淺析海洋鉆修井機(jī)的應(yīng)用及故障分析

熊鋼

摘要：隨著我國(guó)海洋油田勘探開發(fā)力度加大，海洋鉆修井裝備應(yīng)用逐漸增多，適應(yīng)海洋鉆修井機(jī)應(yīng)用實(shí)際，逐步呈現(xiàn)出可搬遷、標(biāo)準(zhǔn)化和小模塊化的作業(yè)特點(diǎn)，本文就是基于海洋鉆修井機(jī)應(yīng)用情況分析，對(duì)主要裝備故障分析及處理措施等工作進(jìn)行的簡(jiǎn)要探究。

關(guān)鍵詞：海洋鉆修井機(jī)；應(yīng)用情況；故障分析

【分類號(hào)】TE921

海洋鉆修井機(jī)是提升海洋油田勘探開發(fā)效率、提升維修作業(yè)水平的重要措施，高質(zhì)量的海洋鉆修井機(jī)應(yīng)用是提升油氣采收率、加快故障分析和排除的重要保障，是油井持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的關(guān)鍵。因此，有必要加強(qiáng)對(duì)海洋鉆修井機(jī)的應(yīng)用和故障分析，提升海洋鉆修井機(jī)的應(yīng)用水平，更好地保障海洋油田勘探開發(fā)。

1 海洋鉆修井機(jī)的應(yīng)用

1.1海洋鉆修井機(jī)應(yīng)用改進(jìn)的必要性

我國(guó)海洋鉆修井機(jī)已經(jīng)經(jīng)歷了20年的發(fā)展，在整機(jī)總體設(shè)計(jì)、并車作業(yè)、動(dòng)力配置、底座及絞車傳動(dòng)等系統(tǒng)以及井架結(jié)構(gòu)體系等方面也不斷改進(jìn)，整體上不斷呈現(xiàn)出布局協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)緊湊、層次分明的特點(diǎn)，占用的鉆井平臺(tái)面積不斷減小，適應(yīng)了海上油田勘探開發(fā)的需求，同時(shí)，鉆修井物料流、能量流和信息流等方面的線路保障能力也不斷增強(qiáng)，整機(jī)經(jīng)濟(jì)性不斷提高。

但是，隨著我國(guó)海洋油田勘探開發(fā)力度加大，海洋油田平臺(tái)類型日趨多樣，油田所處海域環(huán)境也存在差異，同時(shí)為開發(fā)海洋油氣田，各類作業(yè)方式和特殊作業(yè)要求也不斷增多，需要海洋鉆修井機(jī)呈現(xiàn)更加多元化的發(fā)展趨勢(shì)，增強(qiáng)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、可移動(dòng)化和小模塊化特點(diǎn)，更好地輔助海洋油田勘探開發(fā)。

1.2我國(guó)海洋鉆修井機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)

