淺談新型連續(xù)管作業(yè)車的研制

徐連會

（中國石油集團(tuán)渤海石油裝備制造有限公司遼河鉆采裝備分公司，遼寧 盤錦 124010）

隨著我國石油工業(yè)的快速發(fā)展，各油田對連續(xù)管技術(shù)的應(yīng)用也越來越多，目前連續(xù)油管除用于簡單的修井作業(yè)外，還可配套特殊設(shè)備使用，進(jìn)行復(fù)雜的井下作業(yè)。可在不放噴的工況下，進(jìn)行帶壓連續(xù)施工作業(yè)，不會污染環(huán)境，同時，避免了因壓井施工而造成的地層傷害。整套設(shè)備集中在操作室內(nèi)進(jìn)行操作，通過手柄來實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，有效降低了一線作業(yè)工人的勞動強(qiáng)度。根據(jù)現(xiàn)場工業(yè)試驗的實際情況，結(jié)合連續(xù)管作業(yè)的工藝要求，開發(fā)出新一代連續(xù)管作業(yè)車。

1 技術(shù)分析

1.1 結(jié)構(gòu)

連續(xù)管作業(yè)車布置圖如圖1所示，運(yùn)載車為三江WS5460底盤，車上布置了液動升降式控制室、注入頭、鵝頸導(dǎo)向器、滾筒、支腿、防噴器、膠管卷筒、隨車起重機(jī)等部件。運(yùn)載車采用8×4驅(qū)動形式，發(fā)動機(jī)采用濰柴WP12.440，滿足國家最新的排放標(biāo)準(zhǔn)。帶泵箱由全功率取力器驅(qū)動，為車上液壓系統(tǒng)提供液壓源。升降式控制室采用液壓缸起升，內(nèi)設(shè)控制臺，加裝空調(diào)和暖風(fēng)設(shè)備。符合人機(jī)工程學(xué)設(shè)計，控制室內(nèi)集中控制，車外控制箱可對控制室升降、滾筒轉(zhuǎn)位、膠管卷筒進(jìn)行操作。在車尾兩側(cè)均可操作隨車起重機(jī)。

圖1 連續(xù)管作業(yè)車布置圖

1.2 工作原理

注入頭是由兩臺液壓馬達(dá)提供動力進(jìn)行驅(qū)動，采用鏈條帶動夾持塊，施加預(yù)緊力夾持連續(xù)油管實現(xiàn)上提或下方。液壓馬達(dá)采用低速大扭矩進(jìn)口柱塞馬達(dá)，兩個液壓馬達(dá)配對使用，由齒輪嚙合傳動實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動要求；由兩套液壓缸組推動夾緊軸達(dá)到鏈條夾緊；由三套液壓缸組推動夾塊，達(dá)到夾緊油管的目的，通過鏈條上的夾塊實現(xiàn)油管起下作業(yè)。鏈條上安裝有特別工藝制作的夾持塊，能實現(xiàn)快速拆卸，滿足對不同管徑的作業(yè)需求；壓力傳感器采用膜片結(jié)構(gòu)實現(xiàn)測量連續(xù)油管注入和上提力的大小。鵝頸導(dǎo)向器使連續(xù)管從滾筒到注入頭之間連續(xù)平穩(wěn)過渡，大弧度設(shè)計可減少連續(xù)管的傷害，延長連續(xù)管的使用壽命。滾筒作用是用來盤繞連續(xù)油管，并保證連續(xù)油管在卷筒內(nèi)均勻排列。連續(xù)油管的一端通過卷筒空心軸與安裝在軸上的高壓旋轉(zhuǎn)接頭相連接，然后與注水器相連。通過外接水泥車、壓裂車等設(shè)備，將各種循環(huán)液氣通過連續(xù)油管注入井內(nèi)，以滿各種作業(yè)工況的需要。液壓馬達(dá)驅(qū)動滾筒旋轉(zhuǎn)，同時液壓馬達(dá)的另一個作用是在連續(xù)油管起下作業(yè)時，保持一定的拉力使連續(xù)油管緊緊地纏繞在卷筒上，使其纏緊，再通過卷筒前上方的排管裝置使連續(xù)油管按順序規(guī)則地纏繞在卷筒上。

