(jī)械廠及及蘭州石石油機(jī)械械研究所所、大慶慶鉆井

2、二二公司、江江漢第四四石油機(jī)機(jī)械廠等等單位， 根據(jù)油油田的要要求和境境外石油油勘探開開發(fā)的需需要及119955年，原原中國(guó)石石油天然然氣總公公司勝利利油田石石油鉆機(jī)機(jī)方案定定型會(huì)議議關(guān)于我我國(guó)20000mm及以下下級(jí)別鉆鉆機(jī)，要要大力提提 高輕輕便性和和移運(yùn)性性，30000mm及以下下級(jí)別鉆鉆機(jī)，發(fā)發(fā)展機(jī)械械驅(qū)動(dòng)鉆鉆機(jī)為主主，45500mm級(jí)別鉆鉆機(jī)，發(fā)發(fā)展電驅(qū)驅(qū)動(dòng)和機(jī)機(jī)械驅(qū)動(dòng)動(dòng)兩種型型式的鉆鉆機(jī)，660000m及以以上級(jí)別別的 鉆鉆機(jī)，發(fā)發(fā)展電驅(qū)驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)機(jī)為主的的意見，先先后研制制出各種種型式的的石油鉆鉆機(jī)約225個(gè)品品種。其其中ZJJ20(25)JD型型、ZJJ20JJ型、ZZJ322J型

3、(正車減減速器傳傳動(dòng) 型型)和ZZJ600L型鉆鉆機(jī)已在在19993年中中國(guó)石油油設(shè)備協(xié)協(xié)會(huì)鉆采采機(jī)械專專業(yè)委員員會(huì)組織織的國(guó)內(nèi)內(nèi)外技術(shù)術(shù)發(fā)展水水平跟蹤蹤與分析析“石油油鉆采設(shè)設(shè)備”中中進(jìn)行了了全面介介紹，本本書只 介紹上上述4種種型式鉆鉆機(jī)以外外的各種種石油鉆鉆機(jī)的型型式與基基本參數(shù)數(shù)和性能能特點(diǎn)。220世紀(jì)紀(jì)90年年代我國(guó)國(guó)新研制制的石油油鉆機(jī)。1ZJl0B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) 采用液力傳動(dòng)方式，無級(jí)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

4、較大提高；為適應(yīng)快速搬遷的要求，傳動(dòng)部分分為兩大塊，轉(zhuǎn)盤、絞 車、變速箱為個(gè)運(yùn)輸單元；液力變矩器和柴油機(jī)為一個(gè)運(yùn)輸單元，搬遷費(fèi)用少，鉆井成本低。2ZJl5X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(guó)家級(jí)火炬計(jì)劃項(xiàng)目和重點(diǎn)新產(chǎn)品，是我國(guó)研制的第一臺(tái)斜井鉆機(jī)，同年通過原中國(guó)石油天然氣總公司組織的技術(shù)鑒 定。與會(huì)專家認(rèn)為ZJ15X斜井鉆機(jī)的研制成功填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，達(dá)到20世紀(jì)80年代同類鉆機(jī)的國(guó)際先進(jìn)水平。該鉆機(jī)為車載式，具有良好的移動(dòng)性，可鉆與 水平成4590的斜直井，又是打淺層水平井的理想裝備。該鉆機(jī)采用了液壓控制的機(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

5、動(dòng)卡瓦和液壓頂部驅(qū)動(dòng)等多項(xiàng)80年代國(guó)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(jí)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)。3ZJll5型石石油鉆機(jī)機(jī)該該鉆機(jī)是是一種車車裝設(shè)備備，又稱稱ZJll5型鉆鉆機(jī)車，是是江漢第第四石油油機(jī)械廠廠19996年在在系列修修井機(jī)的的基礎(chǔ)上上，根據(jù)據(jù)油田用用戶的要要求研制制而成的的。19997年年獲國(guó)家家經(jīng)貿(mào)委委頒發(fā)的的國(guó)家級(jí)級(jí)新產(chǎn)品品證書。該鉆機(jī)主要由108自走底盤車、角傳動(dòng)箱、絞車及其剎車系統(tǒng)、剎車?yán)鋮s裝置、型兩節(jié)伸縮式井架及45游動(dòng)系統(tǒng)、死繩固定器及壓力傳感指重裝置、 轉(zhuǎn)盤傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓絞車、鉆臺(tái)、氣動(dòng)卡瓦及

6、司鉆控制的液氣路、電路系統(tǒng)等組成。具有整車布置合理，傳動(dòng)平穩(wěn)，動(dòng)力性好，移運(yùn)靈活和起下鉆速度快等特點(diǎn)，該 車還采用了轉(zhuǎn)盤防反轉(zhuǎn)國(guó)家專利技術(shù)，整機(jī)性能處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，是1500m井深鉆井作業(yè)的理想設(shè)備。4ZJ20B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(dòng)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(dòng)于一體，傳動(dòng)柔合，實(shí)現(xiàn)了無級(jí)調(diào)速，可根據(jù)外界載荷自動(dòng)調(diào)速，并具有手動(dòng)、微動(dòng)控制功能，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(dòng)功能 和變加速的特點(diǎn)。鉆機(jī)起動(dòng)平穩(wěn)、工作可靠。ZJ20B型鉆機(jī)1996年通過中國(guó)石油天然氣總公

7、司技術(shù)鑒定。與會(huì)專家一致認(rèn)為，該種傳動(dòng)型式在鉆機(jī)上屬首次采用，達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。5ZJ 20DY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(dòng)鉆機(jī)。主機(jī)采用大功率交流電動(dòng)機(jī)與多循環(huán)圓液力傳動(dòng)變速箱聯(lián)組驅(qū)動(dòng)型式，電力特性與液力特性 匹配合理，實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。絞車剎車裝置采用全液壓盤式剎車，鉆井泵采用柴油機(jī)加液力變矩器的驅(qū)動(dòng)型式。配備了井口機(jī)械化工具，采用了鉆井參數(shù)數(shù)顯技術(shù)。該 鉆機(jī)節(jié)約能源，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，鉆井效率高，可適應(yīng)先進(jìn)鉆井工藝的要求。6GWM1000型石油鉆機(jī)該鉆機(jī)是寶雞石油機(jī)械廠與中油長(zhǎng)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)。采用模塊化設(shè)計(jì)。主機(jī)分為

