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壓裂車的主要作用
1)向井內(nèi)注入高壓大排量的壓裂液,將油、水層造成人工裂縫,并向裂縫里注入帶支撐劑(如砂)的混合液,支撐住已形成的裂縫,提高井底附近地層的滲透率。2)酸化壓裂時(shí),用酸化壓裂泵來沖洗油井,帶出臟物,然后注酸,并用頂替液把酸全部擠到油層中。壓裂車的主要結(jié)構(gòu)
柴油發(fā)動(dòng)機(jī)+壓裂泵第1頁/共116頁1.2混砂車混砂車的主要作用
將不同性質(zhì)的壓裂液和支撐劑,按不同比例均勻混合。第2頁/共116頁混砂車的基本結(jié)構(gòu)
組成:混砂車主要由供液系統(tǒng)、輸砂系統(tǒng)及傳動(dòng)系統(tǒng)三部分組成。
動(dòng)力:一般就用裝載汽車的發(fā)動(dòng)機(jī),必要時(shí)可另裝發(fā)動(dòng)機(jī)。
混合方式:(1)水力式混合法(2)機(jī)械攪拌式混合法第3頁/共116頁1.3運(yùn)砂車
運(yùn)砂車是為壓裂車作業(yè)配套的的專用運(yùn)砂車。第4頁/共116頁運(yùn)砂車的主要作用
為混砂車提供壓裂砂。與混砂車、供液車共同作用提供壓裂介質(zhì)。運(yùn)砂車的基本結(jié)構(gòu)
裝砂斗、進(jìn)料口、卸料口及舉升機(jī)構(gòu)。第5頁/共116頁1.4配液酸車
配液酸車是為壓裂、酸化作業(yè)配套的的專用車。第6頁/共116頁配液酸車的主要作用
在現(xiàn)場(chǎng)配置壓裂基液和配制酸液,并具有儲(chǔ)運(yùn)粉料和添加劑的功能。配液酸車的基本結(jié)構(gòu)
發(fā)動(dòng)機(jī)、酸泵(不銹鋼)、壓縮機(jī)、粉料罐、添加劑箱、添加劑泵、混合系統(tǒng)、分離計(jì)量等。第7頁/共116頁1.5供液車
供液車是為壓裂、酸化作業(yè)配套的的專用車。第8頁/共116頁供液車的主要作用:運(yùn)送壓裂液和酸液供液車的基本結(jié)構(gòu)
罐體總成、罐座總成、供液系統(tǒng)、排液泵及管路系統(tǒng)等。第9頁/共116頁1.6管匯車
管匯車是為壓裂、酸化作業(yè)配套的的專用車。第10頁/共116頁管匯車的主要作用
壓裂管匯車是在油田各壓裂、防砂作業(yè)中用于運(yùn)載和吊裝大量管匯。
管匯車的基本結(jié)構(gòu)
主要由汽車底盤、液壓吊臂、橇架、高低壓管匯系統(tǒng)以及液壓系統(tǒng)組成,可根據(jù)用戶需要設(shè)計(jì)和配備管匯系統(tǒng)。第11頁/共116頁1.7儀表車
儀表車是成套壓裂機(jī)組實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)作業(yè)的核心監(jiān)控設(shè)備。第12頁/共116頁儀表車的主要作用
實(shí)時(shí)采集、顯示、記錄壓裂作業(yè)全過程,集中控制數(shù)臺(tái)泵車,可對(duì)壓裂作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理。儀表車的基本結(jié)構(gòu)
(1)操作控制儀器、計(jì)算機(jī)監(jiān)控分析系統(tǒng)
(2)數(shù)據(jù)采集、傳輸控制接口
(3)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)第13頁/共116頁2.1美國哈里伯頓公司HQ-2000壓裂車
HQ-2000壓裂車性能特點(diǎn):
(1)以肯沃斯平頭卡車承載底盤,對(duì)道路和環(huán)境要求低,適應(yīng)凸凹不平的道路和井場(chǎng)。(2)采用高性能的卡特彼勒柴油發(fā)動(dòng)機(jī),功率較可達(dá)1492kW的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。(3)配備了輸入功率1678kW的傳動(dòng)箱,最大轉(zhuǎn)速高達(dá)2100r/min,傳動(dòng)箱換擋和減速器鎖定的自動(dòng)遙控系統(tǒng)控制。第14頁/共116頁(4)HQ一2000壓裂車裝載了大功率的壓裂泵,質(zhì)量與功率的比可以達(dá)到3.2kg/kW。(5)配備儀表自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),可以精確的監(jiān)視壓裂車施工作業(yè)時(shí)的全部參數(shù)變化。(6)該壓裂車整機(jī)效率可以達(dá)到98%。(7)操作系統(tǒng)的自動(dòng)化程度很高,實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。(8)制造壓裂車鋼材質(zhì)量好,使用疲勞壽命長(zhǎng)。第15頁/共116頁HQ-2000壓裂車主要技術(shù)參數(shù)第16頁/共116頁1)承載底盤以肯沃斯C500K6×4平頭卡車為承載底盤。
肯沃斯C500K卡車采用卡特彼勒3406C柴油發(fā)動(dòng)機(jī),額定功率為343kW,額定轉(zhuǎn)速為2100r/min,配置13擋手控變速器。第17頁/共116頁2)壓裂泵壓裂泵是壓裂車的核心部件,它的性能和技術(shù)先進(jìn)性直接影響到壓裂車的性能指標(biāo)并影響壓裂施工質(zhì)量。(1)OPI1800AWS型壓裂泵
美國OPI公司是往復(fù)泵的專業(yè)制造廠。OPI1800AWS型壓裂泵是AWS8大系列中最具代表性的壓裂泵。OPI2000一AWS型壓裂泵最高壓力143.2MPa,最大排量5.73m3/min(壓裂車裝機(jī)功率1470KW)。第18頁/共116頁OPI1800AWS型壓裂泵主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
(1)該泵的箱體采用低碳鋼焊接,經(jīng)消除應(yīng)力處理加工而成
(2)箱體內(nèi)裝有曲軸、連桿、十字頭等傳動(dòng)部件
