一種快速移運(yùn)鉆機(jī)的研制與應(yīng)用

中國(guó)石油大學(xué)（華東）許 京

南陽二機(jī)石油裝備（集團(tuán)）有限公司 劉欽祥 陳 述

ZJ20/1580CZ 車裝全配套鉆機(jī)是南陽二機(jī)石油裝備（集團(tuán)）有限公司（簡(jiǎn)稱RG集團(tuán)公司）為哈薩克研制的。該鉆機(jī)掛合、維修方便，搬家不需要吊車；拖掛鉆臺(tái)運(yùn)輸方便，改進(jìn)后的坡道可以大大減輕起下鉆（鉆桿上下鉆臺(tái)）的工作量。試驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，該鉆機(jī)具有搬家時(shí)間短、費(fèi)用低、拖掛車作業(yè)安全、井場(chǎng)電纜槽布置數(shù)量少的優(yōu)點(diǎn)，總體上滿足用戶的使用要求。

2010年RG 集團(tuán)公司為哈薩克斯坦布爾格勞鉆井有限公司生產(chǎn)了5套車裝鉆修機(jī)，經(jīng)過近一年的使用，哈方對(duì)該鉆修機(jī)的路面行駛能力、作業(yè)安全性、維護(hù)保養(yǎng)等方面給予了肯定，但搬家費(fèi)時(shí)費(fèi)力，加之吊車、平板運(yùn)輸車、牽引車等數(shù)量有限，因此經(jīng)常出現(xiàn)幾臺(tái)鉆機(jī)排隊(duì)等候搬家的局面，嚴(yán)重影響了鉆井公司生產(chǎn)。橇裝固控罐每次搬家需要2臺(tái)25T吊車同時(shí)起吊，每次吊裝完成后，吊車需要重新定位，如果是2臺(tái)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(tái)吊車。地面電纜槽、鉆臺(tái)、機(jī)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(zhǎng)又重，搬家時(shí)容易亂，主機(jī)為車裝鉆機(jī)，行駛過程中遇泥濘路需要司機(jī)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(shí)間要短，12 h內(nèi)必須完成全配套鉆機(jī)的搬運(yùn)，三是電纜、油氣管線盡量隨部件運(yùn)輸，四是地面電纜槽盡量輕便，五是主機(jī)為車裝自行式，前橋掛合時(shí)司機(jī)不需要下車。

一、技術(shù)分析

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的外圍固控罐等部件除做成橇座結(jié)構(gòu)外，還需將罐體、機(jī)泵組、MCC房體、發(fā)電機(jī)、空壓機(jī)及油水罐等固定在拖掛車上，工作時(shí)通過液壓支腿或機(jī)械支腿支撐地面，拖掛車上的部件不拆，直接工作，運(yùn)輸時(shí)通過牽引車拖運(yùn)，方便快捷；但是這種結(jié)構(gòu)工作時(shí)重心太高，相機(jī)泵組、空壓機(jī)、發(fā)電機(jī)等受運(yùn)輸限制，往往重心偏移，當(dāng)各部件高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)容易產(chǎn)生大幅度震動(dòng)，甚至發(fā)生危險(xiǎn)；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(yùn)輸平板，這將導(dǎo)致拖掛車總長(zhǎng)度加大，且加大部分對(duì)運(yùn)輸?shù)牟考緵]用。

如果地面電纜槽長(zhǎng)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(dú)放置則太重，兩種方式對(duì)搬家工來說勞動(dòng)強(qiáng)度很大。地面管匯、鉆桿等則可以通過抓管機(jī)來裝卸。

二、技術(shù)改進(jìn)

1.固控罐拖掛車。研制一種新型拖掛車，既能滿足運(yùn)輸要求，又能解決工作時(shí)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(yùn)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(shí)運(yùn)載車大梁直接落地，此時(shí)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(fā)電機(jī)、空壓機(jī)及MCC房等則直接固定在拖車上，工作和運(yùn)輸狀態(tài)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(dòng)力的油泵通過拖拉機(jī)或叉車驅(qū)動(dòng)，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(zhuǎn)向盤，工作時(shí)將機(jī)械支腿支起，因水泵電機(jī)很小，因而不存在震動(dòng)導(dǎo)致晃動(dòng)的問題，此拖車通過叉車或拖拉機(jī)牽引運(yùn)輸。

3.電纜槽及電纜。按井場(chǎng)布置要求擺放發(fā)電機(jī)、MCC房、空壓機(jī)、機(jī)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(nèi)，小電纜槽可以采用人工或叉車完成擺放工作。

4.鉆臺(tái)。TZT160B 拖掛鉆臺(tái)和拖掛貓道解決了鉆臺(tái)需要吊車完成安裝的難題，船型底座和井架基礎(chǔ)通過叉車完成安裝、拆卸任務(wù)。坡道采用凹進(jìn)鉆臺(tái)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)大大減少了上提鉆桿時(shí)鉆臺(tái)工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

5.主機(jī)。主機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤采用中間傳動(dòng)軸代替鏈條，以減少漏油環(huán)節(jié)，降低成本；分動(dòng)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(dòng)式地錨解決了每次鉆機(jī)定位必須鉆地錨的問題。

三、配套試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

第一套ZJ20/1580CZ鉆機(jī)的全配套試驗(yàn)于3月15日在RG公司第四試驗(yàn)場(chǎng)全面展開，第二套于4月5日開始配套，整機(jī)性能測(cè)試依據(jù)RG 公司車裝鉆機(jī)實(shí)驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行，用戶和監(jiān)理公司MODUSPEC的相關(guān)人員全程監(jiān)控。

1.主機(jī)試驗(yàn)部分。主要進(jìn)行大鉤載荷、抗風(fēng)能力、箱體傳動(dòng)及夜氣路系統(tǒng)壓降及運(yùn)載車路試驗(yàn)等試驗(yàn)。

2.外圍配套部分。主要進(jìn)行發(fā)電機(jī)、MCC、空壓機(jī)、固控部分、井控部分及機(jī)泵組試驗(yàn)等試驗(yàn)。

第一套鉆機(jī)于2011年5月底開始發(fā)運(yùn)，于2011年7月底到達(dá)烏津地區(qū)并開始鉆井作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)情況表明，完成1 800～2 000 m 的井深需要8～10 d 的時(shí)間，搬家時(shí)間為主機(jī)3 h 內(nèi)完成定位并開始一開作業(yè)，其他外圍配套設(shè)施需10～12 h 完成擺放，輔助設(shè)備包括叉車、運(yùn)輸平板、拖拉機(jī)液壓站等；扣除用戶自身原因共完成8 口井的鉆探作業(yè)，用戶現(xiàn)在正在洽談12年的訂貨事宜。