旋升式鉆機(jī)現(xiàn)場(chǎng)安裝工藝要點(diǎn)分析

范文秀

（蘭州蘭石石油裝備工程股份有限公司，甘肅 蘭州 730300）

引言

近年來(lái)我國(guó)石油產(chǎn)業(yè)得到了快速的發(fā)展，專用石油鉆機(jī)裝備不斷更新，出現(xiàn)了適用于陸地、沙漠及海洋區(qū)域的多型石油鉆機(jī)。隨著石油鉆機(jī)的發(fā)展，其驅(qū)動(dòng)方式逐漸由早期的機(jī)械驅(qū)動(dòng)升級(jí)為現(xiàn)代的SCR直流驅(qū)動(dòng)與機(jī)電復(fù)合驅(qū)動(dòng)等類型。陸地石油鉆機(jī)的井架類型主要有A型、K型、塔型及桅桿型等，其中因K型井架在整體剛性、經(jīng)濟(jì)性及拆裝可操作性等方面優(yōu)勢(shì)更為突出而得到了廣泛的應(yīng)用[1]。按照底座結(jié)構(gòu)的不同，石油鉆機(jī)可以分為隨升式鉆機(jī)、雙升式鉆機(jī)及旋升式鉆機(jī)等，其中旋升式鉆機(jī)在穩(wěn)定性及運(yùn)動(dòng)性能方面的優(yōu)勢(shì)較為突出，因而應(yīng)用十分廣泛。

1 旋升式鉆機(jī)主要結(jié)構(gòu)與起升特點(diǎn)

石油鉆機(jī)主要由起升系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、檢測(cè)顯示系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、鉆機(jī)底座及其他輔助系統(tǒng)組成。蘭石裝備設(shè)計(jì)的旋升式鉆機(jī)井架支腳在底座下基座內(nèi)，底座為彈弓式平行四邊形機(jī)構(gòu)，常見(jiàn)的起升方式為動(dòng)力絞車(chē)起升，井架通常為K型[2]。由于旋升式鉆機(jī)的底座與井架共用一套人字架與動(dòng)力絞車(chē)起升系統(tǒng)，因而井架與底座的起升可使用同一起升大繩，如圖1所示。

2 旋升式鉆機(jī)安裝要點(diǎn)

2.1 安全控制要點(diǎn)

為了保證旋升式鉆機(jī)現(xiàn)場(chǎng)安裝的安全性，應(yīng)保證所有工作人員上崗前都經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)與考核，特種作業(yè)人員須持證上崗；制定符合HSE的現(xiàn)場(chǎng)操作安全規(guī)范，保證安全防護(hù)裝備齊全并正確穿戴；當(dāng)發(fā)生雷電、暴雨、大霧、大雪、沙塵天氣導(dǎo)致能見(jiàn)度低于30 m或者風(fēng)力達(dá)到6級(jí)以上時(shí)，須暫停吊裝作業(yè)及高空安裝作業(yè)；在夜間或者光照條件不良的白天，盡量不安排井架與底座的起放作業(yè)，室外溫度低于-20℃或者風(fēng)速超過(guò)16.5 m/s時(shí)，不得實(shí)施井架與底座的起放作業(yè)施工；吊裝、轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備在開(kāi)啟前應(yīng)確保所有危險(xiǎn)部位有完整的防護(hù)，設(shè)備處于工作狀態(tài)時(shí)嚴(yán)禁進(jìn)行任何維護(hù)或維修工作；安裝工程中使用的吊裝與搬運(yùn)設(shè)備使用前需要確保其性能正常，吊裝或搬運(yùn)的設(shè)備不得超過(guò)吊裝機(jī)械與搬運(yùn)機(jī)械的額定載重；吊裝作業(yè)過(guò)程中應(yīng)按照吊裝半徑劃定安全警戒線，嚴(yán)禁任何人員或動(dòng)物進(jìn)入警戒線內(nèi)。

