石油鉆機(jī)氣控制動系統(tǒng)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告

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1、石油鉆機(jī)氣控制動系統(tǒng)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告編制：陜西XX石油設(shè)備有限公司審核：XX市科技局2008-12-1824一、總論1、項(xiàng)目概述項(xiàng)目內(nèi)容：陜西XX石油設(shè)備有限公司為油田鉆機(jī)研制的“石油鉆機(jī)氣控制動系統(tǒng)”，代替了人工壓剎把操作絞車的傳統(tǒng)做法，使絞車的操作實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程氣動集中控制，提高了鉆機(jī)的操作性能和現(xiàn)代化水平。由我公司生產(chǎn)的司鉆房與氣控制動器一體化操作系統(tǒng)在大慶油田ZJ15鉆機(jī)上的使用，受到了當(dāng)時(shí)的黨中央總書記江澤民及國務(wù)院副總理溫家寶、曾慶紅等領(lǐng)導(dǎo)的現(xiàn)場視察和充分肯定。近年來隨著石油公業(yè)的飛速發(fā)展，越來越多的石油鉆機(jī)，特別是較大型鉆機(jī)考慮到各種原因逐漸傾向于采用氣動

2、裝置控制絞車，這就給我公司生產(chǎn)的氣控制動系統(tǒng)帶來了新的發(fā)展契機(jī)。創(chuàng)新點(diǎn)：該設(shè)備具有結(jié)構(gòu)新穎、使用可靠、性價(jià)比高、安裝方便等特點(diǎn)，是鉆機(jī)帶式絞車實(shí)現(xiàn)司鉆工坐在司鉆房控制滾筒最佳的技術(shù)改造更新?lián)Q代產(chǎn)品，其主要?jiǎng)?chuàng)新在于：采用氣控的方式，操縱膜片式氣缸，配合彈簧壓縮蓄能的事故保障機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動帶式絞車剎車軸，實(shí)現(xiàn)了絞車的遠(yuǎn)程操作。創(chuàng)新背景：目前，我國石油工業(yè)已擁有各種石油鉆機(jī)三千余臺，其中60%以上的鉆機(jī)，其滾筒絞車采用帶式剎車，操作形式均采用了剎把操作。由于鉆井工況的特殊要求，鉆機(jī)開鉆后不能停鉆。鉆機(jī)操作的司鉆同志，無論是嚴(yán)寒的冬天，還是烈日的夏天，即使是狂風(fēng)暴雨也要露天作業(yè)，

3、工作環(huán)境非常惡劣，加之司鉆操作位置距離井口太近，并且貓頭繩從司鉆身邊擦過。當(dāng)貓頭繩斷裂及井口出現(xiàn)危險(xiǎn)，或者井架上掉下重物等危險(xiǎn)情況出現(xiàn)時(shí)，司鉆工都不能離開操作位置，這樣就直接威脅著司鉆的生命安全。長期以來人身事故不斷地發(fā)生。多年來，人們一直不斷地探索一種改善司鉆工作環(huán)境的辦法，將司鉆從危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來。上世紀(jì)八十年代以來，世界各地石油機(jī)械制造商紛紛研制液壓盤式剎車。在九十年代，我國也相繼研制了液壓盤式剎車。人們期望采用液壓盤式剎車取代帶剎車，采用液壓閥操作取代剎把操作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的遙控操作。司鉆24可以由原來的露天操作改在司鉆房內(nèi)操作，改善司鉆的工作環(huán)境，減輕