(3)曲軸為合金鋼整體鍛件,經(jīng)滲氮處理后磨削而成
(4)曲軸瓦采用剖分結(jié)構(gòu),有兩層金屬組成,外層為鋼,內(nèi)層為2mm的耐磨合金
(5)連桿為3段式,選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼制造,桿身截面為管形,連桿頭部為精加工件第19頁/共116頁(6)傳動(dòng)軸為一整體齒輪軸。
(7)十字頭采用球墨鑄鐵
(8)曲軸三曲拐用4個(gè)單列圓柱滾子軸承固定在箱體上
OPI1800AWS型壓裂泵主要技術(shù)參數(shù)第20頁/共116頁(2)HQ-2000型壓裂泵
美國哈里伯頓公司設(shè)計(jì)制造。最大額定工作壓力:103.4MPa工作環(huán)境溫度:-40~50℃該型壓裂泵質(zhì)量功率比為3.2kg/kW,是目前世界上各種2000水功率(1470kW)車載式壓裂泵中質(zhì)量功率比最小的,質(zhì)量也最輕,僅4808kg。第21頁/共116頁HQ-2000型壓裂泵主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn):1)泵的齒輪減速器斜齒輪組,表面經(jīng)滲碳研磨處理,齒輪減速比為6.313:12)HQ-2000型是壓裂泵是五缸泵3)液力端配有五種規(guī)格尺寸的柱塞,可根據(jù)需要的壓力和排量選用4)柱塞表面經(jīng)鉻化硼火焰噴涂處理,表面硬度達(dá)到65HRC,具有很強(qiáng)的抗腐蝕性和耐磨性
第22頁/共116頁5)該型泵采用哈里伯頓的雙導(dǎo)桿壓裂泵閥,導(dǎo)向準(zhǔn)確,閥體開閉靈活6)閥體和閥座均經(jīng)滲碳處理以增強(qiáng)耐磨性和抗沖蝕能力7)動(dòng)力端的潤滑由傳動(dòng)箱驅(qū)動(dòng)的齒輪泵提供壓力潤滑油來完成第23頁/共116頁(3)HT—3000B增壓泵
HT-3000B增壓泵是三缸、單作用柱塞泵;HT-3000B是液力驅(qū)動(dòng),最大沖程1878mm;HT-3000B自裝性強(qiáng),整機(jī)配置在一臺(tái)拖車上。第24頁/共116頁HT—3000B增壓泵技術(shù)性能特點(diǎn)
1)從原理上講,HT—3000B增壓泵就是利用HT-400泵提供的大容量、低壓力的流體,泵送小流量、高壓力的壓裂液,從而給壓裂液增加了壓力。2)HT—3000B用于連續(xù)、高壓、泵吸量大、進(jìn)行長(zhǎng)期增壓作業(yè)的場(chǎng)合和其它深井場(chǎng)合。3)把增壓泵和HT-400聯(lián)用,可以提高了泵的可靠性,降低了磨損。第25頁/共116頁
4)把增壓泵和HT-400聯(lián)用,可以提高了泵的可靠性,降低了磨損。5)HT-400能抽吸低壓清水,而增壓泵必須抽吸高壓下的腐蝕液或磨礪性的壓裂液。6)通過與HT—3000B增壓泵聯(lián)用顯著地提高了HT—400泵的疲勞壽命和可靠性。7)因?yàn)闆_程長(zhǎng),即使在抽吸腐蝕液或高壓磨礪液時(shí),HT—3000B也具有滿意的疲勞壽命和耐磨損性。第26頁/共116頁HT—3000B增壓泵主要技術(shù)參數(shù)第27頁/共116頁3)臺(tái)上發(fā)動(dòng)機(jī)
采用卡特彼勒3512DITA柴油機(jī)作為臺(tái)上發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率1678kW。4)臺(tái)上傳動(dòng)箱
用阿里遜9885八速電控液動(dòng)傳動(dòng)箱。該傳動(dòng)箱額定輸入功率為1678kW,最大輸入轉(zhuǎn)速為2100r/min。5)自動(dòng)控制系統(tǒng)
由哈里伯頓公司設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)遙控系統(tǒng)(ARC)能夠連續(xù)精確地控制和監(jiān)測(cè)10臺(tái)壓裂車的全部操作參數(shù)。第28頁/共116頁(1)自動(dòng)壓力控制系統(tǒng)能自動(dòng)調(diào)節(jié)泵排量,以保持一定的泵注壓力
(2)可選擇需要的任意壓力值,達(dá)到壓力極限值時(shí),控制器會(huì)自動(dòng)降低油門,并把傳動(dòng)箱置于空擋,達(dá)到超壓自動(dòng)保護(hù)的效果。
(3)在緊急情況下,操作者還可以通過連接到區(qū)域網(wǎng)絡(luò)上的任何一個(gè)控制面板,使整套機(jī)組停止工作。第29頁/共116頁3.1美國哈里伯頓公司壓裂酸化混砂車
FBRC100ARC混砂車的最大額定排量為1519m3/min,工作環(huán)境溫度為-40~50℃。
該型混砂車配備哈里伯頓公司設(shè)計(jì)制造的微處理器控制系統(tǒng),可以準(zhǔn)確地對(duì)作業(yè)用液體添加劑、干粉添加劑及支撐劑等的加入速度和混合罐液面實(shí)施比例監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制。第30頁/共116頁1)承載底盤
采用肯沃斯C500K6×4平頭卡車,其底盤及發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能與壓裂車相同。2)添加劑輸送系統(tǒng)
臺(tái)上發(fā)動(dòng)機(jī)選用卡特彼勒3208T8V四沖程旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī),額定功率為224kW,額定轉(zhuǎn)速為2600r/min。吸排離心泵均由卡車底盤發(fā)動(dòng)機(jī)取力液力驅(qū)動(dòng)。第31頁/共116頁3)添加劑注入系統(tǒng)系統(tǒng)該系統(tǒng)包括4種液體添加劑和2種干粉添加劑系統(tǒng)。
液體添加劑系統(tǒng)由4個(gè)液力驅(qū)動(dòng)的液體添加劑泵組成。這些泵把添加劑輸送到混合罐或排出管匯中,可從控制臺(tái)上自動(dòng)控制或手動(dòng)控制排量。
