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一、Tesco公司頂驅(qū)發(fā)展的介紹
頂部驅(qū)動裝置從80年代初投入使用以來,大大改善了整個鉆井施工。但直到1992年,Tesco公司制造出第一臺陸地使用的輕便型液壓頂驅(qū)150HMI前,頂驅(qū)幾乎全是為海上鉆井平臺設(shè)計制造,并必須作為永久性設(shè)備安裝在井架上,從此適合于陸地井架的可拆卸頂驅(qū)開始得以發(fā)展。電動鉆機(jī)出現(xiàn)后,為了適應(yīng)電動鉆機(jī)的發(fā)展,從1996年開始,Tesco公司采用美國Kaman 公司PA44型永磁同步電動機(jī)結(jié)合其多年的液壓頂驅(qū)設(shè)計技術(shù),生產(chǎn)出了500ECI、650ECI和900ECI等多種電動頂驅(qū),同年就銷售了9臺。Tesco公司從1992年研制出第一臺陸上頂驅(qū)開始,就首先推出了頂驅(qū)出租現(xiàn)場服務(wù)業(yè)務(wù),通過總結(jié)現(xiàn)場經(jīng)驗和不斷的技術(shù)改進(jìn),到2002年底,Tesco公司已經(jīng)生產(chǎn)頂驅(qū)312臺,其中僅2002年一年,中石油就從Tesco公司購買了6臺頂驅(qū)。
二、Tesco頂驅(qū)的優(yōu)點(diǎn):
1、導(dǎo)軌與井架的連接固定,防止了導(dǎo)軌在立柱打鉆時的震動;
Tesco液壓頂驅(qū)的導(dǎo)軌固定機(jī)構(gòu),由固定在井架指梁上的F爪通過正反螺絲與導(dǎo)軌背筋上固定的耳板連接在一起,在不傳遞扭矩的情況下,把導(dǎo)軌和井架連接在一起,防止了由于頂驅(qū)在鉆進(jìn)過程擺動帶動導(dǎo)軌震動,震動幅度過大,會損壞導(dǎo)軌,甚至發(fā)生危險。
2、不同長度的導(dǎo)軌隨意組合,可滿足各種井架高度;
Tesco液壓頂驅(qū)的導(dǎo)軌系統(tǒng)由一個18.5′的1″鋼絲繩、一個18.5′的反扭矩T字梁的安裝導(dǎo)軌、5個18.5′的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌、一個10′的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌和一個5′的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌以及一個3.5′導(dǎo)向?qū)к壗M成。反扭矩梁的安裝導(dǎo)軌可以正反使用,鋼絲繩為導(dǎo)軌的頂部懸掛部分,可以隨意調(diào)節(jié),這樣導(dǎo)軌就可以最大限度的滿足各種井架高度,方便安裝。而且標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌上的背筋可以在任何位置滿足導(dǎo)軌和井架指梁通過正反螺絲的固定。
3、絞車安全互鎖機(jī)構(gòu),防止了鉆具的損壞;
Tesco液壓頂驅(qū)獨(dú)有的絞車安全互鎖機(jī)構(gòu),在頂驅(qū)抓握器抓緊的情況下,鎖死絞車滾筒離合器,防止司鉆在抓握器抓住鉆具時上提鉆具,損壞鉆桿和保護(hù)接頭的絲扣,甚至出現(xiàn)更嚴(yán)重的事故。而安裝在司鉆剎把上的安全按鈕可以解除互鎖,為頂驅(qū)的操作提供了方便和安全保護(hù)。