8、前后兩大模塊，分別裝有重載沙 漠輪胎，脫開前后兩塊，即可用牽引車拖動(dòng)行駛，整體移運(yùn)性好。K型伸縮式井架采用低位安裝，井架整體采用液缸起升，上段采用鋼絲繩伸縮；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)還采用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)。GWM1000 型鉆機(jī)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，1999年8月通過了出廠驗(yàn)收。7ZJ32J改型石油鉆機(jī)1996年年，蘭州州石油化化工機(jī)器器總廠根根據(jù)勝利利油田石石油鉆機(jī)機(jī)方案定定型會(huì)議議的意見見，對(duì)原原開發(fā)的的窄V帶帶32000m鉆鉆機(jī)進(jìn)行行了改型型。改型型后：原原鉆機(jī)的的鉆臺(tái)升升 高；絞車從從鉆臺(tái)上上降

9、低到到后臺(tái)的的底座上上；提高高了柴油油機(jī)的使使用轉(zhuǎn)速速和功率率；增加加了可使使鉆井泵泵正轉(zhuǎn)的的正車減減速箱；在配套套方面更更加靈活活多樣。改型后鉆機(jī)的主要特點(diǎn)是：(1)鉆臺(tái)由原來的45m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。(2)絞車從鉆臺(tái)改在后臺(tái)lm高的底座上，吊裝安全；動(dòng)力爬臺(tái)采用萬向軸，安裝找正方便。(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(dòng)力輸入可選萬向軸或鏈條傳動(dòng)。(4)貓頭絞車與轉(zhuǎn)盤變速裝置采用萬向軸連接，是否配備貓頭絞車可由用戶自選，且不影響轉(zhuǎn)盤變速。(5)提高了柴油機(jī)使用轉(zhuǎn)速和功率；動(dòng)力通過正車減速箱輸出，使泵正轉(zhuǎn)。(6)傳動(dòng)并車后效率更高，鉆

10、井泵能獲得更多功率。(7)轉(zhuǎn)盤傳動(dòng)裝置埋于鉆臺(tái)平面以下，可使井口操作范圍大和平坦安全。8ZJ32L型石油鉆機(jī)ZJ32L型石油鉆機(jī)，20世紀(jì)90年代以來我國(guó)共研制出3種。1)ZJ32一SLl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管理局共同研制成功的，其主要特點(diǎn)是：(1)鉆臺(tái)高4.5m，機(jī)房底座高0.5m，絞車不上臺(tái)，安放在lm高的井架底座上。(2)3臺(tái)柴油機(jī)采用窄V聯(lián)組皮帶并車，重心低，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。(3)采用液壓盤式剎車。從數(shù)口深度超過3200m的鉆井實(shí)踐證明，液壓盤式剎車安全可靠，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(duì)超過3200m深的井，剎車優(yōu)點(diǎn)更為突出

11、。勝利油田32179隊(duì)在鉆完4口井后檢查，剎車盤磨損量很小，剎車塊仍可繼續(xù)使用。(4)絞車為3軸密閉絞車，低位安裝。由于采用了液壓盤式剎車，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(dòng)強(qiáng)度。(5)取消了貓頭軸，井口操作全部機(jī)械化，減輕了鉆井工人繁重的體力勞動(dòng)，保證了井口作業(yè)安全可靠。(6)從傳動(dòng)機(jī)組到絞車的傳動(dòng)鏈條，由獨(dú)立的上臺(tái)傳動(dòng)裝置和兩根萬向軸代替，傳動(dòng)轉(zhuǎn)盤的鏈條由轉(zhuǎn)盤角傳動(dòng)箱和萬向軸完成，故減少了搬家和安裝鏈條拆裝的麻煩。(7)井架為型前開門結(jié)構(gòu)，水平安裝，整體提升，四腿著地，無繃?yán)K。(8)與大大慶一1330型和和ZJ

12、445J型型鉆機(jī)相相比，柴柴油機(jī)及及傳動(dòng)機(jī)機(jī)組調(diào)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)1800安裝裝，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了鉆井井泵正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。該鉆鉆機(jī)申報(bào)報(bào)了6項(xiàng)項(xiàng)國(guó)家專專利， 它們分分別是：石油油鉆機(jī)上上臺(tái)傳動(dòng)動(dòng)裝置（專專利號(hào)：9422412237.0）、石石油鉆機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)盤傳傳劫裝置置（專專利號(hào)：9422412236.2）、剖剖分式徑徑向氣胎胎 離合合器（專專利號(hào)：9522335587.5）、石石油鉆機(jī)機(jī)絞車爬爬臺(tái)角度度調(diào)節(jié)裝裝置（專專利號(hào)：95223466230）、石石油鉆機(jī)機(jī)井架人人字架 (專利號(hào)號(hào)：955234462222)、石石油鉆機(jī)機(jī)井架調(diào)調(diào)節(jié)裝置置（專專利號(hào)：95223466214)。2)ZJ32L(寶)型鉆機(jī)該鉆機(jī)是寶雞石油機(jī)械

13、廠1996年完成的國(guó)家級(jí)火炬計(jì)劃項(xiàng)目和重點(diǎn)新產(chǎn)品，是一種新型液力傳動(dòng)鏈條并車鉆機(jī)，同年通過原中國(guó)石油天然氣總公司技術(shù)鑒 定。與會(huì)專家認(rèn)為，該鉆機(jī)在傳動(dòng)方案與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面有創(chuàng)新，達(dá)到國(guó)外90年代初同類鉆機(jī)的先進(jìn)水平，填補(bǔ)了國(guó)產(chǎn)3200m液力傳動(dòng)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(guó)家專利(專利號(hào)為：ZL93208592X)。該鉆機(jī)的主要特點(diǎn)是：(1)鉆機(jī)采用模塊化的總體結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)由動(dòng)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(dòng)箱、鉆井泵和轉(zhuǎn)盤等10大模塊組成。(2)各模塊間采用萬向軸連接并傳遞動(dòng)力。(3)動(dòng)力機(jī)組與液力變矩器匹配合理，起動(dòng)平穩(wěn)，傳