干粉添加劑送料器也由液力驅(qū)動(dòng),把干粉添加劑輸送到噴射管及混合罐與凈液混合,然后再排送到混砂車罐的頂部,排量既可自動(dòng)控制也可手動(dòng)控制。第32頁/共116頁4)支撐劑輸送系統(tǒng)
該系統(tǒng)由兩個(gè)液力驅(qū)動(dòng)、直徑為305mm(12英寸)的螺旋輸砂器組成。
輸砂器用來計(jì)量和輸送支撐劑到混砂車混合罐,每個(gè)輸砂器的最大輸砂量為5455kg/min。
支撐劑的濃度及輸砂器的速度由控制臺(tái)根據(jù)作業(yè)工藝要求自動(dòng)控制或手動(dòng)控制。
兩個(gè)螺旋輸砂器在液力驅(qū)動(dòng)下可以單獨(dú)作繞樞軸的左右擺動(dòng),使其能更好地接近支撐劑的裝卸設(shè)備。第33頁/共116頁5)自動(dòng)混合罐液面控制系統(tǒng)該系統(tǒng)由混合罐和液面控制部分組成。
混合罐是一個(gè)工作容積為1.25m3的圓柱形罐,與液力驅(qū)動(dòng)的、裝在一根軸上的兩個(gè)渦輪攪拌器結(jié)為一體。
自動(dòng)混合罐液面控制系統(tǒng)是一電氣-液力系統(tǒng)。原理是用浮子測(cè)量混合罐中液面,并將其轉(zhuǎn)化為與液面深度相當(dāng)?shù)牡凸β孰娦盘?hào),由計(jì)算機(jī)處理后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。第34頁/共116頁6)控制系統(tǒng)
混砂車配有哈里伯頓公司設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)遙控系統(tǒng)。
該控制系統(tǒng)可根據(jù)作業(yè)工藝要求對(duì)設(shè)定的各種添加劑、支撐劑的加入量自動(dòng)控制加入比例和速率。
混砂車所有作業(yè)參數(shù)均可通過局域網(wǎng)在儀表車上集中實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控。第35頁/共116頁4.1美國哈里伯頓公司壓裂酸化儀表車
壓裂酸化儀表車配備了用戶計(jì)算機(jī)硬件和軟件,可以進(jìn)行作業(yè)數(shù)據(jù)采集、壓裂酸化施工設(shè)計(jì)和施工作業(yè)后評(píng)價(jià)分析等工作。工作環(huán)境溫度為-40~50℃。1)承載底盤采用肯沃斯T-300承載底盤。底盤發(fā)動(dòng)機(jī)為彼勒3126ATAAC,157kW,最高轉(zhuǎn)速2200r/min。第36頁/共116頁2)壓裂車遙控系統(tǒng)
儀表車內(nèi)安裝壓裂車操作控制面板,可以單獨(dú)控制10臺(tái)壓裂車,利用隨車提供的電纜,儀表車可以在76.2m開外的地方遙控壓裂車。
主要控制項(xiàng)目有發(fā)動(dòng)機(jī)油門、傳動(dòng)箱換擋、鎖定防護(hù)開關(guān)、發(fā)動(dòng)機(jī)正常停車、發(fā)動(dòng)機(jī)緊急停車、壓裂泵超壓自動(dòng)保護(hù)以及傳感器狀態(tài)檢查等。第37頁/共116頁3)混砂車遙控系統(tǒng)
儀表車控制中心后部安裝混砂車遙控操作面板,它能遙控和監(jiān)測(cè)混砂車的全部功能。使用隨車提供的電纜,儀表車可以在76.2m開外的地方遙控混砂車。
主要控制項(xiàng)目有:發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)箱、2個(gè)干粉添加劑系統(tǒng)、4個(gè)液體添加劑系統(tǒng)、2個(gè)螺旋輸砂器、混合攪拌器和混合罐液面,以及作業(yè)勻變能力控制。第38頁/共116頁4)數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)系統(tǒng)
該系統(tǒng)配備了1臺(tái)PentiumCPU工業(yè)計(jì)算機(jī),16MB內(nèi)存和112GB硬盤,1臺(tái)14英寸和兩臺(tái)20英寸VGR彩色顯示器、1臺(tái)彩色打印機(jī)和1套數(shù)據(jù)采集軟件。此軟件能夠采集和存儲(chǔ)油壓與套壓、純凈液、攜砂液、4種液體添加劑及N2或CO2的排量;2種干粉添加劑加入速度;4個(gè)額外模擬量(電流)和4個(gè)額外頻率量信號(hào)。第39頁/共116頁5)壓裂酸化設(shè)計(jì)系統(tǒng)
壓裂酸化設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括1臺(tái)PentiumCPU工業(yè)計(jì)算機(jī),16MB內(nèi)存和112GB硬盤,1臺(tái)14英寸VGR彩色顯示器;1套FRACPROTM軟件和1臺(tái)彩色噴墨打印機(jī)。FRACPROTM2D和3D壓裂模擬軟件是用于水力壓裂設(shè)計(jì)和分析的綜合工程平臺(tái),不僅能模擬復(fù)雜油氣藏裂縫的擴(kuò)展和支撐劑的運(yùn)移,作出有商業(yè)價(jià)值的壓裂施工設(shè)計(jì),還能進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)分析。第40頁/共116頁6)便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)系統(tǒng)
便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)直接從傳感器采集和存儲(chǔ)數(shù)據(jù),一次至少可同時(shí)采集、顯示、存儲(chǔ)6個(gè)模擬量信號(hào)和6個(gè)頻率量信號(hào)。該便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輕便,功能強(qiáng)大,特別適合中小型壓裂酸化施工作業(yè)。第41頁/共116頁5.1鉆機(jī)車現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