4、可移動的抓握器方便了保護(hù)接頭的更換
Tesco液壓頂驅(qū)的抓握器能適合3 1/2″至9″外徑的鉆具接頭,其特殊的油路設(shè)計,可以使抓握器的夾持力最大達(dá)到620KN,滿足鉆具上卸扣的要求。最方便的是Tesco液壓頂驅(qū)的抓握器可以上下移動,最大位移可以達(dá)到29″,為安裝各種鉆具接頭提供了方便。通過頂驅(qū)上的一個針形閥,可以鎖死使抓握器移動的一個221/2″的液缸,這時抓握器只能移動61/2″,可以方便的抓在保護(hù)接頭和鉆桿接箍上,為在井架任意高度上卸鉆具和旋轉(zhuǎn)頂驅(qū)的管子處理機(jī)構(gòu)的遙控控制提供了方便。抓握器的上下移動,減少了更換保護(hù)接頭和鉗牙的時間,而且適合于使用更長的保護(hù)接頭,為保護(hù)接頭的多次修扣、反復(fù)使用提供了可能。
5、獨(dú)特的水平位移機(jī)構(gòu);
Tesco液壓頂驅(qū)所獨(dú)有的頂驅(qū)水平位移機(jī)構(gòu),可以把頂驅(qū)整體推到小鼠洞的上方,對于需要鉆小鼠洞的井架來說,它可以等立好井架,裝好頂驅(qū)以后,利用頂驅(qū)來鉆小鼠洞,甚至可以根據(jù)甲方的要求,鉆出足以容納一根立柱的小鼠洞。在鉆進(jìn)中,可以利用頂驅(qū)方便及時的在小鼠洞里接上單根或立柱,減少了井下事故的發(fā)生。如果鉆進(jìn)時在小鼠洞里接單根,只需要不到2分鐘的時間就可以繼續(xù)鉆進(jìn)。利用水平位移和頂驅(qū)的管子處理機(jī)構(gòu)的任意旋轉(zhuǎn),司鉆可以在小鼠洞里特殊的工具和井下總成。
6、安全閥控制,防止了對液缸的損壞;
Tesco液壓頂驅(qū)的吊環(huán)傾斜液壓回路和水平位移液壓回路中都裝有泄壓閥,這樣在起下鉆鋌和下套管時,就不用擔(dān)心由于吊卡負(fù)荷過大而壓壞液缸密封,壓彎活塞桿的情況的發(fā)生。
7、重量輕,特別適合陸地鉆機(jī);
Tesco液壓頂驅(qū)的重量只有5.6噸左右,如此輕的頂驅(qū),安裝和拆卸時特別方便,而且在使用中,相對于其它頂驅(qū)來講,減少了對游動系統(tǒng)鋼絲繩、滑輪、軸承和絞車剎車片等機(jī)件的磨損。
8、液壓驅(qū)動,防止了飛車現(xiàn)象;
Tesco液壓頂驅(qū)在使用中一旦發(fā)生憋鉆,由于泄壓較慢,在釋放鉆桿上的反扭矩時,只能慢慢倒轉(zhuǎn),不可能發(fā)生飛車現(xiàn)象。而且設(shè)置為鉆桿上扣扭矩一半的反轉(zhuǎn)扭矩,允許憋鉆時倒轉(zhuǎn)鉆具,釋放反扭矩。
9、安裝、拆卸方便安全;
Tesco液壓頂驅(qū)的導(dǎo)軌雖然由螺栓連接,但它可以放入轉(zhuǎn)盤內(nèi)連接,不需要使用吊籃,在鉆臺面就可以完成導(dǎo)軌的安裝和拆卸工作。Tesco液壓頂驅(qū)的液壓管線全部纏在其提供的滾筒上,安裝和拆卸時利用輔助泵就可以帶動滾筒轉(zhuǎn)動,很方便。如果不是初次安裝,12個小時內(nèi)就頂驅(qū)可以完全裝好,8個小時就可以拆除。
三、頂驅(qū)在現(xiàn)場應(yīng)用中的優(yōu)勢:
