鉆機移運裝置在我國石油鉆井行業中的應用研究

徐洪濤

摘要：介紹我國目前主要發展的兩種石油鉆機移運裝置，并分別就這兩種石油鉆機移運裝置的特點、應用和發展作一一闡述。

關鍵詞：鉆機移運裝置；步進式鉆機平移裝置；鉆機整體遠距離移運裝置；基本構成；實例；應用；發展

中圖分類號：TQl72.75文獻標識碼：A文章編號：1672-3198(2009)07-0284-02

目前我國正在發展的石油鉆機移運裝置主要是步進式鉆機平移裝置和鉆機整體遠距離移運裝置，這兩種鉆機移運裝置的出現，解決了我國石油鉆井行業中一直存在的設備搬遷安裝時效差、人工勞動量大、安全系數低和鉆機占地面積大等諸多問題，下面就這兩種鉆機移運裝置的特點、應用和發展做一簡要介紹。

1步進式鉆機平移裝置

步進式鉆機平移裝置，是在鉆機底座上安裝支承座，以滑車、導軌為移動工具，用液壓系統為動力及控制，利用頂升液缸將鉆機頂升至離地一定距離，然后利用平移液缸推拉進行步進式平移，可實現鉆機在工作狀態下(井架和底座不下放)的整體直線(或橫向)平移。

1．1基本構成

步進式鉆機平移裝置主要包括三個部分：一是由支承座、頂升液缸及滑車總成等組成的支承移動模塊，二是由導軌總成、平移液缸等組成的推拉平移模塊，三是由液壓站、液控閥件及液壓附件組成的控制模塊。

用于支撐鉆機的支承座通過銷軸與底座形成固定連接；頂升液缸用螺栓固定于滑車總成的滑車座上，與支承座為活動連接。平移液缸兩端分別與導軌及滑車座上的連接耳座相連，形成二個移動單元。當液缸動作時，滑車即可沿導軌移動，整個鉆機共采用四套支承移動模塊，分別布置于底座基座的四角。

液壓站采用鉆機的組合液壓站，液控閥件采用專用控制箱，其頂升及平移分別用液壓控制閥塊控制，可實現頂升及平移動作平衡。

1．2實例

以四川宏華公司為中原油田改造的ZJ70/4500D鉆機為例，中原ZJ70/4500D鉆機的主機(420噸)加上全部立根(250噸)的平移總重約為670噸(不含平移時需移去的坡道、滑道及梯子等)，鉆機的前基座長度為13.35米，其前端與井口中心距離為5.6米。擬定的鉆機平移裝置方案如下：鉆機平移裝置總體布置按步進式平移考慮。即在鉆機前基座前端增設兩套平移裝置支承座。在鉆機起升后作業狀態下需進行平移時，移去后基座，利用前后基座連接耳座安裝另兩套平移裝置支承座進行平移，平移完成后，鉆機作業時移去后兩套平移支承座，并安裝后基座后作業，該方案需在鉆機前基座后部再增加一套橫拉架。以保證平移時左右基座的連接強度，主要技術參數如下：(1)液缸額定壓力是18MPa(16 MPa)，(2)頂升液缸缸徑／數量為420mm/4套，(3)最大舉升高度<150mm~(4)平移液缸缸徑／數量為200mm/4套，(5)最大步進行程<600mm(6)舉升質量約700噸，(7)基礎承壓強度≥2MPa。

1．3應用

由于步進式鉆機平移裝置可實現鉆機在工作狀態下(井架和底座不下放)的整體直線(或橫向)平移，并且具有總體結構緊湊、安裝簡便、動作平穩、移位準確等特點，所以特別適用于在較小區域內多口井的連續鉆井施工。

1．4發展

目前我國石油鉆井行業中大部分步進式鉆機平移裝置，只能進行單向直線平移，不能同時在一套裝置上實現橫向平移和縱向平移，目前這一問題已經基本得到解決，具體解決方案就是兩套單向的步進式鉆機平移裝置成90°上下組合到一起，其中上部的步進式鉆機平移裝置安裝在一個可以沿下部步進式鉆機平移裝置導軌移動的大底座上，同時要求這個可移動大底座的承載能力能滿足石油鉆機的正常鉆井施工要求。