圖1 旋升式鉆機(jī)起升示意圖

2.2 安裝通用工藝要求

旋升式鉆機(jī)現(xiàn)場(chǎng)安裝作業(yè)對(duì)系統(tǒng)性與專業(yè)性要求較高，施工前工作人員應(yīng)充分了解鉆機(jī)的整體結(jié)構(gòu)及安裝工藝要求；安裝前須檢查零部件是否存在變形、彎曲、劃傷、銹蝕、裂紋或者斷裂等問(wèn)題；銷(xiāo)孔與銷(xiāo)軸處應(yīng)保持清潔，轉(zhuǎn)動(dòng)部位的銷(xiāo)孔須抹潤(rùn)滑脂，轉(zhuǎn)動(dòng)部位的銷(xiāo)軸安裝結(jié)束后須穿開(kāi)口銷(xiāo)防墜落；吊裝井架與底座等重量較大的構(gòu)件時(shí)應(yīng)使用專用吊耳，整體安裝順序應(yīng)是自上而下，由中央向外部；現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中嚴(yán)禁使用鐵榔頭直接錘擊零件，磕傷、劃傷的零部件應(yīng)在修復(fù)完成后再安裝；安裝施工周?chē)? m內(nèi)應(yīng)避免存在電焊、打磨、噴涂或者氣切割等施工作業(yè)，以免污物影響零部件裝配質(zhì)量；所有零部件在安裝前應(yīng)檢查配合尺寸是否滿足圖紙要求，超差零部件應(yīng)返修處理。

2.2.1底座安裝要點(diǎn)

以井眼中心為基準(zhǔn)，按照鉆機(jī)平面布置圖及底座底層圖紙要求放樣，劃出縱向、橫向井眼中心線和基座內(nèi)側(cè)邊線。根據(jù)鉆機(jī)總體基礎(chǔ)圖，在預(yù)先打好的基礎(chǔ)上安裝，其基礎(chǔ)面的平面度允差3 mm，否則應(yīng)采取措施保證平面度要求。在基礎(chǔ)上將底層位置找正好，劃出井眼中心線及基座位置線，先擺放好左前基座和右前基座，再用銷(xiāo)子、抗剪銷(xiāo)和別針將左中基座和右中基座連接安裝在合適的位置，再將左、右水箱與左、右中基座用相應(yīng)的銷(xiāo)子、抗剪銷(xiāo)、別針連接，然后用絞車(chē)前后梁、絞車(chē)前后下梁、拉梁、底拉梁及斜拉梁與相應(yīng)的銷(xiāo)子、抗剪銷(xiāo)和別針將左右兩部分基座連接在一起。將左、右前立柱，前、后斜立柱，左、右后立柱的下端用相應(yīng)的銷(xiāo)子和別針連接在底層下座相應(yīng)的位置上安裝底拉梁、斜拉梁與左、右基座連成一體，銷(xiāo)軸的安裝方向應(yīng)遵循在能正常使用的前提下方便裝、拆的原則。底座底層安裝完畢后，在兩個(gè)前基座主梁下方的井眼中心指示牌與橫向井眼中心線對(duì)齊并成一條線，以橫向井眼中心線為基準(zhǔn)，分別在此線兩側(cè)找出相同距離的兩點(diǎn)，左右基座對(duì)稱標(biāo)出，然后四點(diǎn)拉出對(duì)角線，復(fù)核底層放樣尺寸是否正確。將左、右上座用相應(yīng)的銷(xiāo)子和別針連接在底層左右前基座相應(yīng)的位置上。低位安裝梯子，將立根盒梁用相應(yīng)的銷(xiāo)子和別針與左、右上座相連接；將頂層前、后梁用相應(yīng)的銷(xiāo)子和別針與左、右上座相連接，再安裝轉(zhuǎn)盤(pán)梁、防噴器導(dǎo)軌裝置、鉆工房支架（固定座）及風(fēng)道安裝臺(tái)等。

2.2.2 轉(zhuǎn)盤(pán)安裝要點(diǎn)

轉(zhuǎn)盤(pán)的固定方式一般為凹凸定位塊和耳板連接形式，凹凸定位塊分別焊接于轉(zhuǎn)盤(pán)梁和轉(zhuǎn)盤(pán)本體上，雙耳板和單耳板分別焊接于轉(zhuǎn)盤(pán)本體和轉(zhuǎn)盤(pán)梁上。安裝轉(zhuǎn)盤(pán)前要進(jìn)行找正，其具體操作如下：