1)前言
適應(yīng)于油田的鉆機(jī)有陸地鉆機(jī)與海洋鉆機(jī)之分。對(duì)于陸地鉆機(jī)主要分為橇裝式鉆機(jī)、自走式車裝鉆機(jī)與拖掛式車裝鉆機(jī)。通常把自走式車裝鉆機(jī)與拖掛式車裝鉆機(jī)統(tǒng)稱為鉆機(jī)車。鉆機(jī)車屬油氣田專用車,具有與其他運(yùn)輸或作業(yè)車輛不同的應(yīng)用環(huán)境、載荷方式、作業(yè)功能等。從20世紀(jì)90年代初至2009年,國內(nèi)鉆機(jī)車從起步階段走向產(chǎn)品型譜的系列化,并取得了長(zhǎng)足發(fā)展。第42頁/共116頁2)鉆機(jī)車種類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
隨著鉆井的深入,鉆機(jī)車品種日漸多樣化,目前主要有如下五種類型。(1)自走式車裝鉆機(jī)
自走式車裝鉆機(jī)的鉆深范圍目前主要集中在1000~4000m油氣井的作業(yè),其作業(yè)的主要部件均集成在底盤上,如動(dòng)力、絞車、井架、提升小絞車等,鉆機(jī)動(dòng)力不僅作為鉆井作業(yè)的動(dòng)力,而且還是行車動(dòng)力。因此,自走式車裝鉆機(jī)具有鉆機(jī)系統(tǒng)的移運(yùn)車次少、安裝迅速、作業(yè)靈活等特點(diǎn)。第43頁/共116頁(2)拖掛式車裝鉆機(jī)
拖掛式車裝鉆機(jī)的鉆深范圍目前涵蓋于1000~7000m油氣井的作業(yè),其中主機(jī)橇(包括動(dòng)力傳動(dòng)及絞車等)與井架一體化運(yùn)輸?shù)耐蠏燔囇b鉆機(jī)為主要機(jī)型,且主要集中在3000~4000m井作業(yè)范圍,4000m拖掛鉆機(jī)如圖2所示。5000~7000m深井拖掛鉆機(jī)適合于開闊的沙漠、草原或戈壁灘等作業(yè)環(huán)境。第44頁/共116頁一般來說,由于各部件均為大件,井架及絞車動(dòng)力橇各用一個(gè)拖掛車拖掛。對(duì)于所有鉆機(jī)設(shè)備均采用拖掛結(jié)構(gòu)的車裝鉆機(jī)(以下稱全拖掛鉆機(jī)),其鉆臺(tái)、泥漿罐、水罐、油罐、泥漿泵組、鉆桿滑道、發(fā)電房、氣源房、MCC房等全部設(shè)計(jì)為拖掛式結(jié)構(gòu)。這種鉆機(jī)車的特點(diǎn)在于拖掛車可共用拖頭、搬遷方便、減少對(duì)井場(chǎng)吊機(jī)的使用,降低鉆井作業(yè)成本。第45頁/共116頁第46頁/共116頁中油特種車輛有限公司拖掛鉆機(jī)車1500m拖掛鉆機(jī)車拖掛式底盤式鉆井裝備,動(dòng)力系統(tǒng)采用進(jìn)口CAT發(fā)動(dòng)機(jī)與Allision變速箱,專用裝置由井架、絞車、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置、液氣電等系統(tǒng)組成,配以鉆臺(tái)、固控系統(tǒng)等設(shè)備后可完成1500米油井的鉆井作業(yè)。第47頁/共116頁第48頁/共116頁1500米拖掛鉆機(jī)車參數(shù)第49頁/共116頁2000米拖掛鉆機(jī)車車載式鉆井裝備。底盤采用12×8鉆機(jī)車專用底盤,動(dòng)力系統(tǒng)采用進(jìn)口CAT發(fā)動(dòng)機(jī)與Allision變速箱,專用裝置由井架、絞車、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置、液氣電等系統(tǒng)組成,配以鉆臺(tái)、固控系統(tǒng)等設(shè)備后可完成2000米油井的鉆井作業(yè)。第50頁/共116頁
第51頁/共116頁2000米拖掛鉆機(jī)車參數(shù)第52頁/共116頁3000米拖掛鉆機(jī)車拖掛式底盤式鉆井裝備,動(dòng)力系統(tǒng)采用進(jìn)口CAT發(fā)動(dòng)機(jī)與Allision變速箱或交流變頻電控系統(tǒng),專用裝置由井架、絞車、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置、液氣電等系統(tǒng)組成,配以鉆臺(tái)、固控系統(tǒng)等設(shè)備后可完成3000米油井的鉆井作業(yè)。第53頁/共116頁第54頁/共116頁3000米拖掛鉆機(jī)車參數(shù)第55頁/共116頁4000米拖掛鉆機(jī)車拖掛式底盤式鉆井裝備,動(dòng)力系統(tǒng)采用進(jìn)口CAT發(fā)動(dòng)機(jī)與Allision變速箱交流變頻電控系統(tǒng),專用裝置由井架、絞車、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置、液氣電等系統(tǒng)組成,配以鉆臺(tái)、固控系統(tǒng)等設(shè)備后可完成4000米油井的鉆井作業(yè)。第56頁/共116頁4000米拖掛鉆機(jī)車參數(shù)第57頁/共116頁(3)車橇混合式車裝鉆機(jī)車橇混合式車裝鉆機(jī)主要用于4000m鉆井,主機(jī)部分為自走式,鉆臺(tái)部分為橇裝式,如2006~2008年南陽二機(jī)集團(tuán)及江漢四機(jī)廠先后為普光油氣田開發(fā)的200t車橇一體化鉆機(jī)(見圖3),該型鉆機(jī)的特點(diǎn)是主機(jī)采用自走式,移運(yùn)性強(qiáng);鉆臺(tái)采用層塊式小模塊結(jié)構(gòu),作業(yè)空間大、穩(wěn)定性高;井架采用分塊多片小模塊伸縮式結(jié)構(gòu),占有井場(chǎng)的面積少,穩(wěn)定性好,又被稱為山地鉆機(jī)。。第58頁/共116頁第59頁/共116頁第60頁/共116頁第61頁/共116頁第62頁/共116頁(4)超級(jí)單根車裝鉆機(jī)
