輕型修井機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

趙凱峰

摘 要：在石油和天然氣勘探開發(fā)施工中，石油修井機(jī)是修井作業(yè)井架系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備.修井機(jī)井架應(yīng)滿足在修井過程中各種組合工況所需的負(fù)荷能力，必須有足夠的剛性和穩(wěn)定性。針對通井機(jī)作業(yè)效率低、生產(chǎn)成本高的問題，提出在油田修井作業(yè)中，用輕型修井機(jī)取代通井機(jī)。輕型修井機(jī)將會向簡易型和綜合型兩大用途發(fā)展，向?qū)Ｓ玫妆P發(fā)展，向加大裝機(jī)功率發(fā)展，向提高可靠性和先進(jìn)性發(fā)展，以及向提高井口機(jī)具機(jī)械化水平等方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：修井機(jī)；輕型；開發(fā)；展望

1.通井機(jī)的現(xiàn)狀

油田資金受限制，而通井機(jī)價格便宜，僅為輕型修井機(jī)的三分之一左右；油田地理環(huán)境差，特別是東部油田，井場路況惡劣，雨季泥濘，其他車輛很難上井，只有履帶式通井機(jī)能夠進(jìn)入；操作人員技術(shù)素質(zhì)較低，而通井機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，易于操作和維修。履帶式通井機(jī)在使用中主要有以下缺陷：由于通井機(jī)自身不背帶井架，轉(zhuǎn)移井場時需要專用車輛配合，作業(yè)前后輔助工作量大，約占每口井作業(yè)時間的2/5，作業(yè)周期長，生產(chǎn)成本高；裝機(jī)功率小，提升速度慢，作業(yè)效率低，影響使用單位經(jīng)濟(jì)效益。

2.通井機(jī)的主要優(yōu)勢

價格因素。修井機(jī)和通井機(jī)價格懸殊太大，輕型修井機(jī)的價格是履帶通井機(jī)的3～4倍。但是揭開價格懸殊這個表象，應(yīng)當(dāng)看到問題的實(shí)質(zhì)并非如此。

配置概念不同。輕型修井機(jī)以整機(jī)配套銷售，出廠時配套齊全。履帶通井機(jī)以裸機(jī)銷售，用戶還必須購買井架、游車大鉤、大繩、指重表及傳感器、液壓動力大鉗、液壓卸扣油缸及井場照明燈具等部件，配套部件價格占通井機(jī)主機(jī)價格的70%～90%。

輔助作業(yè)差異。輕型修井機(jī)行駛速度快，輔助作業(yè)時間短，平均僅為每口井作業(yè)周期的1/6左右。履帶通井機(jī)行駛速度慢，作業(yè)輔助車輛多，工作量大，費(fèi)用高，輔助作業(yè)時間長，平均為每口井作業(yè)周期的2/5左右。

輔助費(fèi)用懸殊。輕型修井機(jī)首次投資集中，資金數(shù)額較大。但投產(chǎn)后，基本不需要輔助車輛配合，工作期間輔助費(fèi)用極少。履帶通井機(jī)投資分散，后期配套投資較大，輔助費(fèi)用較高，其平均核算單井作業(yè)成本高出修井機(jī)1.3～1.5倍。

使用與維修。履帶通井機(jī)在油田使用已近50年，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作性能已為用戶所熟悉，操作規(guī)程制定完善，維修保養(yǎng)手段齊全，配件供應(yīng)充足，設(shè)備完好率較高。修井機(jī)具有作業(yè)效率高、輔助成本低、操作輕便等諸多優(yōu)點(diǎn)。隨著市場進(jìn)一步拓寬，操作規(guī)程日益完善，維修保養(yǎng)手段逐漸齊全，配件供應(yīng)渠道不斷疏通，修井機(jī)的維修會更加便利，設(shè)備完好率定能逐步提高。

操作人員素質(zhì)。在企業(yè)減員增效的大潮流下，企業(yè)富余人員將充實(shí)作業(yè)隊(duì)伍，民工逐步減少，現(xiàn)場操作人員將相對穩(wěn)定，技術(shù)素質(zhì)將逐步提高，結(jié)構(gòu)簡陋的各種類型的通井機(jī)將逐步更新?lián)Q代。

井場道路。隨著油田基本建設(shè)規(guī)范化的推進(jìn)，大多數(shù)井場的道路基本上得到改善，修井機(jī)進(jìn)入井場已不再困難。

3.輕型修井機(jī)的現(xiàn)狀

輕型修井機(jī)主要裝備油田作業(yè)隊(duì)，承擔(dān)油氣井難度較小的修理作業(yè)，是比較理想的小修作業(yè)設(shè)備。目前國內(nèi)輕型修井機(jī)已進(jìn)入油田市場，從載運(yùn)型式方面分為兩大類，即修井機(jī)專用底盤和二類汽車底盤。

專用底盤輕型修井機(jī)。裝配輕型修井機(jī)專用底盤，技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上較合適，行駛和作業(yè)共用一臺發(fā)動機(jī)液力傳動箱，車臺平面較寬闊，將發(fā)動機(jī)液力傳動箱布置在車臺中部，減輕前橋載荷，車上設(shè)備布局合理。6？驅(qū)動型式，越野能力強(qiáng)，適用于各油田路況。主要生產(chǎn)廠家有江漢石油管理局第四石油機(jī)械廠、江漢石油管理局機(jī)械廠和南陽石油機(jī)械廠。