14、動(dòng)柔和；對(duì)柴油機(jī)有過載保護(hù)作用。3)ZJ32L(蘭)型鉆機(jī)該鉆機(jī)是蘭州石油化工機(jī)器總廠1997年研制成功的一種3200m中深井機(jī)械驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)。用114mm鉆桿井深可達(dá)4000m。鉆機(jī)的主要技術(shù)性能特點(diǎn)是：(1)鉆臺(tái)高6m，安裝井口防噴器空間大，提高了鉆井的安全性。(2)絞車位于后臺(tái)1.1m高度的底座上，低位吊裝方便安全。(3)絞車采用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(dòng)，節(jié)約搬家時(shí)間。(5)柴油機(jī)、并車傳動(dòng)、絞車、貓頭絞車裝置、轉(zhuǎn)盤、鉆井泵等機(jī)組間采用萬向軸聯(lián)結(jié)，安裝找正方便。 (6)可提供萬向軸和聯(lián)組窄V帶兩種方式驅(qū)動(dòng)鉆井泵，用戶可根

15、據(jù)需要任選。 (7)在鉆臺(tái)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(dòng)石油鉆機(jī)交流變頻電驅(qū)動(dòng)石油鉆機(jī)的出現(xiàn)及其明顯的優(yōu)越性能，引起了國(guó)內(nèi)外石油界的廣泛關(guān)注。90年代以來，我國(guó)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(dòng)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(duì)ZJ20鉆機(jī)的絞車、轉(zhuǎn)盤、鉆井泵、 80t修井機(jī)和電動(dòng)潛油泵進(jìn)行了變頻改造與交流變頻電驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)。在上述實(shí)踐的基礎(chǔ)上我國(guó)先后研制成功下述3種機(jī)型的交流變頻電驅(qū)動(dòng)石油鉆機(jī)。1)ZZJl55D型石石油鉆機(jī)機(jī)該該鉆機(jī)是是大慶鉆鉆井二公公司19998年年研制

16、成成功的一一種交流流變頻電電驅(qū)動(dòng)石石油鉆機(jī)機(jī)。由于于采用了了先進(jìn)的的交流變變頻技術(shù)術(shù)，鉆機(jī)機(jī)實(shí)現(xiàn)了了兩擋無無級(jí)調(diào)速速，克服服了直流流電驅(qū)動(dòng)動(dòng) 鉆機(jī)機(jī)電刷易易磨損和和維 護(hù)護(hù)困難的的缺點(diǎn)，提提高了鉆鉆井作業(yè)業(yè)的自動(dòng)動(dòng)化水平平；改善善了司鉆鉆的工作作條件，鉆鉆臺(tái)上設(shè)設(shè)置了司司鉆房，取取消了剎剎把，采采用了液液壓控制制；井口口配備了了小型機(jī)機(jī)械化工工具，減減輕了 工人的的勞動(dòng)強(qiáng)強(qiáng)度，提提高了鉆鉆井作業(yè)業(yè)的安全全性，該該鉆機(jī)投投入使用用以來已已鉆井220多口口，平均均井深111000m，大大大縮短短了鉆井井周期。22)ZJJl5DDB型石石油鉆機(jī)機(jī)該該鉆機(jī)是是寶雞石石油機(jī)械械廠19998年年研制生生產(chǎn)

17、的我我國(guó)第一一臺(tái)淺井井?dāng)?shù)控交交流變頻頻鉆機(jī)。鉆鉆機(jī)采用用交流變變頻裝置置控制電電動(dòng)機(jī)實(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆鉆機(jī)的驅(qū)驅(qū)動(dòng)；采采用了西西門子的的矢量 控制系系統(tǒng)和4400kkW的變變頻電動(dòng)動(dòng)機(jī)，頻頻率范圍圍為084HHz；電電動(dòng)機(jī)輸輸出動(dòng)力力經(jīng)變速速箱后一一路通過過鏈條傳傳動(dòng)和氣氣胎離合合器驅(qū)動(dòng)動(dòng)絞車，另另一路通通過轉(zhuǎn)盤盤過橋軸軸及萬 向軸驅(qū)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤盤。ZJJl5DDB鉆機(jī)機(jī)實(shí)現(xiàn)了了恒功率率無級(jí)調(diào)調(diào)速和編編程控制制，還能能將下鉆鉆過程中中的勢(shì)能能反送到到電網(wǎng)，節(jié)節(jié)約能源源，并取取代電磁磁渦流剎剎車和水水剎車，底底座采用用塊裝整整拖結(jié)構(gòu)構(gòu)，搬遷遷快，安安裝方便便。3)ZZJ40022250DDB石油油鉆機(jī)該鉆鉆

18、機(jī)是蘭蘭州石油油化工機(jī)機(jī)器總廠廠、遼河河油田、北北京東昱昱電器公公司等單單位于119999年8月月共同研研制成功功的我國(guó)國(guó)第一臺(tái)臺(tái)中深井井交流變變頻調(diào)速速電驅(qū)動(dòng)動(dòng)石油鉆鉆機(jī)。該該鉆機(jī)與與機(jī)械驅(qū)驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)機(jī)和ACCSCCR113(33鉆機(jī)相相比具有有以下特特點(diǎn)：(11)該鉆鉆機(jī)采用用交流變變頻數(shù)字字化電傳傳動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)，功率率因數(shù)高高，變頻頻范圍寬寬，過載載能力大大。(2)調(diào)速精精度高，在在基頻以以上可恒恒功率無無級(jí)調(diào)速速，在基基頻以下下可恒扭扭矩?zé)o級(jí)級(jí)調(diào)速，能能更好地地滿足起起下鉆和和鉆井工工藝的需需要。(33)所用用交流變變頻電動(dòng)動(dòng)機(jī)沒有有碳刷換換向器，運(yùn)運(yùn)行時(shí)無無電火花花，不需需制成防防爆型，對(duì)

