国内外石油钻机新技术及发展趋势

本文重点介绍了国内外钻机的先进技术：意大利全液压钻机和小井眼、顶部驱动钻机、套管钻机及宝鸡石油机械有限责任公司研制成功的12000米特深井石油钻机等,如代表了石油钻机的最新技术。最后介绍石油钻机的发展趋势。     

ZJ30型钻机网电改造

为响应国家节能减排降耗要求,胜利油田对在用的部分钻机进行网电改造。介绍了网电钻机的前期调研情况,对网电钻机的改造方案进行了论述,描述了网电钻机改造后的使用情况,展望了网电钻机的前景。     

立轴式与全液压动力头式地质岩心钻机使用比较

通过对立轴式钻机和全液压动力头钻机的构造、使用和技术经济情况及维修性情况对比。结果表明,动力头钻机不仅在搬迁和使用方面要优于立轴式钻机,而且在钻进施工的效率和经济效果方面也要优于立轴式钻机。     

自动化钻机研发理论

钻机行业竞争日益激烈,钻机作业环境也日趋复杂,针对效率高、性能可靠、安全风险小的自动化钻机研发已迫在眉睫。本文从研发角度介绍了自动化钻机研发的思路和方法,以及自动化钻机研发过程中应该注意的问题和解决办法。     

电动钻机步进式平移结构应力监测及强度分析

步进式平移可实现钻机前后左右整体移动,具有移动快速、操作便捷的特点,在丛式井组中应用广泛。针对 在役电动钻机加装步进式平移装置后,能否满足满立根情况下钻机整体平移的问题,开展了钻机平移结构应力监测试 验研究,以川庆钻探公司一台ZJ50DBS 钻机为研究对象,通过有限元分析找出钻机平移时结构受力较大部位的应力 监测点,在钻机无立根工况下进行钻机平移应力监测,再在试验数据分析结果基础上,以强度校核结果为目标值,对钻 机结构有限元模型进行修正,最后在修正模型上施加满立根载荷进行钻机整体平移受力分析。分析结果表明,该钻机 在底座安装步进式平移装置后,能够满足在满立根情况下的安全平移。     

对石油钻机设备配套的几点看法

现代石油钻机是由一整套设备组成的一个设备系统。钻机设备配套是一项科学严谨的程序化过程。主要包括钻机设备制造技术协议的签订,其中包括钻机设计基本原则、钻机设计相关技术标准规范、总体布置方案、部件细节描述和随机技术文件,以及钻井公司与监理公司人员的设备驻厂监造及钻机设备投产首口井的试运行等。只有通过设备配套全过程的精心工作,才能拥有理想适用的钻机设备。     

全液压钻机液压系统的设计计算

就目前国内外生产的水井钻机现状来看,液压传动动力头式钻机是当前水井钻机发展的主要趋势。本文就全液压传动动力头式水井钻机的全液压系统进行了设计分析。     

煤矿坑道钻机状态监测与故障诊断技术研究现状及展望

煤矿坑道钻机自动化和智能化程度的提高、作业范围和应用场景的扩展,使其系统复杂性和工作环境恶劣程度随之增加,对煤矿坑道钻机可靠性提出新的挑战。为有效降低因钻机故障带来的安全风险,提升钻机全寿命周期的任务品质,煤矿坑道钻机状态监测与故障诊断技术应运而生。首先从钻机状态参数采集、数据处理、诊断方法、系统应用等四个方面对煤矿坑道钻机关键系统状态监测和故障诊断技术研究现状进行总结分析,然后在故障预测与健康管理(prognostics and health management, PHM)技术基本概念的基础上根据集中式与分布式结合的方式提出了坑道钻机PHM技术框架,最后对煤矿坑道钻机PHM技术发展趋势进行展望,旨在为新一代煤矿坑道钻机及相关煤矿机械装备PHM技术的研究开展提供参考和借鉴。     

共用DSM的模块钻机总体与结构设计浅析

锦州25-1南Ⅱ期WHPE模块钻机是中国海洋石油的第1台两平台共用钻井支持模块(DSM)的模块钻机。介绍了该模块钻机的工程项目概况,与常规模块钻机比较,共享DSM的模块钻机有不同于常规钻机的设计特点。从模块钻机总体设计方案和结构设计两个方面分析,详细介绍了总体设计方案和设计特点,探究其结构形式和优化设计,采用SACS有限元分析软件对模块钻机结构进行强度分析,结果表明,结构强度满足规范要求。通过重量控制,该模块钻机结构钢材利用率更高。为海洋模块钻机的总体、结构设计提供参考。     

全液压钻机的维护和故障排除

本文在总结多年全液压钻机使用的基础上,对全液压钻机使用中注意的事项作了总结,针对我公司的Z90-1全液压钻机的使用情况,分析全液压钻机常见的故障,提出了解决的办法。     

通过机械能耗管理提高钻井效率

通过对钻机机械能耗（MSE）的分析和能耗试验研究,从而最大限度地提高钻井速度（ROP）,提出了开展钻机系统能耗研究的有关问题,并分析了钻机在钻井过程中各工况下的能耗关系,指出了影响机械能耗效率的重要原因.结果表明,钻机系统能耗研究成果应用于钻井生产不仅可获取可观的经济效益,而且对提高钻机管理水平和钻井速度,延长钻机寿命等都有着重要意义.     