超級(jí)單根車裝鉆機(jī)系統(tǒng)采用全液壓驅(qū)動(dòng)(見圖4),具有自動(dòng)送鉆和手動(dòng)送鉆功能、單根鉆進(jìn)的工作方式。該鉆機(jī)分為自走式或拖掛式兩類,主要特點(diǎn)是鉆機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)、井架、絞車、鉆臺(tái)、轉(zhuǎn)盤及頂部驅(qū)動(dòng)等均集中在一輛運(yùn)載車上。它是一種高集中化、高移運(yùn)性、高作業(yè)效率的輕便[2]鉆井裝置,主要適應(yīng)于2000m以內(nèi)的油氣井作業(yè)。第63頁/共116頁圖4超級(jí)單根拖掛鉆機(jī)第64頁/共116頁(5)巨無霸拖掛鉆機(jī)
巨無霸拖掛鉆機(jī)是一種超大型拖掛式車裝鉆機(jī),其絞車、井架、底座、轉(zhuǎn)盤、頂部驅(qū)動(dòng)等主要設(shè)備全部集中在一個(gè)拖橇上,鉆深范圍主要為5000~7000m(見[3]圖5)。目前只有國外幾個(gè)廠家在生產(chǎn),國內(nèi)雖有成熟的技術(shù)方案,但沒有形成工業(yè)性產(chǎn)品。第65頁/共116頁第66頁/共116頁3)鉆機(jī)車國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀(1)國內(nèi)現(xiàn)狀20世紀(jì)90年代末,中國石油天然氣集團(tuán)公司每年鉆井7000多口,其中4000m以內(nèi)的井約占98%,而適應(yīng)此鉆深能力移運(yùn)的拖掛式鉆機(jī)和車裝鉆機(jī)低于鉆機(jī)總量的3%。從鉆機(jī)車的發(fā)展來看,上世紀(jì)80年代后期至90年代初期,國內(nèi)開始引進(jìn)、消化吸收、自主生產(chǎn)自走式車裝修井機(jī)。1996年南陽二機(jī)集團(tuán)研制了國內(nèi)第一臺(tái)2000m車裝鉆機(jī),2000年開發(fā)研制出國內(nèi)第一臺(tái)3000m車裝鉆機(jī),由此拉開了鉆機(jī)車在國內(nèi)的發(fā)展序幕。第67頁/共116頁中國的石油機(jī)械制造企業(yè),從計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)指定的幾個(gè)廠家,到今天可以說是百花齊放。有寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱寶石機(jī)械)、南陽二機(jī)石油裝備(集團(tuán))有限公司(簡(jiǎn)稱南陽二機(jī))、第四石油機(jī)械廠(簡(jiǎn)稱四機(jī)廠)、川油廣漢宏華有限公司(簡(jiǎn)稱廣漢宏華)、蘭石國民油井石油工程有限公司(簡(jiǎn)稱蘭石國民)、上海三高石油設(shè)備有限公司(簡(jiǎn)稱上海三高)、中油特種車輛有限公司(簡(jiǎn)稱中原特車)、勝利油田高原石油裝備有限責(zé)任公司(簡(jiǎn)稱勝利高原)等10多家大型成套石油設(shè)備制造企業(yè),以及眾多小型企業(yè)和石油裝備貿(mào)易公司。第68頁/共116頁第69頁/共116頁第70頁/共116頁南陽二機(jī)于2003年開發(fā)出國內(nèi)第一臺(tái)4000m車裝鉆機(jī)。并于2002~2004年先后開發(fā)出3000~4000m中深井拖掛鉆機(jī),帶動(dòng)了整個(gè)行業(yè)鉆機(jī)車的發(fā)展。2006~2008年鉆機(jī)車技術(shù)走向成熟,整個(gè)裝備行業(yè)的國內(nèi)銷售與出口均達(dá)到歷史高潮。目前,鉆機(jī)車在陸地鉆井中占有相當(dāng)大的比例,尤其是淺井或中井鉆機(jī),與橇裝鉆機(jī)平分秋色。第71頁/共116頁鉆機(jī)車遍布大慶油田、勝利油田、遼河油田等國內(nèi)各大油田,并出口美國、加拿大、墨西哥、委內(nèi)瑞拉、巴西及諸邊國家,以及利比亞、埃及、尼日利亞等非洲國家,印尼、印度等東南亞國家,沙特、科威特等中東國家,俄羅斯、土庫曼斯坦、哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦、英國等歐洲和獨(dú)聯(lián)體國家。其中美國、俄羅斯、哈薩克斯坦、印尼、印度為國內(nèi)鉆機(jī)車主要出口國。第72頁/共116頁目前,3000m井以內(nèi)的鉆機(jī)車生產(chǎn)廠家得到快速增長(zhǎng),如大港中成機(jī)械集團(tuán)、四川石油機(jī)械集團(tuán)等,不過競(jìng)爭(zhēng)正不斷加劇;4000m以上鉆機(jī)車也取得了較大發(fā)展,南陽二機(jī)、江漢四機(jī)、中原特車均已自主研制出4000m的車裝鉆機(jī)。我國拖掛鉆機(jī)目前最大鉆深能力為7000m,數(shù)量少,沒有形成工業(yè)規(guī)模。第73頁/共116頁(2)國外現(xiàn)狀
20世紀(jì)90年代,美國鉆機(jī)銷量已居世界首位。直至今天,美國的鉆機(jī)技術(shù),尤其是在電控技術(shù)、頂部驅(qū)動(dòng)、井口工具、海洋鉆機(jī)等方面,仍處于領(lǐng)先地位。鉆機(jī)技術(shù)與國際技術(shù)接軌實(shí)際上是與以美國為代表的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及美國石油學(xué)會(huì)規(guī)范(API)接軌。不過,近幾十年來,美國鉆機(jī)的主機(jī)在總體技術(shù)參數(shù)上基本沒有什么變化。第74頁/共116頁
