浅析钻井设备升级与改造

周雄伟　扈书民

摘要：气体钻井设备在高温、严寒环境下频频出现启动困难、非正常停机等问题。通过对气体钻井设备的技术改造增强了气体设备对高温严寒环境下的适应性和气体钻井设备运行的可靠性，保障了气体钻井的安全顺利进行。在设备改造基础上，配套了喷淋水罐、清洗机、防砂保温棚等，对设备正常运转起到双重保障作用。

关键词：气体钻井设备；高温严寒环境；启动困难；技术改造；提速提效

针对气体钻井设备在高温、严寒环境下频频出现启动困难、非正常停机等问题，对气体钻井设备进行了技术改造。通过优选散热方式及改造散热布局、更换散热片、安装设备配套保温设施、搭建设备防砂保温棚等方法，彻底改变了气体钻井设备的使用现状。现场使用情况表明，通过对气体钻井设备的技术改造，气体设备在高温、严寒及大风天气下工作正常，设备未发生异常报警或故障，节省了设备配件更换费用和维修费用，提高了设备完好率，有效保障了气体钻井实现提速提效的目的。目前气体钻井设备在施工过程中主要存在以下几方面问题：（1）在夏季高温天气下设备运行问题。机器普遍出现高温问题（包括水温、排气温度、机油温度、机体等各参数的全面系统高温），高温经常导致异常停机，且伴随有柴油机、空压机机头多次出现传感器提前失效、管线密封失效、线路老化等问题。高温对旋转控制头的影响主要是风冷式润滑油温度高，橡胶件老化快、寿命缩短。（2）在冬季严寒时设备运行问题。低温对气体钻井设备的主要影响有启动困难，柴油结腊、机油流动性变差，水结冰严重，液压控制管线由于内径小导致低温下液压油无法流动。（3）在戈壁、沙漠等地大风天气下的设备运转问题。大风扬尘天气会使沙尘进入并附着在空压机散热器的散热片问，使散热效果变差，空压机进气滤芯寿命缩短。沙尘与油水混合后，附着在设备表面，难于清除，增加工人劳动强度。

一、技术改造措施

1.散热方式优选及散热布局改造

（1）对空压机进行了排风式散热系统的改进。重新设计发动机风扇和风扇护罩，将散热方式由吸风冷却改为排风冷却，后冷却器重新设计和布局。后部两侧开窗，做两个可调的百叶进气窗：一侧安装新的后冷器，另一侧安装柴油冷却器；定制新油箱并重新设计安装位置。空压机改造前后的设备布置图如图1所示。

（2）设计加工了一种可调散热面积的水箱。通过不同位置隔板的插入可以改变散热器的散热面积。改进后的水箱结构图如图2所示。

（3）消声器更换位置及发动机排气系统做保温处理。

2.更换散热片

（1）定做了高质量的后冷器、中冷器。（2）针对高温问题配备外置强制水喷淋冷却装置（降温储水罐、恒流量喷淋装置）。（3）针对喷淋水质硬度高问题配套软水机。

3.设备配套保温设施

（1）发动机底部增加蒸汽暖气片。（2）AWF油罐外和增压机油箱外增加蒸汽暖气管线和保温层。（3）燃油管线外敷伴热带和保温层。（4）设备单独排放废水，缩短管线长度防冻。（5）换用加粗的卡箍控制油管线。

4.改变设备摆放方式和搭建设备防砂保温棚

（1）设备由对头摆放改为一字或L型摆放。（2）设计搭建可重复使用的防砂遮阳保温棚。

二、现场应用情况

对寿力1150XH/350空压机进行了技术改造，通过现场应用，空压机运行参数都在正常值范围之内，未出现高低温报警、停机以及气门阻卡等故障，设備能满足高温、严寒及大风天气下正常施工，很好的保障了气体钻井的安全顺利进行。

三、结论

（1）对气体钻井设备的技术改造增强了气体设备对高温严寒环境下的适应性和气体钻井设备运行的可靠性，保障了气体钻井的安全顺利进行。（2）在设备改造基础上，配套了喷淋水罐、清洗机、防砂保温棚等，对设备正常运转起到双重保障作用。（3）高温严寒环境下设备未发生异常报警或故障，节省设备配件更换和维修费用，提高钻井时效。（4）该技术已用于气体钻井服务中，有效保障了气体钻井实现提速提效的目的。