19、對(duì)高壓油油氣井和和欠平衡衡鉆井更更安全可可靠，且且維護(hù)費(fèi)費(fèi)用低，容容易操作作管理。(4)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速和扭矩易于控制，能有效地提高鉆井質(zhì)量，減少井下事故，保護(hù)鉆具。(5)采用數(shù)字控制技術(shù)，可靠性高，自診斷和保護(hù)功能強(qiáng)，維修方便，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。(6)電傳動(dòng)系統(tǒng)配置3臺(tái)主發(fā)電機(jī)組(自動(dòng)并網(wǎng))和一臺(tái)不并網(wǎng)的輔助發(fā)電機(jī)組，當(dāng)搬家到新井位時(shí)，輔助發(fā)電機(jī)組提前到達(dá)新井場(chǎng)，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(tái)變頻調(diào)速控制柜，利用一拖一方式，分別驅(qū)動(dòng)和控制絞車(轉(zhuǎn)盤)及兩臺(tái)鉆井泵，其中一臺(tái)鉆井泵控制柜可切換到驅(qū)動(dòng)絞車的任一臺(tái)電 動(dòng)機(jī)，提高了系統(tǒng)的可靠性；變頻系統(tǒng)采用數(shù)字控制、微機(jī)控制、微機(jī)監(jiān)控

20、，并設(shè)有聲光信號(hào)、控制信號(hào)、運(yùn)行菜單及各種故障顯示。 (8)馬馬達(dá)控制制中心對(duì)對(duì)交流母母線的電電力進(jìn)行行分配，實(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)所所有交流流電動(dòng)機(jī)機(jī)(主機(jī)機(jī)的除外外)、照照明系統(tǒng)統(tǒng)、生活活設(shè)施及及其他交交流用電電設(shè)備的的控制。(9)供供氣系統(tǒng)統(tǒng)采用螺螺桿壓縮縮機(jī)，冷冷凍式干干燥器，并并設(shè)有氣氣電自動(dòng)動(dòng)控制裝裝置，可可使壓縮縮機(jī)自動(dòng)動(dòng)啟停。供供油系統(tǒng)統(tǒng)采用過過濾密閉閉輸送。(10)所有電纜、管匯采用模塊化設(shè)計(jì)，電纜、油、氣、水、蒸汽等管線均鋪裝在成組的管線槽內(nèi)，搬家時(shí)只需拆開槽間軟管接頭，即可模塊化運(yùn)輸。(11)鉆臺(tái)和電纜鋪設(shè)設(shè)計(jì)，可滿足縱向打叢式井的要求。(12)采用雙升式底座，可實(shí)現(xiàn)井架及臺(tái)面設(shè)備低位

21、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)絞車采用的是開槽滾筒，可改善纏繩性能，延長(zhǎng)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(zhǎng)剎車輪輞的使用壽命。(15)1鉆機(jī)包括主機(jī)、動(dòng)力機(jī)組、變頻系統(tǒng)、馬達(dá)控制中心、油氣水裝置與管匯、鉆臺(tái)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(dòng)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規(guī)范設(shè)計(jì)，并打有API會(huì)標(biāo)。故整臺(tái)鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化程度高，可滿足國(guó)內(nèi)外石油勘探開發(fā)的需要。

22、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(píng)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(tái)鉆機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)良好，運(yùn)行可靠，維修簡(jiǎn)單，修理停鉆時(shí)間為零，沒有出現(xiàn)停機(jī)和整改，受到油田用戶的歡迎和高度評(píng) 價(jià)。2000年4月4日4月5日，國(guó)家機(jī)械局和中國(guó)石油天然氣集團(tuán)技術(shù)服務(wù)有限責(zé)任公司，在遼河油田共同對(duì)ZJ402250DB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(guó)4000m交流交頻調(diào)速石油鉆機(jī)的空白，鉆機(jī)主機(jī)性能達(dá)到90年代國(guó)際同類產(chǎn)品水平。鑒定會(huì)一致同意通過鑒定和正式投入 生產(chǎn)。具有世界先進(jìn)水平的ZJ

23、402250DB交流變頻調(diào)速電驅(qū)動(dòng)石油鉆機(jī)的研制成功，代表我國(guó)石油機(jī)械工業(yè)的技術(shù)水平又上了一個(gè)新臺(tái)階。隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和高性能、大功率變頻調(diào)速裝置的研制成功，ACGTOAC石油鉆機(jī)將會(huì)逐漸取代機(jī)械驅(qū)動(dòng)和直流電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)，并成為石油鉆機(jī)的發(fā)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(dòng)的鉆機(jī)，絞車布置在后臺(tái)1.1m高的底座上，采用氣胎離合器換擋。其他特點(diǎn)與ZJ32L型石油鉆機(jī)相同。11ZJ50D型石油鉆機(jī)該型鉆機(jī)有以下兩種型號(hào)：(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(dòng)(ACSDR

24、DC)鉆機(jī)。已為油田生產(chǎn)數(shù)臺(tái)，鉆機(jī)的電系統(tǒng)可根據(jù)用戶的意見配套， 柴油發(fā)電機(jī)組、SCR系統(tǒng)、MCC(馬達(dá)控制中心)、直流電動(dòng)機(jī)等設(shè)備可配國(guó)內(nèi)的，也可配國(guó)外的。已生產(chǎn)的數(shù)臺(tái)ACSCRDC鉆機(jī)中的SCR和 MCC，國(guó)內(nèi)，主要是天水電氣傳動(dòng)研究所和西安儀表廠生產(chǎn)的；國(guó)外，多為美國(guó)ROSSHILL公司的，個(gè)別也有美國(guó)鮑威爾公司生產(chǎn)的。直流電動(dòng)機(jī)，國(guó)內(nèi)主 要是蘭州電機(jī)廠和山西永濟(jì)電機(jī)廠生產(chǎn)的，國(guó)外均為美國(guó)GE公司的產(chǎn)品。該鉆機(jī)電傳動(dòng)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(chǔ)氣罐總?cè)萘?m3；柴油罐總?cè)萘?885m3；三油品機(jī)

