大慶電驅(qū)自動化作業(yè)設(shè)備

修井自動化設(shè)備配套情況修井一大隊2014年11月

項目簡介

“普修井起下作業(yè)自動化設(shè)備研究”是2014年新開分公司級科研項目，該項目針對大慶油田普修井施工作業(yè)多采用車載修井機，雙吊卡起下，6人協(xié)同、輪流倒班的傳統(tǒng)作業(yè)方式，起下作業(yè)過程中存在工人工作量大、安全性低的情況。通過改進上卸扣系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)，增加送管機構(gòu)、二層臺機械手，實現(xiàn)減輕井口和地面工人的勞動強度，二層臺無需人工開關(guān)吊卡、排擺管桿，提高施工安全性，減少作業(yè)人員，改善作業(yè)環(huán)境機械化和自動化設(shè)備的配置：①配套動力卡瓦和動力吊卡加鐵鉆工代替雙吊卡加液壓大鉗上卸扣，實現(xiàn)一吊一卡、機械上卸扣的起下作業(yè)方式；②配備機械自動化液壓貓道加管桿盒，配合實現(xiàn)油管或鉆桿單根上、下鉆臺的接、送方式，油管或鉆桿依次能進盒或和出盒。改變地面油管及鉆桿單根上、下鉆臺時需用用液壓絞車和人工拉放上、下鉆臺的接送方式；③配套二層臺機械手加可視攝像頭代替二層臺上的立柱由井架工進行人工接、送和擺放，解除二層臺井架工的繁重的體力勞動；最終，通過上述工作實現(xiàn)普修井起下作業(yè)設(shè)備的機械化和集成控制自動化項目簡介

項目運行情況項目開題指標(biāo)階段指標(biāo)完成情況研究內(nèi)容（1）自動送管機構(gòu)系統(tǒng)（2）懸吊系統(tǒng)系統(tǒng)（3）自動上卸扣系統(tǒng)（4）二層臺機械手（1）配套動力管盒、自動貓道（2）配套氣動卡瓦，完成動力吊卡設(shè)計（3）配套STG-30型鐵鉆工（4）完成二層平臺機械手初期設(shè)計人員配置修井施工作業(yè)人員由6人減少到4人以內(nèi)司鉆1人、井口操作1人、地面操作1人、架子工1人，共4人可完成修井起下管柱、單根上下鉆臺等作業(yè)集成控制自動化操作系統(tǒng)實現(xiàn)集成控制司鉆房控制平臺可實現(xiàn)油電雙驅(qū)修井機、電驅(qū)泥漿泵、VFD房等電控設(shè)備，以及鐵鉆工、液壓貓道、氣動卡瓦等自動化設(shè)備遠程操作現(xiàn)場工作量現(xiàn)場試驗15-20口井已完成3口井現(xiàn)場施工項目運行情況管具規(guī)格：2-7/8″鉆桿管具最大長度：10m管盒容量：750m工作周期：30s鉆臺高度范圍：1.4-4m工作環(huán)境尺寸：13m*17m*1.5m管盒運輸尺寸：10.8m*2.6m*1.6m自動上管機構(gòu)已完成左右管盒同時工作、貓道托盤翻轉(zhuǎn)限位等改造，正在現(xiàn)場使用鐵鉆工已完成V型鉗雙向工作、一鍵式切換正反扣工況等改造，正在進行現(xiàn)場使用

項目運行情況適用管徑：60～154mm旋扣速度：80r/min旋扣扭矩：2000Nm最大上扣扭矩：20000Nm最大卸扣扭矩：30000Nm工作高度范圍：450～1410mm水平行程：1400mm垂直行程：960mm氣動卡瓦已在現(xiàn)場使用，動力吊卡完成初期設(shè)計

項目運行情況氣動卡瓦示意圖動力吊卡設(shè)計圖沈陽新松二層臺機械手已完成初期設(shè)計二層平臺排管系統(tǒng)立體示意圖

項目運行情況二層臺機械手有3個自由度：Ⅰ軸為沿猴臺的行走，由馬達減速機驅(qū)動齒輪齒條完成;Ⅱ軸為回轉(zhuǎn)，由馬達驅(qū)動回轉(zhuǎn)減速機完成;Ⅲ軸為聯(lián)動伸縮臂，由油缸驅(qū)動，帶動雙向倍程機構(gòu)實現(xiàn)臂的伸縮；末端設(shè)置夾爪用于扶持管柱二層平臺機械手示意圖

項目運行情況

項目運行情況三一重工二層平臺機械手設(shè)計方案

項目運行情況在勞動強度上通過配套液壓貓道、鐵鉆工、氣動卡瓦等自動化機械設(shè)備，取代人工上卸管具、拉放管桿上下鉆臺、擺放鉆桿，實現(xiàn)修井工由體力工作者向技術(shù)型工人的轉(zhuǎn)變，大幅降低員工勞動強度在施工效率上

使用自動化設(shè)備單趟起下管柱時間約為2.5小時，與傳統(tǒng)效率基本相同，但體力型工人操作隨工作時間推移效率將大幅降低，而技術(shù)型工人操作設(shè)備可保持長時間勻速施工，降低員工疲勞度，提高工作效率

項目運行情況地面操作手1人司鉆1人井架工1人井口操作手1人共4人在人員配置上

存在的問題研發(fā)資金存在分歧沈陽新松方面提出二層平臺機械手制造需預(yù)付部分費用，與我方制度存在分歧，目前項目處于停滯狀態(tài)。三一重工研發(fā)的二層平臺機械手將于近期下線，準(zhǔn)備進行公司內(nèi)部低空、高空及疲勞試驗，預(yù)計今年12月底之前交付現(xiàn)場使用；隊伍資質(zhì)急待解決

由于缺少大修資質(zhì)，配套自動化設(shè)備的修井111A隊只能開展現(xiàn)場操作培訓(xùn)、設(shè)備完善改造、模擬測實寫實等試運行工作，施工時效的跟蹤測評無法有效驗證；保障能力仍需強化

新型設(shè)備自動化、數(shù)字化程度高，操作及維護復(fù)雜，亟待培養(yǎng)一批具備機械自動化、高壓電、PLC控制、液壓系統(tǒng)等專業(yè)知識的復(fù)合型技術(shù)人才；部分專業(yè)化設(shè)備配件缺少物資編碼，進貨周期長，維保體系不夠健全；擇井搬遷存在難度

液壓貓道、動力管盒采用拖裝或撬裝方式運輸，搬家就位需較大轉(zhuǎn)彎半徑，井場地面平整度不高時，需要吊車協(xié)助就位，井位選擇相對受限下一步工作重點1.現(xiàn)場性能試驗。進一步論證自動化設(shè)備的實用性，開展對各種井型的施工試驗，細化工作寫實，采集原始數(shù)據(jù)并進行分析，為自動化設(shè)備推廣提供理論依據(jù)2.設(shè)備優(yōu)化升級。與廠家合作，對設(shè)備使用中發(fā)現(xiàn)的問題進一步升級改造；推進二層平臺排管系統(tǒng)、司鉆房集成控制系統(tǒng)、工具爬犁等設(shè)備設(shè)施的研發(fā)配套工作下一步工作重點3.建立保障體系。依據(jù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備性能特點，制定整套自動化設(shè)備維護保養(yǎng)、操作規(guī)程、風(fēng)險識別及安全規(guī)范4.技術(shù)人