介绍了精益设计的思想和特点,结合提升设备的现状,将其应用到提升设备的设计制造中,有效降低了生产制造成本,取得了显著的效果。事实表明了进行精益设计的必要性,为提升设备后续的开发提供了思路及方向。

为了满足沙特地区石油天然气的开采需求,创新开发了一种适用于该地区钻井作业的加强型钻机,满足高标准安全需求、个性化作业需求、+55℃高温环境、远距离大模块轮式移运、井场导轨移运丛式井作业,以及双流程钻井液处理的设计要求。

根据中东地区0~55℃、湿度100%的沙漠环境作业要求,研制了在沙漠恶劣条件下能够正常工作的修井机用轮式移运固控系统。该套固控系统由3个拖挂车载罐体组成,每个罐体上搭载的设备可随罐体整体运输。该系统既可用于单口井作业时钻井液的处理,也可满足丛式井作业时钻井液处理流程。文中研制的移运式固控系统可实现快速拆装,同时还具备快速移运的特性,可大幅度节省搬家费用、缩短作业时间、降低作业风险,具有广阔的发展应用前景。

针对远距离丛式井作业的需求,为了能够实现原有固控系统无需随钻机搬迁移运,开发了钻井液转接系统。该系统具有钻井液的预处理、传输、计量功能,并能够在远距离输送时钻井液时自动传送、避免钻井岩屑的沉淀。该系统的应用预计可实现数小时内完成井间的搬迁拆装时间,减少非钻井作业时间,缩短钻井周期,解决不同开次的钻井作业泥浆排量不同引起泥浆传输的溢流和吸空问题,并满足在+55℃高温环境下水基钻井液、油基钻井液的工况使用。

介绍了国内钻机在丛式钻井和快移快搬方面所采用的电缆移运技术——Z型电缆槽、M型电缆槽、电缆拖链、伸缩式电缆架。对比分析了该类电缆移运技术的功能优缺点和应用情况,给出了钻机电缆移运技术的应用总结,为今后类似设计提供参考,最后指出电缆移运技术目前存在的问题和下一步的研究方向。

针对石油钻机固控系统体积大、占地广及重量重的特点,为减少固控系统搬迁移运车次,节省拆卸安装时间,满足快速搬家要求,固控系统移运技术应用而生。文中介绍了目前国内常用的几种固控系统的移运技术,对比分析了各个移运技术的布局方案、移运性能、优缺点及适用范围,最后依据不同的使用环境,提出了可优先采用的固控系统移运技术的建议,对不同移运钻机配置最佳的固控系统移运方案提供参考。

介绍了用于丛式井布局井场油气资源开发的工厂化钻机的技术特点、国内外现状及发展趋势,并提出发展工厂化钻机的建议。

提升滑轮作为石油钻机的重要部件,在工作中承受巨大的载荷,为了准确评估其在额定载荷作用下的稳定性,基于屈曲分析的基本原理,建立了提升滑轮的有限元模型,利用ANSYS软件的稳定性分析模块,计算出滑轮的前6阶失稳安全系数及失稳模态,分析结果表明,该提升滑轮的稳定性满足设计要求,为提升滑轮的稳定性校核提供了必要的依据。

介绍了YC1125游车设计研究的背景和必要性，从技术参数、结构设计及性能特点方面进行较详细的论述，并通过大型三维建模分析软件UGNX建模，应用有限元法对其进行结构强度分析，分析结果表明，该游车结构设计合理，强度足够，总体满足设计要求。

液压马达自动送钻装置是石油钻机提升系统中重要的设备之一，当绞车主动力系统发生故障时，可代替绞车主动力系统的功能进行应急操作，提升最大钻柱重量；可以根据钻进作业过程的需要，在恒钻压送钻和恒钻速送钻两种模式下进行选择，完成自动送钻设定。通过设定输出扭矩，反向拖动绞车滚筒，实现自动调整送钻速度和钻井过程安全保护，达到钻进作业过程中恒压和恒钻速目的。利用计算机控制技术与液压控制技术相结合精准控制液压马达实现高精度送钻。控制系统采用PLC编程控制，通过接收外部的连续钻压测量信号与液压马达转速检测单元的信号，实现钻井作业中的信息综合处理和送钻控制。经过油田现场17套钻机30余口井的应用表明，该装置值得推广应用。