25、油罐容量10m3；工業(yè)用水|罐總 容量70100m3；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ACSCRIX；直流電驅(qū)動(dòng)石油鉆機(jī)。采用柴油發(fā)電機(jī)組和串勵(lì) 直流電動(dòng)機(jī)一對(duì)二控制方式；井架、底座和絞車均低位安裝，用絞車動(dòng)力分步起升；絞車為內(nèi)變速并采用開槽滾筒和風(fēng)冷式電磁渦流剎車；整臺(tái)鉆機(jī)可模塊化運(yùn)輸， 移運(yùn)、安裝方便；鉆臺(tái)為雙升式起升，臺(tái)面平整開闊，操作安全。該鉆機(jī)1998年通過原石油天然氣總公司出廠驗(yàn)收。12.ZJ60DS型石油鉆機(jī)該鉆機(jī)是我國(guó)繼ZJ60L型沙漠邊緣油田用6000m機(jī)械式深井鉆機(jī)之后，又一

26、臺(tái)為新疆塔克拉瑪干沙漠油田研制的6000m電驅(qū)動(dòng)石油鉆機(jī)，是我國(guó) “八五”期間國(guó)家重大裝備科技攻關(guān)項(xiàng)目，由蘭州石油化工機(jī)器總廠、天水電氣傳動(dòng)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(dòng)力采用5臺(tái)美國(guó)卡特皮勒D399柴油機(jī)，帶動(dòng)5臺(tái)交流發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)，經(jīng)可控硅整流，供6臺(tái)主電動(dòng)機(jī)使用，其中，4臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)2臺(tái)鉆 井泵，2臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)絞車和轉(zhuǎn)盤，同時(shí)向交流輔機(jī)、生活用電及井場(chǎng)照明供電。電控系統(tǒng)采用模擬控制加微機(jī)實(shí)現(xiàn)事故診斷、報(bào)警保護(hù)、顯示和記憶。電路設(shè)計(jì)成 模塊化并具備自診斷能力，便于故障判斷和迅速插拔更換，以保障停機(jī)率在0.1以內(nèi)。該鉆機(jī)199419

27、96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(guó)家正式鑒定。與會(huì)專家認(rèn)為，ZJ60DS電驅(qū)動(dòng)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(jí)的沙暴和沙漠腹地205公里移運(yùn)顛簸的考驗(yàn)，整臺(tái)鉆機(jī)性能良好，運(yùn)行可靠，鉆井時(shí)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(tái)鉆機(jī)操作方便，維修簡(jiǎn)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(píng)。鑒定認(rèn)為，該鉆機(jī)的研制成功，標(biāo)志著我國(guó)石油鉆機(jī)的設(shè)計(jì)、制 造和使用水平上了一個(gè)新臺(tái)階，取得了新突破，填補(bǔ)了

28、我國(guó)沙漠深井石油鉆機(jī)的空白，總體上達(dá)到了90年代初的國(guó)際先進(jìn)水平。 13.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)器總廠根據(jù)油田和到國(guó)外承包鉆井的需要于1998年在ZJ60DS石油鉆機(jī)的基礎(chǔ)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、基本參數(shù)及承載能力與ZJ60DS鉆機(jī)相同，但在動(dòng)力系統(tǒng)方面，絕 大多數(shù)采用了卡特皮勒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。其主要性能參數(shù)除表18中所列之外，在電傳動(dòng)系統(tǒng)方面主發(fā)電機(jī) 的頻率為50Hz，電壓為

29、600V；輔發(fā)電機(jī)組的頻率為50Hz，電壓為400V；直流電動(dòng)機(jī)的電壓為0750V。另外，在鉆井液、儲(chǔ)氣、柴油及工業(yè)的 用水方面，泥漿罐的總?cè)萘繛?20m3；儲(chǔ)氣罐的總?cè)萘繛?m3；柴油罐的總?cè)萘繛?8 m3；絞車強(qiáng)冷水罐的容量為50 m3；工業(yè)用水罐的總?cè)萘繛?0 m3。(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(guó)石油集團(tuán)系統(tǒng)有關(guān)單位于1999年共同研制成功的7000mACSCRDC電驅(qū)動(dòng)石油鉆機(jī)。其主要特點(diǎn) 是采用一對(duì)二控制方式，雙升式整體起升鉆臺(tái)，井架和臺(tái)面設(shè)備低位安裝，翻轉(zhuǎn)式下沉轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)箱，內(nèi)變速絞車，開槽滾筒和風(fēng)冷式電磁渦流剎車。固控系統(tǒng)和鉆井 液凈化設(shè)備集中布

30、置。配有自動(dòng)送鉆裝置。 HYPERLINK /zxtpp/blog/category/%CA%AF%D3%CD%D7%EA%BE%AE o 查看該分類中所有文章 類別：石油油鉆井 | | HYPERLINK /do/add o 將此文章添加到百度搜藏 添加加到搜藏藏 | HYPERLINK /zxtpp/blog/item/632833d8f882d73733fa1c85.html o 將此文章分享到i貼吧 分享到到i貼吧吧 | 瀏覽(3888) | HYPERLINK /zxtpp/blog/item/632833d8f882d73733fa1c85.html#send l send 評(píng)論論

31、(11) 上一篇： HYPERLINK /zxtpp/blog/item/7b00580edb41b1c87bcbe1bc.html o 陸上石油鉆機(jī)井電系統(tǒng)的控制方式及發(fā)展趨勢(shì) 陸陸上石油油鉆機(jī)井井電系統(tǒng)統(tǒng)的控制制方式.下一篇篇： HYPERLINK /zxtpp/blog/item/133d1029033486fc99250a82.html o 國(guó)內(nèi)石油鉆機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀分析（續(xù)） 國(guó)內(nèi)內(nèi)石油鉆鉆機(jī)發(fā)展展現(xiàn)狀分分析（續(xù)續(xù)）研制出幾幾種新型型鉆井泵泵11新型型5缸鉆鉆井泵北京京龍基九九天實(shí)業(yè)業(yè)有限公公司近年年來開發(fā)發(fā)出一種種用于石石油勘探探開發(fā)的的5缸113000型新結(jié)結(jié)構(gòu)鉆井井泵。該該泵經(jīng)國(guó)國(guó)家