連續(xù)管作業(yè)車開到作業(yè)現(xiàn)場后，保證車尾距離井口為4m左右，啟動液壓泵，操作控制箱手柄，按標(biāo)牌所示起升控制室，升到位后及時用銷子插上定位。將滾筒轉(zhuǎn)到預(yù)定角度。操作起重機(jī)手柄，將兩支腿支起，起吊防噴器并安裝到井口采油樹上方，將注入頭吊到地面上，連接液壓管線。起吊導(dǎo)向器并安裝在注入頭上，利用隨車吊從滾筒上拉出連續(xù)油管，然后插入導(dǎo)向器中，啟動注入頭馬達(dá)將連續(xù)管帶到夾持塊中。用吊車吊起注入頭，將連續(xù)管伸出合適長度。將注入頭與防噴器上方連接好，支好四個支腿，并四周拉好繃?yán)K。調(diào)整滾筒角度，使進(jìn)入注入頭的連續(xù)油管方向與滾筒軸線垂直。然后運(yùn)行注入頭馬達(dá)，即可進(jìn)行連續(xù)油管的下放和收回作業(yè)。

1.3 技術(shù)參數(shù)

（1）滾筒卷管量：1 1/2in 4000m 1 1/4in 5500m；（2）注入頭：最大提升力180kN，最大下推力90kN；（3）注入頭最高運(yùn)行速度：60m/min；（4）隨車起重機(jī)最大起吊量：12t；（5）運(yùn)載車驅(qū)動形式：8×4；（6）發(fā)動機(jī)型號：WP12.440，功率：323kW/2100r/min；（7）整車外形尺寸（長×寬×高）：12200mm×2550mm×4000mm。

1.4 技術(shù)特點(diǎn)

（1）底盤車與上裝設(shè)備布置采用一體化設(shè)計模式，整車布置合理，結(jié)構(gòu)緊湊，能滿足絕大多數(shù)井場的工況要求，作業(yè)效率高。（2）底盤采用8×4驅(qū)動形式，寬輪胎，穩(wěn)定性好，承載能力強(qiáng)。（3）液缸升降式控制室，升降平穩(wěn)，工作可靠。作業(yè)時，可清楚地看到滾筒和注入頭的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，內(nèi)部加裝空調(diào)和暖風(fēng)，空間寬敞舒適。（4）滾筒外緣直徑達(dá)3000mm，容管能力強(qiáng)，運(yùn)載車采用直梁式結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度好，保證整車的通過性要求。（5）開發(fā)注入頭夾緊機(jī)構(gòu)滾子試驗裝置和滾子軸承，解決了滾子軸承壽命短和潤滑不便的問題。（6）采用注入頭馬達(dá)直接驅(qū)動鏈輪，取消減速箱，縮短軸向尺寸，結(jié)構(gòu)緊湊。（7）首次在連續(xù)油管作業(yè)車上采用折臂帶絞車式隨車起重機(jī)，起吊噸位大，能夠滿足作業(yè)需要，避免常規(guī)直臂隨車起重機(jī)偏心布置而造成的運(yùn)載車偏重。

2 應(yīng)用前景分析

新型連續(xù)油管作業(yè)機(jī)的研制成功將有利于提升我國連續(xù)管裝備的整體水平，滿足油田日益增長的作業(yè)需要，打破國外技術(shù)壟斷，具有重要的現(xiàn)實意義。與國外同類型設(shè)備相比，具有明顯的優(yōu)勢：（1）底盤車與上裝設(shè)備布置采用一體化設(shè)計模式，整車布置合理，結(jié)構(gòu)緊湊，能滿足國內(nèi)井場的道路條件；（2）在研制時能最大限度地滿足國內(nèi)用戶的個性化需求；（3）維修和配件服務(wù)及時周到；（4）性價比高。

同時，也應(yīng)清醒地看到差距，國外在這方面有幾十年的設(shè)計制造經(jīng)驗，部件配套已成系列化，整機(jī)性能可靠性高，操作易于人性化，未來還有一段路要走，相信隨著連續(xù)管作業(yè)技術(shù)的逐步完善和推廣，連續(xù)管裝備的應(yīng)用會越來越多，經(jīng)濟(jì)效益顯著提高，必將有廣闊的市場前景。