美國生產(chǎn)鉆機(jī)車的主要廠家有Cardwell、Coper、Ideco、Wilson、IRI、Kremco、NOV等。按其鉆井深度可分為1000~1500m,1500~2000m,2300~3000m,3000~3700m,5000~7000m(均指4-1/2″鉆桿)。國外部分3000~4000m自走式鉆機(jī)車參數(shù)對(duì)比見表1,國外3000~5000m部分拖掛鉆機(jī)參數(shù)對(duì)比見表2。第75頁/共116頁過去15年來,受政府對(duì)油田保護(hù)等因素影響,相對(duì)于電子、汽車、軍工、航天等產(chǎn)業(yè)而言,美國在陸地石油裝備上,縮小了資金投入,尤其是在常規(guī)鉆機(jī)上,包括鉆機(jī)車,改型少,發(fā)展放慢。俄羅斯作為機(jī)械裝備生產(chǎn)大國之一,在成套鉆機(jī)生產(chǎn)上,也沒緊跟石油開發(fā)對(duì)設(shè)備的要求,仍注重于重型機(jī)械鉆機(jī)的生產(chǎn)上,例如交流變頻數(shù)字化技術(shù)(VFD)、可控硅技術(shù)(SCR)、液壓盤式剎車技術(shù)、電子盤式剎車技術(shù)等在橇裝鉆機(jī)和鉆機(jī)車上沒有得到推廣和發(fā)展。至于印尼、馬來西亞、印度等東南亞石油生產(chǎn)國,埃及、利比亞、尼日利亞等非洲國家,伊朗、沙特、伊拉克等中東產(chǎn)油大國,基本上沒有成套鉆機(jī)獨(dú)立制造能力。第76頁/共116頁4)國內(nèi)鉆機(jī)車技術(shù)現(xiàn)狀(1)先進(jìn)的動(dòng)力技術(shù)自走式車裝鉆機(jī)動(dòng)力選型需要考慮鉆井作業(yè)的需要,而不是單純的行車工況需要,選擇的動(dòng)力往往較大,大多采用CAT系列發(fā)動(dòng)機(jī),并符合歐Ⅳ或歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn),也有少數(shù)采用Detroit發(fā)動(dòng)機(jī)或Cummins發(fā)動(dòng)機(jī)。第77頁/共116頁自走式電動(dòng)車裝鉆機(jī),則采用一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)作為行駛動(dòng)力,一臺(tái)電機(jī)作為鉆井作業(yè)時(shí)的工作動(dòng)力,即絞車、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)采用直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)或交流變頻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),傳動(dòng)控制對(duì)應(yīng)采用AC-SCR-DC或AC-VFD-AC全數(shù)字方案。對(duì)于中深井鉆機(jī)車,由于單機(jī)動(dòng)力有限,往往采用雙機(jī)并車方式。對(duì)于5000m及以上拖掛鉆機(jī),主機(jī)大多采用兩臺(tái)大功率電機(jī)或三臺(tái)高性能柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力。第78頁/共116頁(2)重型輪胎技術(shù)鉆機(jī)車重量較大,往往選擇接地比壓較大的輪胎,有利于防止側(cè)滑,且輪胎規(guī)格應(yīng)符合油田專用車在滿載狀態(tài)下各輪胎的接地比壓不大于700kPa的要求。沙漠鉆機(jī)車,考慮松動(dòng)的細(xì)沙承載能力為0.10~0.19MPa,相應(yīng)選擇沙漠輪胎。一般井場(chǎng)是需挖掘才能移出的硬粘土層,其承載能[6]力為0.38~0.58MPa,可選擇合適的工程輪胎。如3000m自走式車裝鉆機(jī)前三橋采用無內(nèi)胎、全鋼絲子午輪胎18-22.5,TUBELESS。第79頁/共116頁(3)模塊化技術(shù)貨物在鐵路運(yùn)輸時(shí)有三種情況:貨物不超限,貨物二級(jí)超限,貨物一級(jí)超限。鐵路部門對(duì)超限貨物有嚴(yán)格規(guī)定,貨物不超限按正常運(yùn)費(fèi)收取,貨物二級(jí)超限加收50%運(yùn)費(fèi),貨物一級(jí)超限則加收100%運(yùn)費(fèi)。中、小型鉆機(jī)車在設(shè)計(jì)時(shí)為避免超限,對(duì)于井架等大件設(shè)計(jì)為容易拆裝的結(jié)構(gòu),在進(jìn)行鐵路運(yùn)輸時(shí),把它們從鉆機(jī)車上卸下來,當(dāng)進(jìn)行公路或井場(chǎng)運(yùn)輸時(shí),可以重新裝上去。對(duì)于踏板及欄桿等結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)為翻轉(zhuǎn)式、折疊式或抽屜式結(jié)構(gòu),從而減小了運(yùn)輸尺寸。第80頁/共116頁(4)車橋與懸掛技術(shù)
生產(chǎn)鉆機(jī)車車橋的廠家主要有鐵馬、北方奔馳、徐州美馳等。鉆機(jī)車井架縮回后,仍然較長(zhǎng),懸伸在車前,行走時(shí),前橋負(fù)荷大,整車重心較高。為確保安全,必須采用負(fù)荷能力大的前橋,并加大前輪距。因?yàn)檎囇b備較重,各橋負(fù)荷均較大,目前,油氣田專用車為單橋,每側(cè)雙輪胎,最大允許軸荷的限值為13t,特殊[6]設(shè)計(jì)達(dá)16t,大負(fù)荷車橋往往采用整體鍛造技術(shù)。對(duì)于多橋結(jié)構(gòu),廣泛使用空氣懸掛??諝鈶覓斓淖冃畏秶^大,向上約70mm,向下約100mm,并且氣懸橋的載荷不變。相對(duì)而言,鋼板懸掛只能靠鋼板彈簧有限的變形,即向上約30mm,向下約20mm。第81頁/共116頁(5)安全制動(dòng)技術(shù)
鉆機(jī)車重量越大、制動(dòng)慣性越大、越不安全。自走式車裝鉆機(jī)設(shè)置雙氣剎,制動(dòng)系統(tǒng)采用雙管路氣壓鼓式制動(dòng)和放氣彈簧制動(dòng)室以及下坡減速輔助制動(dòng)技術(shù)。拖掛鉆機(jī)一般設(shè)計(jì)有完備的行車制動(dòng)及駐車制動(dòng)。第82頁/共116頁(6)傳動(dòng)與轉(zhuǎn)向技術(shù)