二類汽車底盤輕型修井機(jī)。這類修井機(jī)技術(shù)含量較低，生產(chǎn)廠家較多，結(jié)構(gòu)差異較大，性能良莠不齊。

載運(yùn)底盤。輕型修井機(jī)采用行駛和作業(yè)共用一臺發(fā)動機(jī)的動力方案，需要汽車二類底盤配置全功率取力器，將發(fā)動機(jī)動力傳遞到車上絞車系統(tǒng)。通常汽車二類底盤配置有多種型式的取力器，但全功率取力器為數(shù)不多，修井機(jī)生產(chǎn)廠家選擇時應(yīng)慎重。

動力傳動輕型修井機(jī)的動力傳動，各廠家產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同，性能差異較大。目前國內(nèi)生產(chǎn)的輕型修井機(jī)有以下幾種傳動方式：①液力傳動，配置液力變速器，動力換擋，起升能力大、傳動平穩(wěn)安全，操作方便，綜合性能優(yōu)越；②液力傳動，配置液力變矩器，加配機(jī)械變速器，機(jī)械換擋，起升能力大，傳動平穩(wěn)安全，換擋時需切斷動力，停轉(zhuǎn)換擋操作不便；③機(jī)械傳動，配機(jī)械變速器，機(jī)械換擋，結(jié)構(gòu)簡單，但綜合性能較差。

4.輕型修井機(jī)的發(fā)展方向

4.1用途向兩大類型發(fā)展

簡易輕型修井機(jī)。主要是根據(jù)目前油田作業(yè)隊(duì)的實(shí)際工作要求而對口設(shè)計制造的，用以完成起下操作的單一功能修井作業(yè)，結(jié)構(gòu)簡單，專用性較強(qiáng)，價格低廉，是履帶通井機(jī)的理想換代機(jī)型。

綜合型輕型修井機(jī)。具有多種作業(yè)功能，一機(jī)多用，可完成修井、鉆井、試油、提撈巖心筒等多種作業(yè)。這種修井機(jī)是為油田特殊用戶和與國際接軌的石油專業(yè)公司設(shè)計制造的，基本機(jī)型為單滾筒結(jié)構(gòu)，根據(jù)用戶要求，可提供加裝撈砂滾筒的雙滾筒絞車結(jié)構(gòu)；可裝配轉(zhuǎn)盤及傳動系統(tǒng)，使其具有起下操作和旋轉(zhuǎn)操作功能。長慶油田已使用江漢石油管理局第四石油機(jī)械廠帶有轉(zhuǎn)盤傳動系統(tǒng)的綜合型XJ40修井機(jī)，用于鉆探淺層油井作業(yè)；江西鹽礦使用同類型XJ40修井機(jī)鉆探鹽井。

4.2向?qū)Ｓ玫妆P修井機(jī)方向發(fā)展

輕型修井機(jī)專用底盤，車臺平面較寬闊，有足夠的空間加裝撈砂滾筒、轉(zhuǎn)盤及傳動系統(tǒng)；行駛和作業(yè)共用一臺發(fā)動機(jī)液力傳動箱，簡化了結(jié)構(gòu)，節(jié)約了成本；發(fā)動機(jī)液力變速箱布置在車臺中部，有效地減輕前橋載荷。車上設(shè)備布局合理，尤其是在價格上與汽車二類底盤修井機(jī)同規(guī)格型號、同樣配置的機(jī)型相比較，僅為汽車底盤修井機(jī)的70%左右。

4.3向加大裝機(jī)功率方向發(fā)展

早期，修井機(jī)的功率配置較小，每噸大鉤載荷的起升功率僅為2～3kW。為了提高作業(yè)效率，現(xiàn)在大部分修井機(jī)每噸大鉤載荷的起升功率增加到4kW左右，有些特殊用途的修井機(jī)甚至可達(dá)5～6kW。美制修井機(jī)裝機(jī)功率較大，廠家從用戶實(shí)際使用情況出發(fā)，使修井機(jī)在額定鉤載下起升，發(fā)動機(jī)也不處于滿載荷工作狀態(tài)。其優(yōu)點(diǎn)是：發(fā)動機(jī)機(jī)械載荷和熱載荷相對較低，損耗相對減少，故障率降低，使用壽命長；發(fā)動機(jī)長期處于經(jīng)濟(jì)區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)，油耗相對降低；故障率降低，修井機(jī)能夠較長時間保持高使用率及低維修率，經(jīng)濟(jì)效益好。

4.4向可靠性和先進(jìn)性方向發(fā)展

提高產(chǎn)品可靠性和先進(jìn)性是生產(chǎn)廠家和用戶共同追求的目標(biāo)，但實(shí)際運(yùn)作起來卻很困難。目前，輕型修井機(jī)是個買方市場，因此對用戶提出的各種結(jié)構(gòu)要求，生產(chǎn)廠家都得想方設(shè)法滿足。但同一規(guī)格的修井機(jī)，產(chǎn)品型號眾多，給生產(chǎn)廠家組織設(shè)計生產(chǎn)帶來種種困難，也影響了產(chǎn)品的可靠性。修井機(jī)模塊系列化設(shè)計方案，可提高系列機(jī)型互換性、通用性，便于組織生產(chǎn)，縮短生產(chǎn)周期；模塊部件形成小批量生產(chǎn)，有利于提高產(chǎn)品的可靠性。集中精力解決矛盾突出的某一模塊問題，改善其性能，即可提高整機(jī)的性能水平。

4.5向提高井口機(jī)具機(jī)械化水平方向發(fā)展

在不斷提高輕型修井機(jī)主機(jī)性能的同時，還應(yīng)不斷提高井口機(jī)具機(jī)械化水平。例如，采用液壓動力大鉗、氣動卡瓦，提高油管上卸扣效率；采用管柱運(yùn)送機(jī)械臂，加快起放管柱的速度等。

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