摘要：为了解决第七代超深水海洋平台钻机双井架结构笨重、安全系数小、变形大和材料使用率低等设计不合理的问题,基于等强度理念对双井架进行了优化设计:参照API Spec 2C-2004标准并采用有限元法,分析了双井架在典型工况下不同杆件截面参数时的应力、位移变化规律;以双井架质量、最大应力、最大位移和不同高度段的应力差异程度为优化目标,采用单因素与响应曲面法进行杆件截面参数优化,获得了最优截面参数组合。研究结果表明:①初步设计的双井架在风暴自存工况下安全系数小于API Spec 4F-2013要求的1.67,最大位移大于规范允许值l/400,在井架的下支柱和顶部横杆处最危险;②双井架应力随高度升高而减小,在设计双井架时应偏向从低到高考虑杆件截面强度;③双井架最终优化方案满足各典型工况要求,较之于原方案,质量、最大应力、最大位移和不同高度段应力的最大偏差率分别降低16.18%、29.25%、29.35%、67.67%,提高了材料利用率。结论认为,采用单因素与响应曲面法相结合的等强度多目标截面参数优化方法,对于双井架结构参数优选和相关井架设计具有指导意义。

摘要：在川渝地区复杂难钻地层的钻井勘探中,常规物探钻头存在破岩效率低、钻进速度慢、钻头使用寿命短、作业成本高等不足。因此,设计了棱锥齿和半抛齿两种新型硬质合金齿,并结合这2种齿的结构和工程实际设计了棱锥齿-半抛齿物探钻头,在钻头中间端面布置棱锥齿,边缘锥面均匀布置半抛齿。分析了棱锥齿和半抛齿的破岩机理,并采用有限元仿真方法,开展了棱锥齿与锥形齿、半抛齿与球形齿破岩的对比研究。结果表明:在冲击载荷和钻压作用下,相比于锥形齿,棱锥齿在岩石内部产生的应力更为集中;相比于球形齿,半抛齿切削刃切削挤压岩石时,在接触区域产生的应力更为集中;棱锥齿和半抛齿更容易破碎岩石,其破岩效率得到提高。开展了棱锥齿-半抛齿物探钻头和常规物探钻头的破岩仿真。结果表明:与常规物探钻头相比,棱锥齿-半抛齿物探钻头的钻进速度提升了38.3%,钻头的轴向加速度波动幅度减小了13%。研究结果可为棱锥齿-半抛齿物探钻头的研发提供理论支撑。

摘要：为了勘探开发海洋深井油气资源,宝鸡石油机械有限责任公司在已有陆地9000m深井钻机的基础上研制了9000m海洋钻井包。采用现代设计方法,对陆地钻机常规深井井架、大功率绞车等主要部件通过结构改进及材料优选方式,将各单元设备重量进行优化,实现钻井包总体重量控制;针对海洋钻井工艺要求,在重载滚动式钻台滑移装置、整体正压防爆司钻房等方面进行技术攻关,形成系列创新,在海洋深井井架设计制造技术、重载钻台滚动式滑移技术、大通径分流器研制技术、司钻房整体正压技术等填补了国内空白。首套9000m海洋钻井包2012年初正式交付用户,已在国外完成钻井数十口,历经3年多考验,各设备运转正常,性能可靠。9000m海洋钻井包性价比良好,实现批量化产出,打破了国外在海洋深井钻机方面的技术垄断。

摘要：半主动天车升沉补偿装置是一种实现浮式钻井平台升沉运动的节能高效装备,但其相关技术被国外厂商封锁且国内尚缺乏准确有效的试验支撑,为此建立了补偿作用下的四自由度钻柱纵向振动模型以揭示半主动天车升沉补偿机理,并以此为理论依据设计了半主动天车升沉补偿试验平台及其机械结构、液压系统和控制系统。该试验平台的主要设计参数包括补偿载荷、最大补偿行程以及最大补偿速度,从工况模拟能力、补偿缸载荷以及补偿效率这3个方面综合分析了平台的试验能力。结果表明:通过控制浮动天车位移可以明显降低升沉运动对钻压的不利影响;主、被动补偿缸分别承担了补偿过程中的动、静载荷;设计的试验平台不仅能模拟满足实际要求的补偿工况,而且在最大补偿工况下的补偿效率为93.14%,说明它具备良好的试验能力。研究成果为半主动天车升沉补偿技术的研究提供了可靠的理论和试验依据。