對(duì)中深井鉆機(jī)車,因主減速不夠,輪轂需設(shè)計(jì)輪邊減速,且一般采用多橋驅(qū)動(dòng)技術(shù),如3000m自走式鉆機(jī)車采用前兩橋和后兩橋,四橋驅(qū)動(dòng)技術(shù)。目前2000m以上車裝鉆機(jī)均配液壓助力轉(zhuǎn)向,例如3000m以上車裝鉆機(jī)采用多橋轉(zhuǎn)向,轉(zhuǎn)向阻力很大,一旦動(dòng)力轉(zhuǎn)向失效,很難實(shí)現(xiàn)人力轉(zhuǎn)向,因此對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及閥器件質(zhì)量要求很高。第83頁/共116頁(7)低溫技術(shù)在我國北方低溫作業(yè)環(huán)境,以及俄羅斯、加拿大等寒冷油區(qū),對(duì)車裝鉆機(jī)結(jié)構(gòu)與材料要求苛刻,需要設(shè)計(jì)或選用耐低溫的車橋、輪胎、傳動(dòng)件與密封件、電液氣[8]路管線等。對(duì)車架等結(jié)構(gòu),須采用低溫焊接技術(shù)。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)箱等除選用低溫潤滑油外,還要求采取嚴(yán)格的加熱保溫措施等。第84頁/共116頁(8)其他新技術(shù)應(yīng)用
其他新技術(shù)的應(yīng)用有發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣水基滅火星技術(shù)、液壓浮動(dòng)盤式剎車、電子剎把、電子防碰、能耗制動(dòng)和自動(dòng)送鉆等,這些已在鉆機(jī)車上得以應(yīng)用。鉆機(jī)車生產(chǎn)廠商已研發(fā)出多項(xiàng)專利,如一種車裝鉆機(jī)(專利號(hào)CN01260632.4)、拖掛式石油鉆機(jī)專用半掛車(專利號(hào)CN200720068154.X)、鉆桿滑道車(專利號(hào)CN200720075748.3)等。第85頁/共116頁5)鉆機(jī)車發(fā)展方向
a.對(duì)于自走式車裝鉆機(jī),由于受到載重及行車尺寸限制,目前仍局限在4000m左右,主要發(fā)展方向是加強(qiáng)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì),例如改善駕駛室舒適度,設(shè)計(jì)可調(diào)座椅,環(huán)??照{(diào),操控面板符合人機(jī)工程學(xué)等。同時(shí),完善鉆機(jī)車功能,甚至包括井場(chǎng)輔助工具的擺放,消防與清潔,洗眼臺(tái)等,如圖6所示。設(shè)計(jì)自動(dòng)倒車、井口找正裝置,設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)底盤自動(dòng)調(diào)平裝置等。對(duì)作業(yè)時(shí)容易受鉆井液侵蝕或損壞的燈具,應(yīng)設(shè)置護(hù)罩,行車時(shí),又可方便地打開這些護(hù)罩等。第86頁/共116頁b.5000m及以上拖掛鉆機(jī)將是下一階段鉆機(jī)車的發(fā)展方向。這種鉆機(jī)集合了橇裝鉆機(jī)模塊式設(shè)計(jì)特點(diǎn),又保留了車裝鉆機(jī)的部分功能,滿足油田利益最大化對(duì)鉆機(jī)快裝、快卸及快移的要求。而在4000m以內(nèi)拖掛鉆機(jī),主要是研究適應(yīng)于油田的全拖掛鉆機(jī),即各個(gè)鉆機(jī)部件均采用拖掛式結(jié)構(gòu)。第87頁/共116頁c.在局部地域,例如中東和北非地區(qū),5000m及以上的鉆井深度可以發(fā)展巨無霸鉆機(jī)。這對(duì)業(yè)主來說,能極大地節(jié)約其運(yùn)輸成本、縮短鉆井的準(zhǔn)備時(shí)間;對(duì)廠家來說,不僅能較大地提高單臺(tái)產(chǎn)品產(chǎn)值,而且能較大程度地推動(dòng)產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)步。d.研制新型輪胎和新型車橋,提高輪胎與車橋的承載能力和油區(qū)的適應(yīng)能力(如適應(yīng)沙漠、山區(qū)、沼澤、極寒冷地區(qū)等)。例如在拖掛泥漿罐車上運(yùn)用一線雙橋技術(shù),既能保證載車的承載能力,又能滿足載車的移運(yùn)要求。第88頁/共116頁e.為適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展,有必要生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)型、經(jīng)濟(jì)型或豪華型鉆機(jī)車,以適應(yīng)不同油田和不同用戶在社會(huì)各個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期對(duì)鉆機(jī)車的配置要求,有利于鉆機(jī)車的可持續(xù)發(fā)展。第89頁/共116頁6.1連續(xù)油管作業(yè)車1)基本功能結(jié)構(gòu)
連續(xù)油管車是可移動(dòng)式的液壓驅(qū)動(dòng)的連續(xù)油管起下、運(yùn)輸設(shè)備,其基本功能是在進(jìn)行連續(xù)油管作業(yè)時(shí),向井內(nèi)起下連續(xù)油管柱,作業(yè)完后起出連續(xù)油管并卷繞在卷筒上以便運(yùn)輸。外徑為3/4~23/8英寸的連續(xù)油管。其基本功能裝置主要有連續(xù)油管注入頭、連續(xù)油管滾筒、動(dòng)力系統(tǒng)、控制臺(tái)、井口防噴器組等。第90頁/共116頁第91頁/共116頁(1)連續(xù)油管注入頭