以底座底層前后左右四個(gè)方位的井眼中心指示牌為基準(zhǔn)，放線拉出井眼中心，調(diào)整轉(zhuǎn)盤(pán)，使轉(zhuǎn)盤(pán)中心與井眼中心線重合，同時(shí)參考左右上座的鋪板間隙微調(diào)轉(zhuǎn)盤(pán)，對(duì)中允差≤Φ20 mm，裝配的過(guò)程可通過(guò)千斤頂調(diào)整轉(zhuǎn)盤(pán)位置，使轉(zhuǎn)盤(pán)先就位固定，配焊凹凸定位塊和單雙耳板，然后焊牢定位塊，擰緊聯(lián)接螺栓；吊裝獨(dú)立驅(qū)動(dòng)鏈條箱就位，以轉(zhuǎn)盤(pán)輸入軸軸端的連接法蘭為基準(zhǔn)，打表找正鏈條箱輸出軸法蘭，轉(zhuǎn)盤(pán)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)裝置輸出軸法蘭與轉(zhuǎn)盤(pán)輸入軸法蘭兩端面之間平行度允差≤1 mm（在依次相差80°的四點(diǎn)測(cè)量），同軸度≤Φ0.5 mm，焊接定位塊。安裝萬(wàn)向軸，萬(wàn)向軸的傾斜角度≤3°～5°；鏈條箱固定就位后，找正安裝電機(jī)，電機(jī)軸頭與轉(zhuǎn)盤(pán)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)裝置輸入軸法蘭同軸度≤Φ0.5 mm，安裝齒套，焊接定位塊；配裝風(fēng)道：風(fēng)機(jī)就位到上座相應(yīng)位置后，從電機(jī)出風(fēng)口到風(fēng)機(jī)，之間的風(fēng)道和法蘭根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際尺寸配焊制作；配裝獨(dú)立驅(qū)動(dòng)裝置潤(rùn)滑系統(tǒng)。

2.2.3 井架安裝要點(diǎn)

低位組裝人字架總成并吊裝就位；井架Ⅰ段與Ⅱ段螺栓按照?qǐng)D紙預(yù)緊力要求把緊，然后與井架支座銷(xiāo)子連接；左右Ⅰ、Ⅱ段組件吊裝就位，低支架支在Ⅱ段端頭下部，安裝背扇鋼架；依次將井架的左、右Ⅲ段至Ⅴ段擺放在地面上，各段之間用銷(xiāo)子連接好，形成左、右兩大片架；用龍門(mén)吊和汽車(chē)吊配合，整體吊起左片（右片），與已安裝的Ⅱ段之間連接好，Ⅴ段下部支好低支架；從背扇鋼架開(kāi)始依次安裝所有鋼架、斜拉桿；吊裝天車(chē)，與頂段之間連接牢靠，無(wú)論是銷(xiāo)子連接還是螺栓連接，必須采取防松措施；管匯安裝走向平直，固定管夾處固定牢靠，管夾內(nèi)部采取減震措施；將井架從頂段上的吊耳吊起，將高支架推放至相應(yīng)位置，然后松鉤使井架平穩(wěn)落在高支架上；井架起升后再安裝登梯助升裝置、防墜落裝置、逃生裝置等有礙井架起升的部件；穿起升大繩前應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的檢查，確保無(wú)扭結(jié)、壓扁、電弧燒傷、銹蝕等，要求單根起升大繩誤差±50 mm，兩根起升大繩差不超過(guò)20 mm。

3 結(jié)語(yǔ)

石油產(chǎn)業(yè)作為重要的基礎(chǔ)型工業(yè)，其裝備制造與安裝水平對(duì)于保障石油產(chǎn)出具有重要的影響。本文以旋升式鉆機(jī)為例，介紹了底座、轉(zhuǎn)盤(pán)以及井架等構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)安裝要點(diǎn)，旨在提高旋升式鉆機(jī)現(xiàn)場(chǎng)安裝水平，為類似石油鉆機(jī)安裝工程提供借鑒。