一種快速移運鉆機的研制與應用

中國石油大學（華東）許 京

南陽二機石油裝備（集團）有限公司 劉欽祥 陳 述

ZJ20/1580CZ 車裝全配套鉆機是南陽二機石油裝備（集團）有限公司（簡稱RG集團公司）為哈薩克研制的。該鉆機掛合、維修方便，搬家不需要吊車；拖掛鉆臺運輸方便，改進后的坡道可以大大減輕起下鉆（鉆桿上下鉆臺）的工作量。試驗結果和現場應用表明，該鉆機具有搬家時間短、費用低、拖掛車作業安全、井場電纜槽布置數量少的優點，總體上滿足用戶的使用要求。

2010年RG 集團公司為哈薩克斯坦布爾格勞鉆井有限公司生產了5套車裝鉆修機，經過近一年的使用，哈方對該鉆修機的路面行駛能力、作業安全性、維護保養等方面給予了肯定，但搬家費時費力，加之吊車、平板運輸車、牽引車等數量有限，因此經常出現幾臺鉆機排隊等候搬家的局面，嚴重影響了鉆井公司生產。橇裝固控罐每次搬家需要2臺25T吊車同時起吊，每次吊裝完成后，吊車需要重新定位，如果是2臺吊車的工作，吊裝完成后吊車需要跟隨平板車到下一口井位吊卸完成后才能再回到上一口井位，否則就需要4臺吊車。地面電纜槽、鉆臺、機泵組、油水罐等都需要吊車和平板車搭配才能搬家，電纜、油氣管線等又長又重，搬家時容易亂，主機為車裝鉆機，行駛過程中遇泥濘路需要司機下車掛合前橋，為此哈方提出2011年訂貨的使用要求，一是搬家過程不用吊車，二是搬家時間要短，12 h內必須完成全配套鉆機的搬運，三是電纜、油氣管線盡量隨部件運輸，四是地面電纜槽盡量輕便，五是主機為車裝自行式，前橋掛合時司機不需要下車。

一、技術分析

現在國內的外圍固控罐等部件除做成橇座結構外，還需將罐體、機泵組、MCC房體、發電機、空壓機及油水罐等固定在拖掛車上，工作時通過液壓支腿或機械支腿支撐地面，拖掛車上的部件不拆，直接工作，運輸時通過牽引車拖運，方便快捷；但是這種結構工作時重心太高，相機泵組、空壓機、發電機等受運輸限制，往往重心偏移，當各部件高速運轉時容易產生大幅度震動，甚至發生危險；拖掛車受牽引車牽引座的影響，拖掛車的牽引部位要高于運輸平板，這將導致拖掛車總長度加大，且加大部分對運輸的部件基本沒用。

如果地面電纜槽長度≤5 m，可以選用叉車擺放；如果電纜和油水管線跟電纜槽做成一體，則存在安裝循序問題；如果油水管線和電纜單獨放置則太重，兩種方式對搬家工來說勞動強度很大。地面管匯、鉆桿等則可以通過抓管機來裝卸。

二、技術改進

1.固控罐拖掛車。研制一種新型拖掛車，既能滿足運輸要求，又能解決工作時重心過高的問題。將固控罐直接焊接在拖掛車上，拖掛車的上平面作為罐底平面，運輸前通過液壓支腿將拖掛車支起，牽引車掛合后將液壓支腿收回即可，工作時運載車大梁直接落地，此時拖掛車輪胎與地面接觸但不受力，可以避免輪胎遭到損害；其他如柴油罐、發電機、空壓機及MCC房等則直接固定在拖車上，工作和運輸狀態與固控罐相同，這樣一來就有效地解決了重心過高帶來的問題。給液壓支腿提供動力的油泵通過拖拉機或叉車驅動，液壓油管線通過快換插頭連接。

2.水罐拖車。將水罐和拖車做成一體，拖車牽引部連接轉向盤，工作時將機械支腿支起，因水泵電機很小，因而不存在震動導致晃動的問題，此拖車通過叉車或拖拉機牽引運輸。

3.電纜槽及電纜。按井場布置要求擺放發電機、MCC房、空壓機、機泵組和固控罐等裝置，各罐體和房體間的距離約1.5 m，將電纜和油水管線等固定在房體和罐壁上約2 m高的位置，拖掛車定位后直接將各管線插頭連接，既不影響工作人員通行又省去了電纜槽；而柴油罐與其他罐體之間只有一根柴油管線和1根電纜，通過改制小電纜槽將油管線和電纜放置在內，小電纜槽可以采用人工或叉車完成擺放工作。

4.鉆臺。TZT160B 拖掛鉆臺和拖掛貓道解決了鉆臺需要吊車完成安裝的難題，船型底座和井架基礎通過叉車完成安裝、拆卸任務。坡道采用凹進鉆臺結構，該結構大大減少了上提鉆桿時鉆臺工的勞動強度。

5.主機。主機驅動轉盤采用中間傳動軸代替鏈條，以減少漏油環節，降低成本；分動箱前橋掛合采用汽缸掛合，相比較手工掛合比較省力，尤其在惡劣天氣條件下效果明顯；移動式地錨解決了每次鉆機定位必須鉆地錨的問題。

三、配套試驗及現場應用情況

第一套ZJ20/1580CZ鉆機的全配套試驗于3月15日在RG公司第四試驗場全面展開，第二套于4月5日開始配套，整機性能測試依據RG 公司車裝鉆機實驗規程進行，用戶和監理公司MODUSPEC的相關人員全程監控。

1.主機試驗部分。主要進行大鉤載荷、抗風能力、箱體傳動及夜氣路系統壓降及運載車路試驗等試驗。

2.外圍配套部分。主要進行發電機、MCC、空壓機、固控部分、井控部分及機泵組試驗等試驗。

第一套鉆機于2011年5月底開始發運，于2011年7月底到達烏津地區并開始鉆井作業，現場服務情況表明，完成1 800～2 000 m 的井深需要8～10 d 的時間，搬家時間為主機3 h 內完成定位并開始一開作業，其他外圍配套設施需10～12 h 完成擺放，輔助設備包括叉車、運輸平板、拖拉機液壓站等；扣除用戶自身原因共完成8 口井的鉆探作業，用戶現在正在洽談12年的訂貨事宜。