注入頭的基本功能有:克服連續(xù)油管在有效井筒內(nèi)的浮力及摩擦力把油管壓入井內(nèi),在不同井況下控制連續(xù)油管的下井速度,懸掛油管和加快從井內(nèi)起出油管的速度。注入頭由油管導(dǎo)向架、鏈條牽引總成和填料盒組成,鏈條牽引總成是通過液壓驅(qū)動(dòng)反向旋轉(zhuǎn)的雙鏈條夾持油管起下機(jī)構(gòu),兩條牽引鏈條的驅(qū)動(dòng)鏈輪分別由兩臺(tái)旋轉(zhuǎn)方向相反的液壓馬達(dá)傳動(dòng),在牽引鏈條的外側(cè)嵌裝內(nèi)瑣式鞍狀油管卡子,其輪廓與連續(xù)油管的周邊線一致,通過一系列的液壓壓輥使管卡壓緊在油管上,以產(chǎn)生所需的摩擦牽引力。第92頁/共116頁注入頭頂部裝有油管導(dǎo)向架,用于牽引連續(xù)油管從卷筒到鏈條牽引總成的導(dǎo)入與導(dǎo)出,是由一系列與架垂直的滾子組成的弧形架其彎曲半徑約等于卷筒直徑。通常對(duì)于11/4英寸和11/2英寸連續(xù)油管,彎曲半徑約為1.5~1.8米;對(duì)于13/4和2英寸連續(xù)油管,最小彎曲半徑為2.134米。第93頁/共116頁注入頭底部,沿連續(xù)油管中心線裝有液壓操作的填料盒(或叫“橡膠刮泥器”),內(nèi)有拼合式彈性元件,當(dāng)油管通過時(shí)壓緊油管,使連續(xù)油管的外環(huán)空與地面隔離。填料盒最小工作壓力為34.47MPa,一般設(shè)計(jì)工作壓力達(dá)68.95MPa,當(dāng)條形橡膠刮片在工作中磨損損壞后,即便當(dāng)連續(xù)油管仍懸掛在井內(nèi)時(shí)也可更換。注入頭底部還裝有載荷傳感器,其信號(hào)傳到控制臺(tái),指示油管重量和提升力。在連續(xù)油管傳送井下工具時(shí),還可使用雙作用式傳感器指示作用于連續(xù)油管上的軸向上沖力。第94頁/共116頁(2)連續(xù)油管滾筒
滾筒由筒芯和邊凸緣組成,相應(yīng)于外徑為1英寸和11/4英寸的連續(xù)油管,筒芯直徑為1.524~1.828米,邊凸緣直徑為2.743米,可卷繞長(zhǎng)度分別為7925和6706米,其他尺寸油管的卷繞能力取決于筒芯直徑的大小。第95頁/共116頁滾筒軸是空心的,中間用高壓堵頭隔離開,軸的一端裝有高壓氣液旋轉(zhuǎn)接頭,連續(xù)油管經(jīng)由空心軸與該接頭相連,并通過它連接到液體或氣體泵送裝置上,這樣在整個(gè)作業(yè)期間可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的泵送和循環(huán)。在連續(xù)油管與滾筒之間安裝有一個(gè)68.95MPa的關(guān)閉閥,以備遇到緊急情況時(shí)將連續(xù)油管與地面泵送設(shè)備隔離開。滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)由液壓馬達(dá)控制,液壓馬達(dá)的作用是在連續(xù)油管起下時(shí)在油管上保持一定的拉力使其緊繞在滾筒上。第96頁/共116頁滾筒前上方裝有排管器以使油管有序地卷繞在滾筒上,且裝有計(jì)數(shù)器以計(jì)量連續(xù)油管下入和起出長(zhǎng)度。另外在滾筒上裝有液壓驅(qū)動(dòng)或塊式剎車,其基本功能是當(dāng)連續(xù)油管在滾筒與鏈條牽引總成間發(fā)生斷裂時(shí)制動(dòng)滾筒。剎車并非用于防止連續(xù)油管的無控制發(fā)放,而是施加一定的阻力使?jié)L筒停止轉(zhuǎn)動(dòng)。許多作業(yè)機(jī)在液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)裝有一個(gè)裝置給滾筒施加一定的反向拉力使其減速;另外的作業(yè)機(jī)則應(yīng)用塊式剎車系統(tǒng),通過液壓給滾筒輪轂外緣施加壓力使?jié)L筒制動(dòng)。第97頁/共116頁(3)液壓動(dòng)力系統(tǒng)
液壓動(dòng)力系統(tǒng)用來控制作業(yè)機(jī)全部元件的動(dòng)作,其操作能力取決于液壓元件的綜合要求。大多數(shù)連續(xù)油管作業(yè)車的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力系統(tǒng)是柴油機(jī)和水力泵。(4)控制臺(tái)
控制臺(tái)的設(shè)計(jì)多種多樣,但大多數(shù)都立足于遠(yuǎn)程控制??刂婆_(tái)上裝有全部?jī)x表、開關(guān)等,用以監(jiān)測(cè)和控制連續(xù)油管作業(yè)車所有裝置的操作,利用控制屏操縱滾筒和注入頭馬達(dá),確定油管的運(yùn)行方向和操作速度,另外利用安裝在控制臺(tái)上的控制系統(tǒng),還可操縱鏈條牽引總成、刮泥器、防噴器組的工作。第98頁/共116頁(5)井口防噴器組防噴器組是連續(xù)油管作業(yè)車的重要組成部分,所有連續(xù)油管作業(yè)中都應(yīng)安裝。該裝置包括四套液壓驅(qū)動(dòng)的防噴器芯子,一般最小工作壓力為68.95MPa,部分舊式作業(yè)機(jī)僅能承受34.47MPa密封壓力。四套芯子自上而下排列為:全封芯子、油管剪斷芯子、卡瓦芯子和不壓井作業(yè)芯子(油管芯子)。第99頁/共116頁a.全封芯子用于井失控時(shí)在地面封井,芯子的彈性密封元件彼此壓緊實(shí)現(xiàn)全封閉式密封,全封時(shí)油管或其他物件不得穿過芯座。應(yīng)注意,全封芯子只是設(shè)計(jì)用于封住來自井下的壓力。b.油管剪斷芯子用于防噴器以下的油管卡死時(shí)或有其他需要(如作為生產(chǎn)管柱或虹吸管懸掛)時(shí)機(jī)械剪斷油管。在需要剪斷時(shí),剪切板圍攏油管并加壓,使油管受剪切而斷開。第100頁/共116頁c.卡瓦芯子上裝有單向齒,用于支撐管柱重量,另外當(dāng)卡瓦關(guān)閉時(shí),芯子內(nèi)緣與連續(xù)油管外緣緊緊壓實(shí)將管子固定,以防止井內(nèi)高壓把油管從井內(nèi)沖出。
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