32、專利利局檢索索屬國(guó)內(nèi)內(nèi)外首創(chuàng)創(chuàng)，已獲獲國(guó)家專專利(專專利 號(hào)號(hào)：ZLL9622123342.0)，并并已申請(qǐng)請(qǐng)18個(gè)個(gè)國(guó)家的的國(guó)際專專利。專專家認(rèn)為為，該泵泵的研制制成功將將是取代代國(guó)內(nèi)外外油田傳傳統(tǒng)往復(fù)復(fù)泵的換換代產(chǎn)品品，已被被國(guó)家經(jīng)經(jīng)貿(mào)委列列入 119999年國(guó)家家重點(diǎn)技技術(shù)創(chuàng)新新項(xiàng)目，該該泵與國(guó)國(guó)內(nèi)外油油田現(xiàn)用用傳統(tǒng)33缸鉆井井泵相比比具有以以下特點(diǎn)點(diǎn)：(11)傳統(tǒng)統(tǒng)3缸鉆鉆井泵的的動(dòng)力端端為曲柄柄連桿機(jī)機(jī)構(gòu)，由由于3個(gè)個(gè)曲柄的的相位差差為1220，沖沖程間的的間歇很很大，排排出的鉆鉆井液是是3個(gè)正正弦波疊疊加，鉆鉆井液的的液力脈脈動(dòng) 系系數(shù)高達(dá)達(dá)14，致使使設(shè)備震震動(dòng)大，零零部件損損壞

33、快，輸輸送鉆井井液的管管線經(jīng)常常震裂，被被迫停工工修理，而而新結(jié)構(gòu)構(gòu)往復(fù)泵泵的動(dòng)力力端為斜斜盤一擺擺盤結(jié)構(gòu)構(gòu)，去掉掉了傳統(tǒng)統(tǒng)的曲柄柄連 桿桿機(jī)構(gòu)，并并把3缸缸增加到到5缸，且且5缸為為環(huán)形排排列，旋旋轉(zhuǎn)一周周排出的的鉆井液液是5個(gè)個(gè)正弦波波的疊加加，鉆井井液的液液力脈動(dòng)動(dòng)系數(shù)僅僅為2.5，液液流脈動(dòng)動(dòng)率小，水水力特性性 好，鉆鉆井泵運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)穩(wěn)，震動(dòng)動(dòng)很小，在在10MMPa泵泵壓內(nèi)，壓壓力表指指針幾乎乎不劫。(2)由于傳傳統(tǒng)3缸缸鉆井泵泵液流脈脈動(dòng)率大大，鉆井井液水力力能量的的連續(xù)性性差，提提供給水水力破巖巖的水馬馬力小，尤尤其在 高壓噴噴射鉆井井時(shí)，不不能形成成持續(xù)、穩(wěn)穩(wěn)定的高高壓液流流，大

34、大大降低了了水力破破巖和攜攜帶巖屑屑的能力力，從而而影響了了鉆井速速度。新新結(jié)構(gòu)55缸鉆井井泵水力力能量連連續(xù)性好好，效能能高， 破巖作作用和清清洗井底底巖屑能能力強(qiáng)，可可以提高高鉆井速速度。(3)傳傳統(tǒng)3缸缸鉆井泵泵由于波波峰大，固固井時(shí)易易出現(xiàn)水水頭錐進(jìn)進(jìn)效應(yīng)，造造成水泥泥漿錐進(jìn)進(jìn)串槽，嚴(yán)嚴(yán)重影響響固井質(zhì)質(zhì)量，甚甚至破壞壞油井造造成嚴(yán)重重的經(jīng)濟(jì)濟(jì)損失；在采油油注水 時(shí)，由由于波峰峰大出現(xiàn)現(xiàn)錐進(jìn)現(xiàn)現(xiàn)象后將將大大降降低原油油采收率率。而新新結(jié)構(gòu)55缸鉆井井泵由于于液流脈脈動(dòng)率小小，用于于固井時(shí)時(shí)鉆井液液串槽的的可能性性小，有有利于提提高固井井質(zhì)量；用于采采 油時(shí)時(shí)可大大大提高原原油的采采收率和

35、和經(jīng)濟(jì)效效益。(4)傳傳統(tǒng)3缸缸鉆井泵泵的動(dòng)力力端由于于是曲柄柄連桿機(jī)機(jī)構(gòu)，在在運(yùn)轉(zhuǎn)中中有上下下死點(diǎn)，機(jī)機(jī)械效率率僅為770左左右，而而且耗能能大。新新結(jié)構(gòu)55缸鉆井井泵的動(dòng)動(dòng)力端由由于采用用的是斜斜盤結(jié)構(gòu)構(gòu)，運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時(shí)斜盤盤爬行坡坡度為220，沒沒有上下下死點(diǎn)，泵泵和柴油油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)省省力，機(jī)機(jī)械效率率可達(dá)990。(5)在在泵功率率相同的的情況下下，新結(jié)結(jié)構(gòu)5缸缸鉆井泵泵的重量量只有傳傳統(tǒng)3缸缸泵的11/22/33，并可可在設(shè)計(jì)計(jì)壓力225MPPa下持持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，而傳傳統(tǒng)3缸缸鉆井泵泵由于上上 述問問題只能能在低于于設(shè)計(jì)泵泵壓255MPaa下運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)(油田田往往只只能在118220MPPa的泵

36、泵壓下工工作)，故故使用新新結(jié)構(gòu)55缸銷井井泵鉆井井時(shí)鉆速速比傳統(tǒng)統(tǒng)3缸泵泵鉆井提提高 11520，可大大大縮短短鉆井周周期和降降低鉆井井成本，這這對(duì)條件件惡劣的的油田、沙沙漠和海海上油田田更是一一大優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。(66)由于于新結(jié)構(gòu)構(gòu)鉆井泵泵比傳統(tǒng)統(tǒng)的鉆井井泵在相相同功率率下，體體積小，重重量輕，泵泵壓高，效效率高，運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)穩(wěn)，節(jié)約約鋼材和和能耗，更更適合作作為油田田固井水水泥車的的固井泵泵，壓裂裂車的壓壓裂泵和和采油注注水泵，其其發(fā)展前前景可取取代石油油、化工工、冶金金、采礦礦、發(fā)電電、印染染等領(lǐng)域域的傳統(tǒng)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

