油田钻机平移装置改造的研究及应用

贾 洋 陈大彬 李玉全

（1.大庆钻探工程公司钻井一公司 黑龙江大庆 2.大庆油田有限责任公司 黑龙江大庆）

随着各油田深层丛式井、水平井开发的需要，钻机平移搬迁得到越来越广泛的应用。钻机整体平移搬迁的优势显而易见，一是缩短设备拆、运、装时间，并且大大节约人力、物力；二是降低拆、装作业风险，避免了拆、装作业过程中的重物吊装及人员高空作业的工序；三是可以节省井架拆、装所占土地面积。

一、地锚滑轮组自拖方式

地锚滑轮组自拖方式，是利用钻机大钩提供向上的牵引力，通过导向轮将垂直拉力转变为水平拉力，作用在滑轮组上的拉力经过放大后，拖动钻机底座朝向埋于低下的地锚行进的平移方式。

1.基本构成

地锚滑轮组自拖装置由3部分构成，一是装置固定点的地锚，二是两组滑轮和钢丝绳组成的滑轮组，三是改变钢丝绳拉力方向的导向轮（图1）。

图1 地锚滑轮组整拖装置

2.应用状况

目前，该钻井公司ZJ30及以下机型搬施作业频繁，近些年来这些机型钻探的平台井、丛式井数量较多，所以地锚滑轮组整拖装置得到广泛的应用。该公司在用的地锚滑轮组平移装置共29套，采用定滑轮直径为762 mm，动滑轮直径915 mm，滑轮系为5×6结构，有效绳数10根。

3.经济效益

以ZJ30D钻机为例，一般年均施工30口井，平移搬迁每口井可节省运输及人工成本12.5万元，每部ZJ30D钻机全年可节省375万元。

4.应用前景

地锚滑轮组自拖装置结构简单造价低，无需对原钻机底座进行改造，而且在后期使用过程中，装置运移成本低，可广泛的应用于船式、整体式底座钻机的平移。

二、顶升步进式钻机平移装置

步进式钻机平移装置，是在钻机底座上安装支承座，以滑车、导轨为移动工具，用液压系统为动力及控制，利用顶升液缸将钻机底座升至一定距离，然后利用平移液缸推拉进行步进式平移，可实现钻机横向和纵向平移。

1.基本构成

步进式钻机平移装置主要包括3个部分，一是由支承座、顶升液缸及滑车总成组成的支承移动模块；二是由导轨总成、平移液缸等组成的推拉平移模块；三是由液压站及液动操作箱组成的控制模块。

用于支承钻机的支承座通过销轴与底座形成固定连接；顶升液缸用螺栓固定于滑车总成的滑车座上，与支承座为活动连接，形成一个移动单元。当液缸动作时，滑车即可沿导轨移动。整个钻机共采用4套支承移动模块，分别布置于底座基座的四角。

液压站使用钻机的组合液压站，液控阀件安装于专用控制箱，装置的顶升及平移动作由液压阀件实现控制（图2）。

图2 顶升步进平移装置

2.实例

2013年9月，公司50241钻井队，使用钻机为四川宏华公司生产的ZJ50DB钻机，钻机底座及井架整体重380 t，底座的前基座长度为11.7 m，钻机平移距离为10 m，平移过程耗时52 min。钻机平移装置配置情况：顶升液压缸4个，液缸直径400 mm，行程200 mm，最大顶升高度180 mm，顶升力每个2009 kN；2个）平移液缸4个，液缸直径200 mm，行程1000 mm，液缸推力每个477 kN，拉力332 kN，3个，支承座4个，采用销子连接，承载强度每套3000 kN。

3.经济效益

以ZJ50或ZJ70钻机为例，年均施工3口平台井，钻机主体部分拆、搬、安时间一般在100 h，如果应用整体平移搬迁只需要8 h，可节省运输及人工成本55万元，每部ZJ50/ZJ70钻机全年可节省成本费用165万元。

4.应用前景

由于步进式钻机平移装置可实现钻机在横向和纵向移动，适用范围更广泛并且具有总体结构紧凑、安装简单、动作平稳等特点，适合用于在较小区域内多口连续钻井施工。

三、轨道式平移

轨道式平移装置，是在底座下方加装导轨，钻机底座可以在推进液缸的作用下沿导轨移动。钻机每行进4m将后面的一节轨道移到前方，依次循环向前移动。

1.基本构成

整套装置由导轨总成（根据钻机底座设计）1套，两个安装在靠内侧的两条轨道上推移液缸，液缸尾部耳板用销轴与带耳板的棘轮卡块座连接。利用液缸、棘爪推动钻机主机整体平移（如图 3）。

图3 轨道步进式平移装置

2.实例

2013年6月，50066钻井队在齐平-2井4口平台井施工中，应用了轨道步进式平移装置整体搬迁。装置配套平移油缸2个，每个油缸推力1270 kN，每个油缸拉力1000 kN，行程545 mm。钻机井架与底座重390 t，钻具重230 t，导轨移动重量总计620 t。平移距离27.9 m，平移过程用时47 min。

3.经济效益

在该公司由于轨道式平移与顶升步进式平移适用机型相同，两种平移方式时间及人力物力成本相当，所以二者的经济效益水平相当。

4.应用前景

轨道步进式平移过程平稳，底座附加力小，底座不容易产生形变，适合重量较大的井架底座，适合ZJ50、ZJ70及以上大型钻机的平移。

四、结语

对已经成功改造案例的研究得出结论：钻机采用平移搬迁能够节省钻机拆、装时间，节省大量人力、物力，可根据不同钻井型号选择不同的平移方式，随着油气开发技术水平不断提高，平台丛式井会逐渐增多，如果对适合平移的钻机进行改造，必然会取得明显的经济效益。