国外液压驱动石油钻机的新进展

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1、国外液压驱动石油钻机的新进展【摘要】介绍了加拿大Tesco公司新型套管钻机、挪威MH公司的RamRig钻机和意大利新型石油钻机等多种新型液压驱动钻机的结构特点、工作原理、特性、优点及使用范围。从这些钻机的新进展可以看出国外液压驱动石油钻机的发展趋势：(1)液压驱动是一种较好的驱动型式，并向全液压驱动型式发展；(2)更适合采用新的钻井工艺；(3)向全新模式钻机发展；(4)向多个小功率液马达传动发展。【关键词】液压钻机,特性,发展趋势在开发制造电驱动钻机的同时，国外先后推出了多种新型液压驱动石油钻机，并

2、在钻井中发挥了一定作用。笔者介绍近几年国外几种新型液压驱动石油钻机的新进展及发展趋势。加拿大Tesco公司新型套管钻机　　据美国WorldOil杂志1998年5月报道，加拿大Tesco公司开发的新型套管石油钻机，于1998年4月在该公司研究开发中心开钻，首次做套管钻井工艺和钻井装备试验，已取得初步成果。　　1.套管钻井　　套管石油钻机用套管代替钻杆，连续接套管钻进，利用特制的小绞车从套管内起下或更换钻头，一直钻到设计井深，钻井结束，套管也下完。用套管钻进时套管要承受扭矩载荷，为确保钻井安全，Tesc

3、o公司研究了一种适合钻井的套管螺纹。　　2.钻井液循环系统　　套管钻机采用顶驱钻井方式，顶驱水龙头的输出轴与套管联接，钻井液从顶驱水龙头进入套管内，经钻头进入套管与井壁的环形空间返回地面，再经钻井液净化系统除砂、除泥和除气之后，由钻井泵泵入顶驱，形成钻井液循环系统。　　3.钻头及其与套管的固定和起下　　套管钻机用钻头由钻进钻头和扩孔钻头组成。钻进钻头直径比套管内径小，可从套管内起下。在钻进钻头的上方接两个扩孔钻头，可伸出扩大直径，钻出比套管外径大的井眼；两扩孔钻头缩回时直径减小，此时可从套管中起下钻

4、进钻头。钻进钻头与井下套管端头采用特制的连接锁定装置联接。钻进钻头下入井底后，固定在连接锁定装置上，伸出扩孔钻头，开钻井泵，利用顶驱就可进行钻井作业。当钻头磨损需更换时，首先缩回扩孔钻头，打开连接锁定装置，停泵，再用起下钻头用的小绞车钢绳将钻进钻头从井底套管内起出地面。换好新钻头后，将此钻头下入井底，固定在连接锁定装置上，伸出扩孔钻头，开泵，即可再次钻进。　　4.套管石油钻机的优点　　采用自动送钻装置钻井，井身质量较好，机械钻速高，钻井成本降低；采用多个液压马达传动，钻机传动机构简单，体积小，占地面

5、积小，相对操作空间较大；采用全液压驱动型式，以单一的柴油机液压泵作动力源，投资少，功率利用率高；采用各种先进的钻井测录仪表，及时显示记录和储存实时钻井数据，为司钻提供钻井决策依据；套管钻井中无起下钻二层台操作，接套管作业在低位钻台面上进行，从而提高了操作的安全性和准确性，节约钻井成本30%～50%；利用特制小绞车起下套管钻井的钻头，与起下钻换钻头相比省时省力。挪威MH公司RamRig钻机［1］　　近几年来，挪威MH公司采用其特长的液压驱动技术及新颖的石油钻机构思方案，研制出RamRig钻机，已基本上

6、形成系列，大钩载荷为1500～10000kN，其中大钩载荷为4400kN的钻机，顶驱行程为32m；大钩载荷为3000kN的钻机，顶驱行程为30m。钻机的最高提升速度为2m/s。　　1.应用范围　　RamRig钻机可用于定向井、丛式井和水平井钻井及开窗侧钻等。若安装在海洋钻井平台上，可起下水下器具和隔水管等。该型钻机具有灵活组合特性，可满足快速钻井及各种钻井工艺的需要。如选1台、2台或3台钻机组合方式，可完成各种重复性作业，加快钻井速度和下套管速度。若采用2台组合(又称双驱石油钻机)，有两种作业方式：

7、一种是以1台钻机进行钻井作业，另1台起下水下钻井器具；另一种是以1台钻机完成下套管作业，另1台用于接两根套管作业，并将接好的套管排放整齐备用。　　2.结构特点与工作原理　　RamRig钻机由2个千斤顶液缸、游动滑轮组件、提升钢绳、平衡器组件、顶驱、特制井架、柴油机或AC电动机液压泵动力系统、钻台和底座、钻井控制室、钻井液循环系统等10个部分组成。　　(1)顶驱　RamRig钻机采用液压驱动顶驱及液压动力源。　　(2)提升系统结构与工作原理　以2个长冲程千斤顶液缸作为顶驱上下运动的动力源，2个液缸分别

8、固定在井架左右两大腿内侧。2个活塞杆的上端共同支承游动滑轮组件，在游动滑轮组件上装有4个(对中小型钻机)或8个滑轮(对大型钻机)。有4根或8根长度相等的提升钢绳，每根分别挂在1个滑轮上，钢绳绕过滑轮后，两端均向下，其中4个或8个钢绳活端与顶驱联接，4个或8个钢绳死端与底座中的平衡器组件联接，平衡器组件对4个或8个钢绳死端拉力起平衡作用。当2个活塞杆向上伸出时，滑轮向上运动使顶驱也向上运动；当2个活塞杆向下缩回时，滑轮向下运动使顶驱也向下运动。但是由于滑轮系统关系，顶驱