新型陆上快速安装钻井防喷器组装置技术方案

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1、新型陆上快速安装钻井防喷器组装置技术方案　　摘要：在石油钻井作业中，防喷器起到很重要的作用，从而防喷器组的安装装置也受到关注，钻井现场防喷器组安装方式费时费力，运输不方便且不安全，提高安装装置的自动化，将工人从繁重而不安全的工作中解放出来，保证人身安全是未来的发展趋势。本文从钻井防喷器组运输、安装、拆卸的角度出发，介绍了国内外钻井现场防喷器组安装装置的研究现状；对现有技术全方位的调研和理解，综合考虑目前安装装置的优点和存在的问题；提出了一种钻井作业防喷器组安装自动化水平的解决思路及技术方案；详细阐述了实现钻井防喷器组安装装置的自动

2、化关键技术，以及该装置的模块化设计，包括运输、安装、拆卸；最后展望我国钻机防喷器组安装装置自动化技术发展趋势。关键词：防喷器组；安装装置；自动化中图分类号：TE92文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）05-0047-031钻井作业井口防喷器组安装技术背景和存在的问题9我国各大油田钻井作业中，对井口防喷器的安装都采用手工操作。随着油井不断的加深，导致井下油气压力越来越高，对钻机设备和技术要求也越来越高，同时对井口防喷器组的要求也越来越高，从而使防喷器组的结构越来越复杂，体积也越来越庞大，安全性要求也随之提高，导致钻

3、井作业时对安装防喷器组配套设备的要求也相应提高。过去钻井现场多采用大钩提起、下放防喷器组或者手拉葫芦的方式安装[1]，使得防喷器组安装部位与井口难以对中、对接，操作困难。需要四五个人或更多的人才能完成防喷器组的安装，工人劳动强度大，疲劳度增强，突发事故增多，工人的人身安全得不到保证，同时既费时又费力，影响钻井作业效率。近年来国家对安全性问题提出了很严格的要求，在生产中必须保证人身安全；在钻井作业中，安装防喷器组的专用配套装置得到了更多的应用，是钻井设备安装工作中不可缺少的部分。2国内外钻井防喷器快速安装技术发展情况9国外对钻井防喷

4、器组安装装置的研究制造起步较早，大约在20世纪60年代，至今已开发了多种系列。如：J.D.NEUHAUSL.P公司研制的防喷器气动移动装置[2]，是为油田钻机专门设计的专用装置（图1）。该装置主要用于井口防喷器的多向移动，提升能力为100—1000kN，驱动形式为气动，提升用钢丝绳或高强度链条。可实现防喷器组起吊后的平稳、安全、同步运行、效率高。利用钻机自身的气源工作，无需其它辅助设备，在有污染、腐蚀、有毒、易燃易爆等各种工况下可以连续频繁作业，且定位准确安全可靠。国外几家公司的此类产品是机械行业的通用起重设备，能够适应海洋石油平

5、台，陆地等环境恶劣的石油钻井现场工作，但由于价格昂贵，国内陆地钻机很少使用。目前海洋石油平台安装钻井防喷器常用的是BOP吊，其工作原理是具有平行设置的一对钢梁，在钢梁上装配吊钩、滑轮组，在工字钢梁的一端设置有四组控制BOP吊的滑轮组。将吊钩、滑轮控制组通过钢丝绳连接在一起，控制吊钩的横向、纵向移动来完成防喷器组的安装[3]。该装置可以较快地完成对防喷器组在水平方向的对中移动，但吊装作业风险大，系统响应慢，安全稳定性较差。且由于海上石油平台空间局限，采用的设备通常因占地小、可靠性高而导致价格昂贵，维护费用高，不适合在陆地油田钻采井场

6、广泛使用。对于防喷器组的安装装置，在国内各石油装备研究所和制造商的共同努力下取得了一定的进步，油田现场使用的装置性能有所提高，对我国钻井技术的提高起到了积极的推动作用。目前国内的防喷器安装装置主要有针对现代新型电驱动钻机的设计理念及现场要求，研制出了全液压控制、1人单工位操作就可完成钻机防喷器组吊装中对工作的防喷器安装系统（图2）和TJ2-41型防喷器安装装置（图3）。9钻机防喷器安装系统[4]，工作和机构原理是将防喷器组的安装分解为两个主要动作：首先将防喷器组提升以及下放，然后将防喷器组提起后移送并放置到井口。防喷器组提升及下放

7、是通过滑轮和钢丝绳将液压缸活塞杆水平移动改变为垂直移动，即为升降作业。为了使钢丝绳两端提吊力平衡，在两个动滑轮之间的一根钢丝绳中部要绕过一个固定在吊装装置骨架上的平衡滑轮。防喷器组提起后移送采用液压马达经减速后驱动滚轮在轨道上水平移动，通过滚轮架、支架体和吊装装置骨架来实现所起吊设备的水平移动；安全性较差国内很少使用。TJ2-41型石油钻井防喷器安装装置[5]的结构见图3，主要由外方套、横梁、导轨、小车、手拉葫芦等组成。外方套和井架焊为一体，可随井架搬迁；横梁装于外方套内，拆装防喷器时可以拉出，不用时可以收回；导轨通过专用卡爪同横

8、梁连为一体，手拉葫芦通过小车悬挂于导轨上，并可沿导轨在水平方向上移动；在进行防喷器拆装作业时，首先把小车两侧两轮装入导轨，手拉葫芦悬挂于小车上，再用专门绳套兜住防喷器的两侧缸头，然后拉动葫芦导链平稳吊起防喷器，在水平方向移动到井口或从井口移至钻台以