摘要：为满足国内海洋深水油气田的开发和科学钻探井的需要,针对9000m海洋钻井包建造业务研制出满足自升式平台配套需要、拥有自主知识产权的分流器系统,掌握了分流器设计、制造、试验等方面的关键技术。FFH75×500Z分流器配有4种规格的高强度、抗撕裂胶芯,满足在3.45MPa额定工作压力下的使用要求;其支撑壳体通径为1194mm,适配于转盘ZP-495;分流器的返出口采用开放式密封技术,靠外部液压作用实现密封间隙配合,易于安装密封且装配紧固可靠。配套的分流器试压工具,可同时满足现场胶芯拆装与分流器试压的要求,简化了现场操作。现已投产销售6台,通过CCS认证,配套用于迪拜自升式平台。

摘要：石油管螺纹的精确测量对于管螺纹的设计及加工都起着至关重要的质量控制作用,本文通过对石油管螺纹现阶段测量现状及存在问题进行分析,提出了一种测量石油管螺纹的新方法,即使用五轴测量机测量螺纹母线,并通过螺旋扫描方式获得整个螺纹接头的点云数据和完整的螺纹形状。通过系统评价测试证明了该方法的稳定性和准确性。

摘要：常规的套管头、油管头和采油(气)树换装过程不仅费时费力还存在安全隐患,为此研制了一体式油套管头井口装置。设计时将套管头和油管头集成为一体,在作业过程中不需要更换井口装置和地面设施就可完成钻井、试油、完井等作业,减少了井口、防喷器组和节流压井管汇重新安装、试压及起下钻具或油管柱的工序。该油套管头采用API Spec 6A法兰连接,具有体积小、操作方便、密封性能好、悬挂能力强等特点。塔中351H井和岳101-95-X1井的现场试验结果表明,应用该装置可缩短钻井周期6d左右,每口井节约钻井费用100万元以上,井控安全风险降低60%以上。

摘要：文章论述了石油钻机、钻井泵、防喷器、顶驱、螺杆钻具、旋转导向钻井装备、修井装备、连续管、压裂装备、举升采油装备和海洋钻采装备等油气钻采装备国内外技术发展现状,分析了装备在自动化与智能化、核心部件国产化等方面存在的差距与不足,展望了未来中国油气钻采装备将向电动化、自动化、信息化、智能化方向发展的趋势,建议高度重视油气钻采装备,做好顶层设计,加大投入,开展战略性研发制造,实现油气钻采装备行业高质量发展,提升国际市场竞争力,促进超深层(深水)和非常规油气资源高效勘探开发。

摘要：针对模块化煤层气钻机对模块集成度及移运性要求较高等特点,开展了煤层气钻机专用液压绞车的研究。该煤层气钻机专用液压绞车采用液压马达+链条传动方式,具有自动送钻的功能,模块集成度高。本文详细地介绍了该液压绞车的结构、传动原理的设计;分析了绞车的钩载-速度曲线,该绞车能够实现0~1.1 m/s的无极调速,能够有效地利用液压马达的功率,满足模块化煤层气钻机的使用要求,具有广阔的市场应用前景。

摘要：为了满足深井、超深井、大位移水平井、高压喷射钻井等新型钻井工艺技术的要求,宝鸡石油机械有限责任公司研制了F-1600HL高压钻井泵。该泵最大工作压力为52MPa,为目前国内同功率钻井泵中压力最高,比F-1600钻井泵提高了50.7%,最大排量为51.8L/s,比F-1600钻井泵增加了11.4%。该泵采用"L"形液缸、双金属缸套、带卸载槽的高压阀、耐高温和油基钻井液的高压活塞、缸套内外冷却装置等新结构、新技术,通过结构有限元分析与优化设计、钻井液介质试验等,确保了该泵在高压和大排量工作时的可靠性。目前,该泵已成功用于7000m及其以上钻机中,并为高压喷射等钻井工艺的实施提供了强有力的装备保障。