頂部驅(qū)動裝置取代了轉(zhuǎn)盤帶動方鉆桿鉆井的鉆井技術(shù),它從井架空間上部直接驅(qū)動鉆柱,沿井架上的專用導(dǎo)軌下送鉆具,完成鉆柱鉆進(jìn)和泥漿循環(huán),實(shí)現(xiàn)了立柱鉆井。在井架任何位置的可以上卸扣和劃眼以及倒劃眼的操作,都大大方便了鉆井施工。Tesco液壓頂驅(qū)在ZPEB908隊的使用中,表現(xiàn)了以下幾方面的優(yōu)勢;
1、 立柱鉆井,節(jié)約了三分之二的接單根時間;
利用轉(zhuǎn)盤帶動方鉆桿鉆井時,受方鉆桿的限制,每鉆完9米左右就需要停泵接一個單根。而頂部驅(qū)動裝置實(shí)現(xiàn)了立柱鉆井,直接接上一根立柱就可以實(shí)現(xiàn)繼續(xù)鉆進(jìn),節(jié)約了三分之二的接單根時間.單根接成立柱可以在注水泥后候凝或者轉(zhuǎn)換泥漿等其它等待時間里完成。AN-NAQAH-NW-1井完井深度為4246米,共使用5″鉆桿131柱,以采用方鉆桿鉆井時接一個單根為8分鐘計算(從鉆頭離開井底到鉆頭再次下放到井底開始鉆進(jìn)時計算),那么這口井為甲方MOL也門油氣公司在鉆井施工中節(jié)約了接單根時間35個小時。AN-NAQAH-NW-1井氣侵嚴(yán)重,停泵10分鐘以上再開泵循環(huán),后效上來以后勢必發(fā)生井噴,立柱鉆井,減少了停泵時間和次數(shù),為處理后效節(jié)約了時間,并減少了泥漿的流失。
2、 下鉆劃眼,不必再接方鉆桿;
在下鉆過程中,如果遇到砂橋和縮徑點(diǎn),有了頂驅(qū),就省去了接水龍頭和方鉆桿的準(zhǔn)備時間,而且不需要把立柱甩成單根來劃眼,在井架的任意高度,都可以坐上卡瓦,接上頂驅(qū),隨時開泵循環(huán)劃眼,節(jié)約了鉆井時間,減少了井下事故的發(fā)生。
3、 立柱倒劃眼。方便又及時;
頂部驅(qū)動裝置優(yōu)于轉(zhuǎn)盤驅(qū)動的最大優(yōu)勢就是方便及時的倒劃眼,在QUZAH-NORTH-1井中,鉆到1753米起鉆準(zhǔn)備取芯,但是其到1600米左右的時候,由于井眼縮頸現(xiàn)象嚴(yán)重,無法正常起鉆,只能采取倒劃眼的方法,一直劃到1000米接進(jìn)套管鞋的位置才易起鉆,近600米的倒劃眼,用了15個小時,平均45分鐘起一個立柱??上攵?,如果采用轉(zhuǎn)盤鉆井,那么卡鉆和斷鉆具可能性必將增大。不考慮倒劃眼的難度,僅將60多根單根從鉆臺上甩下去又接成立柱,這個工作量也不小。
4、 取芯容易;
ZPEB908為MOL打了兩口井,共取芯5次,由于使用了頂驅(qū),轉(zhuǎn)速和扭矩很容易控制,使得5次取芯均為100%,受到了甲方的好評,而且取芯不需要更換單根,不需要重新排列鉆具,這使得使用頂驅(qū)的井隊職工都感受到了頂驅(qū)的優(yōu)越性。
5、 節(jié)約鉆井成本;
由于頂部驅(qū)動裝置可以及時方便的處理井下事故,所以它允許鉆井過程中使用較少、較便宜的鉆井液和添加劑,這對占鉆井成本近25%的泥漿藥品來講,無疑節(jié)約了不少鉆井成本。AN-NAQAH-NW-1井施工中由于氣侵泥漿,為了壓井,泥漿比重從1.02提到了1.64,創(chuàng)下了中東地區(qū)的最高記錄。而正是由于有頂驅(qū)作保證,
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