后置式SGJ600—21固井車研制

張也

摘 要：后置式SGJ600-21固井車主要用于油氣田深井、中深井、淺井的各種固井作業(yè)。該設備以國產(chǎn)載重越野底盤作為載體，集成了液壓系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、高低壓管匯、電控系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、STP600泵、潤滑系統(tǒng)和ACM-IV.II代自動混漿系統(tǒng)等。采用全新的配置和布局方案，大幅提升了整機操作維護性，降低了操作人員勞動強度，在安全性方面也有一定的提升?，F(xiàn)場試驗結(jié)果表明，該固井車自動控制程度高、固井質(zhì)量好，能較好地滿足油田特殊固井作業(yè)的要求。

關鍵詞：氣路系統(tǒng)；ACM-IV.II；動力系統(tǒng)；電控系統(tǒng)

中圖分類號：TE925.5 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.09.116

固井施工是鉆井工程中一項重要的完井工藝，固井質(zhì)量關系著一口井的壽命，也影響到了油氣的開采效率，固井車是固井施工作業(yè)的關鍵設備。近年來，常規(guī)油氣田的發(fā)現(xiàn)逐漸減少，新增油田多分布于山區(qū)、森林等地，井場道路條件惡劣，對設備的尺寸和質(zhì)量都有了更加嚴格的限制。同時，隨著新型鉆井工藝的逐步推廣和應用，固井施工的難度也在不斷增加，對固井車的技術性能及操作維護性提出了更高的要求。

為了滿足油田固井施工對裝備的需求，應進一步提升固井水泥車的使用性能，降低設備采購、使用成本，降低使用人員勞動強度。第四石油機械廠自主研制了全新布局和配置的后置式SGJ600-21固井車。

1 技術分析

1.1 結(jié)構

如圖1所示，后置式SGJ600-21固井車主要由底盤、高低壓管匯、儀表顯示及控制系統(tǒng)、柱塞泵、潤滑系統(tǒng)、操作平臺、混漿系統(tǒng)、計量罐、動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等部分組成。整車由計算機自動控制混漿，車臺柴油機和底盤柴油機同時驅(qū)動。該設備具有自動混漿及二次混漿功能，整車的操作由電路系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)來實現(xiàn)。

1.2 主要技術參數(shù)

主要技術參數(shù)如下：

最大工作壓力：45 MPa；

最大清水排量：2 100 L/min；

最大混漿能力：2 300 L/min；

水泥漿密度控制范圍：1～2.5 g/cm3；

水泥漿密度精度：±0.024 g/cm3；

整機移運狀態(tài)時總質(zhì)量：24 t；

整機外形尺寸（長×寬×高）：10.0 m×2.5 m×4.0 m；

環(huán)境溫度：-35～+50 ℃。

各種工況下性能參數(shù)見表1。

2 技術關鍵

2.1 整機布局

整機按功能進行分區(qū)布局，將動力區(qū)、混控區(qū)和高壓作業(yè)區(qū)沿車身方向前后布置，計量罐與混漿罐并排布置，相較原有車型減少了2/3管路，清洗污水用量大幅降低。采用臥式水箱進行散熱，由馬達直接驅(qū)動，設備散熱性能不受發(fā)動機性能影響，高溫適應能力增強，且整機長度縮短，設備移運性能提升。柱塞泵后置將操作區(qū)與高壓區(qū)分開，提高了設備使用的安全性，維護、保養(yǎng)更加便利。

2.2 ACM-IV.II自動混漿系統(tǒng)

ACM-IV.II自動混漿系統(tǒng)主要由液位-密度自動控制系統(tǒng)及混合裝置組成，能夠?qū)崿F(xiàn)固井作業(yè)水泥漿設定密度-排量自動混配功能。

ACM-IV.II相較ACM-IV.I采用全新的控制系統(tǒng)，如圖2所示。具有更高效的人機操作，操作員在每個顯示界面上都能通過數(shù)個獨立的虛擬按鍵進行相關的作業(yè)操作，清零、超壓復位、作業(yè)設置更改等混漿作業(yè)過程中途出現(xiàn)的操作需求能夠在對應顯示區(qū)域動態(tài)顯示和動態(tài)操作，降低了操作頻率、提高了操作效率，徹底擺脫了實體按鍵復用帶來的誤操作隱患和培訓代價。

在混合裝置方面，ACM-IV.II采用全新的A&A高能噴射器，與上一代HEMI混合器相比，結(jié)構簡單、安裝尺寸變小、使用壽命增長、易于清潔維護，同時，優(yōu)化了內(nèi)部結(jié)構，混漿能力有所提升。

2.3 低壓管匯系統(tǒng)

低壓管匯系統(tǒng)由循環(huán)-灌注泵、噴射泵、供水泵和蝶閥組成，通過管線與混漿罐、混漿系統(tǒng)、計量罐和外部水源連接，實現(xiàn)了水泥漿的初次混配和二次循環(huán)，如圖3所示。為了減少易損件更換和離心泵維護次數(shù)，將循環(huán)-灌注功能由一臺離心泵集成實現(xiàn)，減少了管路數(shù)量，縮短了長度。三臺離心泵均布置于整機裸露部位，維護保養(yǎng)空間大、維保工作勞動強度低。

3 試驗及應用效果

3.1 型式試驗

2016-03完成設備試制后，在廠內(nèi)開展了相關的型式試驗工作。試驗介質(zhì)為清水，試驗對整機液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、氣控系統(tǒng)等進行了功能試驗，對發(fā)動機、離心泵和傳動箱等進行了作業(yè)性能試驗，對柱塞泵進行了跑和、靜壓和負載試驗等。試驗結(jié)果表明，后置式SGJ600-21主要技術指標和主要功能需求均達到設計要求。

3.2 應用效果

2016-04，1臺后置式SGJ600-21發(fā)往吉林油田用戶，在1年的使用過程中，作業(yè)效果比較理想，固井質(zhì)量良好。與傳統(tǒng)設備相比，該固井車供灰穩(wěn)定性好，水泥漿密度控制準確，維護保養(yǎng)便利，自動化程度高，可由1人獨立完成固井施工作業(yè)中固井車的操作和控制，滿足了惡劣環(huán)境固井作業(yè)的要求。

4 結(jié)束語

后置式SGJ400-30固井車是針對油田惡劣的道路條件、降低操作人員的勞動強度、提高作業(yè)安全性而研制的固井設備，其與常規(guī)固井設備相比具有以下優(yōu)點：①ACM-IV.II自動混漿系統(tǒng)密度控制更加精準，人性化程度更高；配備A&A高能噴射器混漿性能相比以往的混漿系統(tǒng)有一定的提升。②整機設計布局更加合理，計量罐混漿槽并排同側(cè)布置，泥漿管線更短，清洗維護更方便；柱塞泵置于整車尾部，盤根更換和大泵維保方便，維保性提升。③臥式水箱散熱性能更好、高溫適應性強，且不占用車臺空間，整車布置更為緊湊，長度相比以往單泵固井車更短，惡劣道路環(huán)境適應性更好。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