瓦斯抽放钻机传动系统的研究与优化设计

瓦斯抽放钻机是瓦斯抽放的关键设备,它的研究设计合理与否决定了瓦斯抽放钻机的工作能力和工作可靠性及制造成本的高低,本文研究了钻机传动系统的研究流程图,并提出了研究瓦斯抽放钻机传动系统设计方案,通过建立齿轮传动系统动力学模型,然后并进行动态优化设计,最后建立瓦斯抽放钻机传动系统虚拟样机及动态仿真.对设计出性能优良、抗振性能好的钻机传动系统,提供了理论依据和研究设计方法,有效的提高了瓦斯抽放钻机的工作能力和工作可靠性.     

浅析浮吊资源对模块钻机设计方案的影响

浮吊是模块钻机海上安装的重要设施,其配置情况对设计方案有重大影响。针对不同浮吊资源配置情况对模块钻机设计方案的影响进行了研究,对相应的模块钻机撬块划分方案进行了分析、总结,对后续模块钻机设计提供一定借鉴。     

ZJ70/4500LDB型机电复合驱动钻机的设计

ZJ70/4500LDB新型机电复合驱动钻机具有成本低、结构及操作维护简单,同时解决了机械统一驱动钻机转盘转速与泥浆泵冲次相互制约、转盘动力爬台、驱动路线长等问题。该钻机结构简单、高效节能、兼有电动钻机的特点,安全性高、移运方便等特点,是一款经济实用、性价比高的新型钻机。     

线性规划在优化钻机动迁方案中的应用

钻井工程是油气田开发过程中的投资大项,而钻机服务费又是总钻井成本的主要构成,通过优化项目开发期 间的钻机动迁方案,可以有效降低投资成本。结合工作实践,针对如何在开发期内优化钻机动迁的问题,探讨了混合 整数线性规划方法在伊拉克哈法亚油田钻机动迁方案优化中的应用,为项目运作的合理安排提供了科学的决策依据。 不同于传统的钻机年度计划安排,混合整数线性规划利用了整个开发期的信息,以最小化钻机服务费为目标函数,根 据年度钻井数量确定约束条件,优化模型求得开发期内每年需要各种钻机的数量。模型解优于年度钻机动迁计划,同 时模型适应性强,响应快,最优解会根据工作量和约束条件的变化而调整,可以有效地提高工作效率。     

石油钻机的基本参数计算原理

为了实现石油工业的现代化,急需提供大量新型钻井设备,尤其是陆地深井钻机和海上钻井设备。我国过去根据旧标准ZJ411—60所设计制造的2000米、3200米和5000米钻机,其基本参数比世界先进水平落后很多,如钻机的最大起重量较低,致使钻机的机动性很差,又如其泵压偏低,阻碍了喷射钻井新工艺的推广。近年来我国进口一部分外国钻机,它们在参数制定和选用上也莫宗一是,为了避免混乱现象,急需制订我国钻机系列和基本参数的新标准,以作为发展新钻机的依据。但是,过去编制钻机参数时大多采用经验统计法,科学根据较少,本文试图概括说明参数确定的工艺基础,揭示工艺参数与钻机参数、主参数与其他     

液压模块钻机的结构设计特点及其在南海油田的应用

中国南海某油田块液压模块钻机是中海油第一台自行设计并应用的海洋液压模块钻机,具有轻量化、自动化程度高、作业安全性高等特点。对海洋液压模块钻机的钻井设备模块、泥浆模块、固控模块进行结构有限元分析,从3方面总结了海洋液压模块钻机的结构特点,并与常规模块钻机从重量方面进行对比分析。结果表明,海洋液压模块钻机结构强度满足要求,同时重量得到了大幅降低,可以满足各个工况下平台的结构强度和桩基承载力要求,项目最终得以顺利实施。     

钻机固控系统设计的相关问题探讨

就不同钻机固控系统在现场使用中出现的一些问题，提出了钻机固控系统设计上的一些改进意见和现场改造方案，为设计钻机固控系统提供参考。     

气动架柱式钻机的研制

根据矿井坑道钻孔的要求，对坑道钻机的技术指标、主要结构及原理、技术优点等进行了研究，研制了适合钻孔施工的气动架柱式钻机。钻机的体积与重量相比其他型式的钻机减少很多，只需人力就可以方便地移动，整机不需电源，提高了安全性。     

钻锚机器人人机安全避碰方法

为解决快速掘进系统中钻锚机器人无法实时监测辅助人员的运动,导致钻机与辅助人员可能发生非期望碰撞的问题,从钻锚机器人控制系统角度出发,提出一种钻锚机器人人机安全避碰方法。首先,基于深度视觉实时获取人体骨骼点图构建辅助人员球扫掠凸体碰撞检测模型,基于钻锚机器人三维模型构建钻机球扫掠凸体碰撞检测模型,并使用深度视觉传感器与钻机行程及角度传感器获取的数据实时更新辅助人员和钻机的碰撞检测模型;其次,针对钻锚作业中多人多钻机的碰撞检测,使用基于层次包围盒的碰撞检测方法在粗略的碰撞检测阶段实时检测与辅助人员距离最近的钻机及最短距离,当最短距离小于安全阈值时进入精细碰撞检测阶段实时计算辅助人员与该钻机的最短距离;然后,在钻机末端建立基于人工势场的虚拟排斥力,当钻机与辅助人员的最短距离小于安全阈值时,钻机末端产生虚拟排斥力,钻机进行避碰运动;最后,通过钻锚机器人人机安全实验验证了该方法的有效性和安全性。结果表明:在钻锚作业中钻机与辅助人员最近距离为0.10 m,大于发生碰撞的最短距离,所提方法可以确保钻机不与辅助人员发生非期望碰撞。