37、用于WT一50型鉆機(jī)的YNB一20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)曲柄連桿機(jī)構(gòu)3缸泵對(duì)比，加工零件減少30.63；泵的重量降為59.23；在相同出水壓力下流量提高50；泵的成本下降到54.7。(3)液壓控制系統(tǒng)(HRS)可使油缸能自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，省去了電或機(jī)械控制裝置，并能確保鉆井泵在野外長(zhǎng)期可靠工作。 在YYNB一一20型型液壓鉆鉆井泵的的基礎(chǔ)上上，天津津理工學(xué)學(xué)院又研研制了一一種大功功率雙缸缸單作用用液壓鉆鉆井泵，該該泵的主主要性能能參數(shù)是是：最大大缸套直直徑2000mmm；沖程程 3660mmm；額定定沖數(shù)5

38、54miin一11；最大大排量220.335Lminn；最小小壓力116MPPa；最最小排量量9.997Lminn；最大大壓力333MPPa；額額定功率率 3770kWW(5000hpp)；液液壓系統(tǒng)統(tǒng)壓力2250bbar；液壓系系統(tǒng)流量量8244Lmmin；油缸直直徑1660mmm；鉆井井泵重量量小于330000kg。該泵的特點(diǎn)是：(1)兩只液缸垂直布置在直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)油缸活塞在液壓控制系統(tǒng)(HRS)的控制下作連續(xù)的勻速直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。(3)兩個(gè)油缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)交叉，并在換向時(shí)彼此提供流量補(bǔ)償，使兩個(gè)缸套排液的流量曲線合成一平直曲線。(4)與

39、傳統(tǒng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的3缸鉆井泵比省去了空氣包。(5)兩只缸套的活塞桿腔由護(hù)罩連成一個(gè)連通空間，注以清水后可自動(dòng)清洗缸套壁。(6)油缸工作時(shí)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)該泵根據(jù)不同情況需要可單臺(tái)工作，也可以兩臺(tái)或3臺(tái)泵并聯(lián)而成更大功率的鉆井泵。 若兩臺(tái)泵并聯(lián)，則泵的功率就變成1000hp，3臺(tái)泵并聯(lián)則泵的功率就變成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3KMl520型高壓隔膜鉆井泵于1995年12月通過國(guó)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

40、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(guó)隔膜鉆井泵的空白，其技術(shù)性能完全可以替代進(jìn)口設(shè)備。 四、對(duì)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(duì)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(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)法、可靠性設(shè)計(jì)法及非線性分析三個(gè)方面取得了重要成果。1石油井架的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)法以模型井架為橋梁，并采用試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析和有限元分析相結(jié)合的石油井架動(dòng)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(duì)K型井架具有工程實(shí)用價(jià)值。該方法提

41、出的前開口井架最佳動(dòng)力計(jì)算模型(三維立體梁一杵混合元模型)，不僅適用于JJ25042-K型井架，而且還可應(yīng)用于各種鉤載級(jí)別的鉆機(jī)、修井機(jī)的前開口井架。該方法法得出的的JJ225042-K型國(guó)國(guó)產(chǎn)前開開口井架架動(dòng)態(tài)優(yōu)優(yōu)化具體體結(jié)構(gòu)修修改方案案和修改改構(gòu)件的的尺寸規(guī)規(guī)格，可可提高其其動(dòng)態(tài)性性能。2石油井井架的可可靠性設(shè)設(shè)計(jì)法該方方法得出出的ZJJ32鉆鉆機(jī)最大大工作載載荷概率率分布及及統(tǒng)計(jì)參參數(shù)，可可用于ZZJ322鉆機(jī)井井架的可可靠性設(shè)設(shè)計(jì)，其其分析方方法適用用于各鉤鉤載級(jí)別別的鉆機(jī)機(jī)井架。另另外，該該方 法法提出的的井架構(gòu)構(gòu)件截面面可靠性性設(shè)計(jì)與與分析模模式及井井架構(gòu)件件抗力的的分析規(guī)規(guī)律和統(tǒng)

42、統(tǒng)計(jì)參數(shù)數(shù)以及開開發(fā)的計(jì)計(jì)算機(jī)軟軟件，為為井架構(gòu)構(gòu)件截面面可靠性性分析與與設(shè)計(jì)提提供了較較為科學(xué)學(xué)的方 法。33石油油井架的的非線性性分析該方方法通過過模型井井架垂直直靜載試試驗(yàn)，測(cè)測(cè)得應(yīng)力力和位移移隨載荷荷呈非線線性變化化。井架架的非線線性分析析方法和和開發(fā)的的計(jì)算機(jī)機(jī)程序可可用于井井架的非非線性靜靜力、動(dòng)動(dòng)力分析析。該研究究項(xiàng)目119955年100月通過過了原中中國(guó)石油油天然氣氣總公司司科技局局組織的的評(píng)審驗(yàn)驗(yàn)收，與與會(huì)專家家認(rèn)為，石石油井架架現(xiàn)代設(shè)設(shè)計(jì)方法法的研究究成果具具有創(chuàng)新新性，具具有工程程實(shí)用價(jià)價(jià)值，可可為我國(guó)國(guó)石油機(jī)機(jī)械科研研、設(shè)計(jì)計(jì)、制造造單位鉆鉆機(jī)、修修井機(jī)的的井架設(shè)設(shè)計(jì)提