4、司鉆的勞動強(qiáng)度，提高司鉆的安全性。但是石油鉆井的特點(diǎn)是露天作業(yè)，工作環(huán)境十分惡劣，鉆機(jī)頻繁的拆裝、搬遷及現(xiàn)場的環(huán)境條件，無法保證液壓系統(tǒng)對液壓油所要求的清潔度，再加之我國液壓元件不過關(guān)，露油現(xiàn)象嚴(yán)重，不但污染環(huán)境，而且增加了鉆井成本。在使用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)液壓閥的堵塞和卡阻，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)出現(xiàn)壓力波動和失壓，致使剎車系統(tǒng)失靈，造成溜鉆、頓鉆現(xiàn)象。因此，沒有得到全面的推廣使用。人們一直希望用氣動控制操作鉆井絞車的剎車，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的遙控操作。不但能夠?qū)崿F(xiàn)液壓盤式剎車所實(shí)現(xiàn)的功能，而且具有維護(hù)方便的特點(diǎn)，既干凈衛(wèi)生不污染環(huán)境，又能安全可靠的工作，還不需另配動力源，減少了設(shè)備投

5、資和現(xiàn)場維修工作量。九十年代中期，我國一些機(jī)械制造商研制了氣控盤式剎車，在油田做工業(yè)性實(shí)驗(yàn)。由于當(dāng)時(shí)研制氣控盤式剎車時(shí)，沒有考慮到氣體的可壓縮性和剎車的動態(tài)響應(yīng)速度，在鉆井過程中，剎車動作的滯后無法穩(wěn)定鉆壓，爬行、頓鉆、溜鉆現(xiàn)象十分嚴(yán)重，無法完成鉆井作業(yè)。其原因就是沒有考慮到氣體的可壓縮性，操作的動態(tài)響應(yīng)速度問題沒能得到解決。人們雖然對液壓盤式剎車不盡滿意，但它仍可將司鉆從艱苦危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解救出來，因此，最近幾年液壓盤式剎車在我國有所發(fā)展，但液壓盤式剎車存在的固有問題仍未解決。九十年代后期，大慶石油管理局鉆井二公司的主要領(lǐng)導(dǎo)提出了改造帶式剎車裝置、解放司鉆工的使用

6、要求，為此我公司經(jīng)過周密的調(diào)研論證，認(rèn)真的分析研究認(rèn)為：1、改善司鉆的工作環(huán)境，減輕司鉆的勞動強(qiáng)度，提高司鉆的安全性和鉆機(jī)的先進(jìn)性已勢在必行。2、以往其他廠家研制的氣控盤式剎車，不能使用的原因是：沒有針對氣體的可壓縮性這一問題進(jìn)行認(rèn)真的分析研究而采取措施，沒有考慮到剎車的動態(tài)響應(yīng)速度和操作的靈敏性問題。3、由于石油機(jī)械的特殊環(huán)境要求，用氣控剎車比用液控剎車具有無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。（1）目前，我國使用的近千臺鉆機(jī)中，所有鉆機(jī)的控制形式均采用了氣路控制，在鉆機(jī)現(xiàn)場氣源豐富。采用氣控剎車可利用鉆機(jī)的總氣源，不需另外配備氣源，可節(jié)約設(shè)備的投資和運(yùn)輸安裝費(fèi)用。（2）在環(huán)境要求上，氣

7、控系統(tǒng)更適應(yīng)油田現(xiàn)場鉆井工況的要求。氣控系統(tǒng)即便有點(diǎn)輕微的漏氣，也不會造成環(huán)境的污染。24（3）液壓系統(tǒng)對液壓油的清潔度要求嚴(yán)格，鉆井現(xiàn)場無法保證。氣控系統(tǒng)的氣體是取之于大氣層，不會因?yàn)殂@機(jī)的拆裝和搬遷而造成空氣的污染，故障率低，維修方便，這也是目前所有鉆機(jī)采用氣動控制的原因。4、目前盤式剎車存在著爬行現(xiàn)象，而帶剎車的柔性正好克服了盤式剎車的這一缺點(diǎn)，使得司鉆能夠輕松的操作剎車，這在起放井架時(shí)顯得更為重要。5、液壓盤式剎車體積大，在舊的鉆機(jī)上無法改造，而氣控帶剎車體積小，可以利用原鉆機(jī)上剎車系統(tǒng)，不需做大的改動就可配上氣控剎車裝置，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的遙控操