2鉆機整體遠距離移運裝置

鉆機整體遠距離移運裝置可以滿足在鉆機的各主要分系統不進行較大拆卸的情況下，將鉆機的各主要分系統遠距離整體移運，使現場搬遷安裝快捷方便，減少運輸車輛，

現在我國所使用的鉆機整體遠距高移運裝置主要是實現石油鉆機的井架及底座遠距離整體移運，下面我主要就進行鉆機井架及底座部分移運的鉆機整體遠距離移運裝置進行介紹。

2．1基本構成

鉆機整體遠距離移運裝置由鉆機底座牽引系統、鉆機底座起升系統、鉆機底座承載橋、井架前托架和井架后托架五大部分組成，鉆機底座牽引系統的整體結構類似于低平板半掛車的牽引鵝頸，使用時，同時與鉆機底座前部和牽引車鞍座連接，鉆機底座起升系統主要由液壓動力源、油箱、液壓起升液缸及控制部分組成，主要實現鉆機底座的起升，便于牽引車與鉆機底座牽引裝置的連接和鉆機底座承載橋的安裝；鉆機底座承載橋與鉆機底座后部耳板連接，成為鉆機后部承載系統；井架前托架主要起到承載井架和連接牽引車的作用，井架后托架使用時安裝在井架后部，作為井架運輸的后部承載系統。

2．2實例

在2006年，勝利油田SINOPECl03隊的ZJ70/4500D鉆機配備了鉆機整體遠距離移運裝置，這也是勝利油田第一套石油鉆機整體遠距離移運裝置。當鉆機需要整體移運時，通過井架起升裝置將井架水平放置，井架及游動系統作為一個整體運移，鉆機底座、絞車、轉盤，人字架及鉆臺附屬設備作為一個整體運移。系統各部件采用模塊化設計，與鉆機有機結合，既能實現鉆機整體移運，又不影響鉆機分塊運輸，這套鉆機整體遠距離移運裝置的主要技術參數如下：(1)鉆機底座整體移運系統單車移運能力為280t；(2)鉆機底座整體移運系統輪距是5700mm；(3)井架及游動系統水平整體搬移系統輪距為7000mm；(4)鉆機底座整體移運系統允許橫向擺動量是土6；(5)鉆機底座整體搬移系統輪胎型號是36.00-51；(6)鉆機底座整體搬移系統車輪型號是51×26.00/5.0D(7)鉆機整體移運系統最高移動速度是15km/h，(8)鉆機整體移運系統最大續行里程是15km；(9)適用的地面條件為硬路面。

2．3應用

因為鉆機整體遠距離移運裝置在使用過程中。存在分系統移運尺寸過大、整體重量大和硬地面條件等諸多因素，所以使用環境受到較大限制，不能在公路或土質松軟的地區使用。在我國只有有限的幾個地區才可以使用鉆機整體遠距離移運裝置，如新疆地區，但是隨著我國的石油鉆井隊伍逐漸走出國門，部分國家在對我們的鉆機招標時，要求投標鉆機必須配有鉆機整體遠距離移運裝置，如沙特阿拉伯、尼日利亞和科威特等國家，因此目前我國的大部分鉆機整體遠距離移運裝置都在國外使用。

2．4發展

目前我國大部分鉆機整體遠距離移運裝置主要是針對鉆機井架和鉆機底座的整體運移，而未來鉆機整體遠距離移運裝置的發展趨勢是將石油鉆機中的固控系統整體移運和發電機房整體移運涵蓋進來。

3結語

綜上所述，鉆機移運裝置已經逐步在我國石油鉆井行業中應用開來，平均鉆機搬遷安裝時間可節約2～3天，運輸車輛減少1/3左右，人員的勞動強度明顯降低，進一步推動了我國石油工業的迅猛發展，隨著我國石油鉆機移運裝置的逐步發展完善，相信它在石油鉆井行業中的作用將會得到更好地體現。