后置式SGJ600—21固井车研制

张也

摘 要：后置式SGJ600-21固井车主要用于油气田深井、中深井、浅井的各种固井作业。该设备以国产载重越野底盘作为载体，集成了液压系统、动力系統、高低压管汇、电控系统、气路系统、STP600泵、润滑系统和ACM-IV.II代自动混浆系统等。采用全新的配置和布局方案，大幅提升了整机操作维护性，降低了操作人员劳动强度，在安全性方面也有一定的提升。现场试验结果表明，该固井车自动控制程度高、固井质量好，能较好地满足油田特殊固井作业的要求。

关键词：气路系统；ACM-IV.II；动力系统；电控系统

中图分类号：TE925.5 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.09.116

固井施工是钻井工程中一项重要的完井工艺，固井质量关系着一口井的寿命，也影响到了油气的开采效率，固井车是固井施工作业的关键设备。近年来，常规油气田的发现逐渐减少，新增油田多分布于山区、森林等地，井场道路条件恶劣，对设备的尺寸和质量都有了更加严格的限制。同时，随着新型钻井工艺的逐步推广和应用，固井施工的难度也在不断增加，对固井车的技术性能及操作维护性提出了更高的要求。

为了满足油田固井施工对装备的需求，应进一步提升固井水泥车的使用性能，降低设备采购、使用成本，降低使用人员劳动强度。第四石油机械厂自主研制了全新布局和配置的后置式SGJ600-21固井车。

1 技术分析

1.1 结构

如图1所示，后置式SGJ600-21固井车主要由底盘、高低压管汇、仪表显示及控制系统、柱塞泵、润滑系统、操作平台、混浆系统、计量罐、动力系统、液压系统等部分组成。整车由计算机自动控制混浆，车台柴油机和底盘柴油机同时驱动。该设备具有自动混浆及二次混浆功能，整车的操作由电路系统、液压系统、气路系统来实现。

1.2 主要技术参数

主要技术参数如下：

最大工作压力：45 MPa；

最大清水排量：2 100 L/min；

最大混浆能力：2 300 L/min；

水泥浆密度控制范围：1～2.5 g/cm3；

水泥浆密度精度：±0.024 g/cm3；

整机移运状态时总质量：24 t；

整机外形尺寸（长×宽×高）：10.0 m×2.5 m×4.0 m；

环境温度：-35～+50 ℃。

各种工况下性能参数见表1。

2 技术关键

2.1 整机布局

整机按功能进行分区布局，将动力区、混控区和高压作业区沿车身方向前后布置，计量罐与混浆罐并排布置，相较原有车型减少了2/3管路，清洗污水用量大幅降低。采用卧式水箱进行散热，由马达直接驱动，设备散热性能不受发动机性能影响，高温适应能力增强，且整机长度缩短，设备移运性能提升。柱塞泵后置将操作区与高压区分开，提高了设备使用的安全性，维护、保养更加便利。

2.2 ACM-IV.II自动混浆系统

ACM-IV.II自动混浆系统主要由液位-密度自动控制系统及混合装置组成，能够实现固井作业水泥浆设定密度-排量自动混配功能。

ACM-IV.II相较ACM-IV.I采用全新的控制系统，如图2所示。具有更高效的人机操作，操作员在每个显示界面上都能通过数个独立的虚拟按键进行相关的作业操作，清零、超压复位、作业设置更改等混浆作业过程中途出现的操作需求能够在对应显示区域动态显示和动态操作，降低了操作频率、提高了操作效率，彻底摆脱了实体按键复用带来的误操作隐患和培训代价。

在混合装置方面，ACM-IV.II采用全新的A&A高能喷射器，与上一代HEMI混合器相比，结构简单、安装尺寸变小、使用寿命增长、易于清洁维护，同时，优化了内部结构，混浆能力有所提升。

2.3 低压管汇系统

低压管汇系统由循环-灌注泵、喷射泵、供水泵和蝶阀组成，通过管线与混浆罐、混浆系统、计量罐和外部水源连接，实现了水泥浆的初次混配和二次循环，如图3所示。为了减少易损件更换和离心泵维护次数，将循环-灌注功能由一台离心泵集成实现，减少了管路数量，缩短了长度。三台离心泵均布置于整机裸露部位，维护保养空间大、维保工作劳动强度低。

3 试验及应用效果

3.1 型式试验

2016-03完成设备试制后，在厂内开展了相关的型式试验工作。试验介质为清水，试验对整机液压系统、电控系统、气控系统等进行了功能试验，对发动机、离心泵和传动箱等进行了作业性能试验，对柱塞泵进行了跑和、静压和负载试验等。试验结果表明，后置式SGJ600-21主要技术指标和主要功能需求均达到设计要求。

3.2 应用效果

2016-04，1台后置式SGJ600-21发往吉林油田用户，在1年的使用过程中，作业效果比较理想，固井质量良好。与传统设备相比，该固井车供灰稳定性好，水泥浆密度控制准确，维护保养便利，自动化程度高，可由1人独立完成固井施工作业中固井车的操作和控制，满足了恶劣环境固井作业的要求。

4 结束语

后置式SGJ400-30固井车是针对油田恶劣的道路条件、降低操作人员的劳动强度、提高作业安全性而研制的固井设备，其与常规固井设备相比具有以下优点：①ACM-IV.II自动混浆系统密度控制更加精准，人性化程度更高；配备A&A高能喷射器混浆性能相比以往的混浆系统有一定的提升。②整机设计布局更加合理，计量罐混浆槽并排同侧布置，泥浆管线更短，清洗维护更方便；柱塞泵置于整车尾部，盘根更换和大泵维保方便，维保性提升。③卧式水箱散热性能更好、高温适应性强，且不占用车台空间，整车布置更为紧凑，长度相比以往单泵固井车更短，恶劣道路环境适应性更好。

参考文献

[1]丁保刚，王忠福.固井技术基础[M].北京：石油工业出版社，2006.

[2]罗长吉，李杨.我国固井水泥车的技术现状及发展[M].北京：石油工业出版社，1999.

[3]李武幸，戴相富，郑满圈，等.双泵固井水泥车的研制[J].石油机械，2003，31（02）.

[4]罗长吉，李杨.我国固井水泥车的技术现状及发展[M].北京：石油工业出版社，1999.

〔编辑：张思楠〕