高質(zhì)量的設(shè)備是確保使用持續(xù)性的必然要求，通過(guò)結(jié)合海洋鉆修井作業(yè)實(shí)際進(jìn)行設(shè)備應(yīng)用和改進(jìn)，可以更好地滿足油田開發(fā)需要，有效減少設(shè)備故障。一是設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用。鉆修井機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用以設(shè)備用途多樣性、使用靈活性和作業(yè)快捷性作為目標(biāo)，對(duì)主要構(gòu)件實(shí)現(xiàn)通用化生產(chǎn)，對(duì)主要設(shè)備尺寸進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化組合，形成可批量生產(chǎn)、大范圍應(yīng)用的鉆修井設(shè)備，便于設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)及維修更換零部件，提升作業(yè)效率。通過(guò)一定區(qū)域內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用，使鉆修井機(jī)上部和下部移動(dòng)底座、泥漿罐、井架和鉆桿等設(shè)備可靈活的進(jìn)行自由組合應(yīng)用，提升整機(jī)使用效率和壽命。二是設(shè)備的可移動(dòng)化應(yīng)用。海洋鉆井平臺(tái)相互之間距離較遠(yuǎn)，設(shè)備的搬遷和使用比較不便，因此，通過(guò)提升鉆修井機(jī)的可移動(dòng)性，可以便于設(shè)備在不同海洋鉆井平臺(tái)之間搬遷和使用，利用簡(jiǎn)單的大型起重船就可以進(jìn)行搬遷使用，比如海洋油田中比較常用的HXJL80型可搬遷式海洋鉆修井機(jī)，由鉆桿堆場(chǎng)、配電間、井架、移動(dòng)底座、泥漿罐、柴油罐和凈化裝置等部分組成，整體設(shè)計(jì)使用壽命可達(dá)20年以上，最大鉤載一般為1800kN、最大可達(dá)2250 kN，利用88.9mm的鉆桿輔助可進(jìn)行6000m深度的修井作業(yè)，利用127mm的鉆桿輔助可進(jìn)行3000m深度的鉆井作業(yè)，配備柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，適用鉆臺(tái)面積為170平方米、高度為8米，泥漿罐容積可達(dá)150立方米，下移動(dòng)底座通過(guò)設(shè)置平臺(tái)滑軌，可適應(yīng)9-11米的移動(dòng)。在具體吊裝移動(dòng)作業(yè)中，可將鉆修井機(jī)作為一個(gè)整體進(jìn)行一鉤次吊裝，可將修井機(jī)按照下部移動(dòng)底座和上部移動(dòng)底座加井架結(jié)構(gòu)的方案分兩次進(jìn)行吊裝，還可以進(jìn)一步將上部移動(dòng)底座與井架結(jié)構(gòu)分開，進(jìn)行三次吊裝作業(yè)。在具體移動(dòng)作業(yè)中，可綜合考慮起重船的不確定性、井架的保護(hù)性要求以及施工時(shí)間、成本等因素，確定具體吊裝作業(yè)方案，提前進(jìn)行輔助吊裝框、釣耳的設(shè)置。三是設(shè)備的小模塊化應(yīng)用。適應(yīng)海洋鉆井平臺(tái)的應(yīng)用特點(diǎn)，可在使用中進(jìn)行小模塊細(xì)分，優(yōu)化鉆修井機(jī)整體結(jié)構(gòu)和功能，縮短施工成本和時(shí)間，便于出現(xiàn)故障后縮小故障判斷范圍和構(gòu)件數(shù)量，提高設(shè)備故障排除效率。比如，可在平臺(tái)群內(nèi)的平臺(tái)上分別設(shè)置HXJL80型的小模塊鉆修井機(jī)，通過(guò)設(shè)置最大鉤載為1800kN的頂驅(qū)，配備相應(yīng)數(shù)量的CAT3512型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，確保滿足鉆修井深度要求，并能將鉆屑從固控設(shè)備傳輸?shù)教幚碓O(shè)備內(nèi)部，再進(jìn)行剪切、研磨或篩選等作業(yè)，利用高壓注入泵提供壓力，確保巖屑可以注入地層內(nèi)部。同時(shí)，通過(guò)小模塊化應(yīng)用，將鉆機(jī)分為DES、DSM等模塊類型，并細(xì)分具體應(yīng)用模塊，將不同模塊利用銷軸等構(gòu)件進(jìn)行連接，盡量將各小模塊的尺寸控制在18.6×2.7×3.8米范圍以內(nèi)，將重量控制在25噸以內(nèi)，便于利用平臺(tái)供應(yīng)船和吊機(jī)進(jìn)行設(shè)備的維修和拆卸等作業(yè)。為后期應(yīng)用提供便利，還可以將鉆修井機(jī)設(shè)置為整體底盤和輔助吊裝框架，便于分模塊的應(yīng)用。

2 海洋鉆修井機(jī)的故障排除

對(duì)海洋鉆修井機(jī)的故障排除，要在前文闡述的應(yīng)用優(yōu)化基礎(chǔ)上，對(duì)易出現(xiàn)故障的主要設(shè)備進(jìn)行分析判斷。

2.1絞車的監(jiān)測(cè)和故障診斷

絞車是鉆井起升系統(tǒng)的主要設(shè)備，可對(duì)鉆具進(jìn)行起下作業(yè)，對(duì)套管進(jìn)行下入作業(yè)，在鉆進(jìn)中還可以控制鉆壓、送入鉆具，并能起吊重物。絞車故障主要包括噪音或振動(dòng)異常、結(jié)構(gòu)件毀壞、剎車失靈以及防碰天車系統(tǒng)異常等?？衫眠壿嬐评碓磉M(jìn)行演繹分析，找出具體的故障事件，分析形成故障樹，最終找到最小割集和故障原因，有針對(duì)性的進(jìn)行排除。

2.2鉆井泵的監(jiān)測(cè)和故障診斷

鉆井泵作為鉆井液循環(huán)的主設(shè)備，可以在高壓作業(yè)下向油井中輸送粘度、密度和含沙量較高的動(dòng)力液，進(jìn)而冷卻鉆頭、攜帶巖屑，輔助進(jìn)行鉆進(jìn)。主要故障包括泥漿滲漏、排壓異常、支撐軸溫度異常升高等，可利用與絞車故障分析相同的原理進(jìn)行故障分析判斷，形成故障樹進(jìn)行原因分析。

2.3振動(dòng)篩的故障排除技術(shù)

振動(dòng)篩主要包括篩網(wǎng)、篩架、激振器、減振元件等構(gòu)件，可以通過(guò)機(jī)械振動(dòng)作用和吸附作用將固體篩離。在具體應(yīng)用中，可結(jié)合設(shè)備常見故障及特點(diǎn)，設(shè)計(jì)研發(fā)智能控件化振動(dòng)篩動(dòng)態(tài)特性檢測(cè)儀，對(duì)振動(dòng)篩運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)故障進(jìn)行預(yù)判和快速分析，有針對(duì)性的采取措施予以預(yù)防和排除。

3 結(jié)論

綜上所述，海洋鉆修井機(jī)作為海洋油田開發(fā)的重要輔助設(shè)備，對(duì)海洋油田勘探開發(fā)具有重要作用，通過(guò)對(duì)設(shè)備應(yīng)用特點(diǎn)和趨勢(shì)進(jìn)行分析，并對(duì)主要設(shè)備的故障分析及排除技術(shù)進(jìn)行研究，有利于提升設(shè)備使用水平，更好地輔助進(jìn)行海洋油田勘探開發(fā)。

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