43、供供科學(xué)的的現(xiàn)代設(shè)設(shè)計(jì)方法法。 石油油鉆機(jī)在在鉆井過過程中的的振動(dòng)在在有些情情況下非非常強(qiáng)烈烈，這不不僅影響響鉆井速速度，縮縮短鉆機(jī)機(jī)使用壽壽命，而而且對(duì)操操作人員員的身心心健康也也會(huì)產(chǎn)生生有害影影響。因因此，研研究鉆機(jī)機(jī) 結(jié)構(gòu)構(gòu)動(dòng)態(tài)特特性及其其在鉆井井過程中中的動(dòng)力力反應(yīng)，對(duì)對(duì)鉆機(jī)的的結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)、參參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)、生產(chǎn)產(chǎn)使用及及鉆機(jī)減減振改造造是十分分必要的的。為此此，大慶慶石油學(xué)學(xué)院與大大慶鉆井井三公司司共同開開 展了了對(duì)在用用ZJ-15型型鉆機(jī)的的動(dòng)態(tài)特特性及其其在鉆井井過程中中的動(dòng)力力反應(yīng)進(jìn)進(jìn)行了試試驗(yàn)研究究，以期期了解ZZJ-115型鉆鉆機(jī)的動(dòng)動(dòng)態(tài)特性性，在鉆鉆井過程程中能否否全開44擋

44、，現(xiàn)現(xiàn)有 鉆鉆機(jī)動(dòng)力力傳動(dòng)系系統(tǒng)配置置是否合合理，對(duì)對(duì)現(xiàn)有鉆鉆機(jī)如何何進(jìn)行減減小振動(dòng)動(dòng)改造等等問題。他他們首先先采用模模態(tài)分析析技術(shù)來來對(duì)鉆機(jī)機(jī)的振動(dòng)動(dòng)模態(tài)進(jìn)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)分析。石油鉆機(jī)是一個(gè)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，自由度無窮多，為了便于研究，必須對(duì)復(fù)雜的鉆機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化。在鉆機(jī)的各系統(tǒng)中只有循環(huán)系統(tǒng)和動(dòng)力設(shè)備與鉆 機(jī)主體是軟連接，其余的系統(tǒng)和部件則是剛性連接并組成鉆機(jī)的主體。如起升系統(tǒng)的絞車和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤都安裝在底座支撐的鉆臺(tái)上；起升系統(tǒng)的天車、游車、大 鉤、鋼絲繩以及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的水龍頭、鉆具的重量都由井架來承擔(dān)，井架通過其大腿牢固支撐在底座的兩個(gè)下船上；起升和旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力設(shè)備與傳動(dòng)設(shè)備都安裝在

45、鉆機(jī)底 座的傳動(dòng)底座部件上；一些輔助設(shè)備也都安裝在底座支撐的臺(tái)面上?？梢娿@機(jī)主體部分構(gòu)成了以底座為支撐的剛性整性，那么這些設(shè)備和部件的質(zhì)量都可以轉(zhuǎn)化到鉆 機(jī)底座上。因此，研究石油鉆機(jī)的振動(dòng)特性就可以轉(zhuǎn)化為研究鉆機(jī)底座的等效振動(dòng)問題，為了研究方便，把鉆機(jī)底座看成是一個(gè)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的咒自由度定常線性系 統(tǒng)。鉆機(jī)底座對(duì)給予的任一激勵(lì)所作出的響應(yīng)能包含鉆機(jī)振動(dòng)特性的全部信息，可以用來描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。 模態(tài)態(tài)分析技技術(shù)是用用于對(duì)機(jī)機(jī)械等工工程結(jié)構(gòu)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)進(jìn)行動(dòng)力力學(xué)分析析的現(xiàn)代代化方法法和手段段，模態(tài)態(tài)分析可可定義為為對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)動(dòng)態(tài)特特性的解解析分析析和試驗(yàn)驗(yàn)分析，其其結(jié)構(gòu)動(dòng)動(dòng)態(tài)特性性用模 態(tài)參數(shù)數(shù)來

46、表征征。在解解析分析析中，模模態(tài)參數(shù)數(shù)是力學(xué)學(xué)系統(tǒng)運(yùn)運(yùn)動(dòng)微分分方程的的特征值值和特征征向量；在試驗(yàn)驗(yàn)分析中中，模態(tài)態(tài)參數(shù)是是試驗(yàn)測(cè)測(cè)得系統(tǒng)統(tǒng)的固有有頻率、阻阻尼和振振型。對(duì)對(duì)于已 經(jīng)簡(jiǎn)化化的石油油鉆機(jī)系系統(tǒng)，由由于應(yīng)用用解析法法進(jìn)行模模態(tài)分析析也是異異常困難難的，而而且很難難得出準(zhǔn)準(zhǔn)確結(jié)果果。因此此，通過過試驗(yàn)并并采用單單點(diǎn)激振振頻響函函數(shù)法依依據(jù)單點(diǎn)點(diǎn)激振，各各響應(yīng) 點(diǎn)拾振振的頻率率響應(yīng)函函數(shù)來提提取模態(tài)態(tài)參數(shù)和和對(duì)鉆機(jī)機(jī)進(jìn)行模模態(tài)分析析是一種種有效方方法。鉆鉆機(jī)振動(dòng)動(dòng)模態(tài)測(cè)測(cè)試系統(tǒng)統(tǒng)由激振振力錘、拾拾振器、信信號(hào)放大大器、低低通濾波波器以及及信號(hào)采采集計(jì)算算機(jī)組成成。信號(hào)號(hào)傳遞路路線見圖圖1一ll。圖1-1 底座振振動(dòng)模態(tài)態(tài)測(cè)試系系統(tǒng)組成成根據(jù)分分析，石石油鉆機(jī)機(jī)的振動(dòng)動(dòng)特性可可以轉(zhuǎn)化化為研究究鉆機(jī)底底座的等等效振動(dòng)動(dòng)問題，那那么振動(dòng)動(dòng)測(cè)試點(diǎn)點(diǎn)都可以以布置在在鉆機(jī)底底座上。鉆鉆機(jī)底座座也是一一個(gè)合結(jié)結(jié)構(gòu)，它它由左、右右上 船船、傳動(dòng)動(dòng)底座、左左、右下下船、絞絞車轉(zhuǎn)盤盤座及44個(gè)支架架等幾大大部件組組成。各各部分之之間用螺螺栓及銷銷子牢固固連接