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        動力水龍頭在鉆塞施工中的應(yīng)用

        2011-02-01 03:07:18蘇愿忠
        科技傳播 2011年15期
        關(guān)鍵詞:井場液壓泵進(jìn)尺

        蘇愿忠

        中原油田采油五廠,河南濮陽 457001

        0 引言

        PS8-85動力水龍頭是由液壓電機(jī)驅(qū)動,提供平穩(wěn)、無沖擊的輸出扭矩,在零轉(zhuǎn)速下,它可以使管柱承受850kN的拉伸負(fù)載;在100r/min時(shí)能支持450kN的動力負(fù)載。適用于鉆探和修井作業(yè),尤其適用于打撈和修井,在對內(nèi)、外部套管、油管或鉆桿切割,鉆除堵塞、填充物或者水泥,磨銑或刮銑金屬套管使用方面,性能優(yōu)越。

        1 結(jié)構(gòu)及應(yīng)用

        一套完整的PS-85型動力水龍頭由動力水龍頭總成、控制裝置、基本動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)4部分組成;

        1)動力水龍頭總成:包括一個(gè)升降式水龍頭、一個(gè)成套的沖洗管盤根盒總成、兩根高壓液壓軟管和一根電機(jī)排水軟管,一個(gè)放置水龍頭的托架,一套軟管絞盤裝置。水龍頭的作用是將液壓能轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)動能,帶動管柱旋轉(zhuǎn);

        2)控制裝置:PS-85型動力水龍頭控制部件是電氣控制,由旋轉(zhuǎn)速度和方向的操縱桿、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速開關(guān)、扭矩表以及主關(guān)機(jī)開關(guān)組成一個(gè)控制面板,工作人員在控制面板上操作整套系統(tǒng);

        3)基本動力系統(tǒng):動力系統(tǒng)主要是功率為116.9kW的柴油發(fā)動機(jī),是為液壓泵提供動力的動力源,操作中可根據(jù)扭矩和轉(zhuǎn)速確定所需的馬力;

        4)液壓系統(tǒng):包括一個(gè)直接的驅(qū)動,和一個(gè)安裝在發(fā)動機(jī)飛輪上的可變排量的液壓泵,以及系統(tǒng)所需的管線、閥門、配件、油箱等部件。液壓泵驅(qū)動液壓油通過液壓管線傳給水龍頭上的液壓馬達(dá)。整套系統(tǒng)及配件安裝在一個(gè)拖車式底座上,形成一套固定的裝置。

        2 工作原理

        PS-85型動力水龍頭的動力源是柴油發(fā)動機(jī),啟動發(fā)動機(jī),發(fā)動機(jī)帶動安裝在其下部的飛輪旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)的飛輪將發(fā)動機(jī)的動能傳給安裝在飛輪殼上的可變排量的液壓泵,再由直接驅(qū)動的液壓泵驅(qū)動液壓油通過液壓管線到水龍頭的液壓馬達(dá),液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)動能,由旋轉(zhuǎn)軸承帶動中心管旋轉(zhuǎn),從而帶動連接在中心管上的管柱轉(zhuǎn)動,達(dá)到鉆塞施工的目的。在整個(gè)操作范圍內(nèi),速度控制是連續(xù)可變的,特有的壓力補(bǔ)償性扭矩控制可以超越速度的控制以保持最大的扭矩。同時(shí),動力裝置可以設(shè)定扭矩限制,從而消除了鉆柱里扭動或膨脹的危險(xiǎn)。

        3 技術(shù)參數(shù)

        型號:PS85,一般負(fù)載等級:850kN 動態(tài)負(fù)載等級(100r/min):450kN,

        最大扭矩 :5 352N·m,最大速度:155r/min,最大循環(huán)壓力:34.5MPa,

        液壓系統(tǒng)額度工作壓力:34.5MPa,液壓油箱容積:152L,液壓輸出(最大流量/最大功率):163L/34.5MPa,發(fā)動機(jī)油箱容積:227L,

        標(biāo)準(zhǔn)桿連接:27/8″管螺紋,鵝頸管連接:21/2″管螺紋。

        4 推廣應(yīng)用情況

        動力水龍頭于2010年7月在中原油田采油五廠投產(chǎn)應(yīng)用,主要用于鉆塞作業(yè)施工,應(yīng)用中能夠承受較大的負(fù)載,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),可實(shí)時(shí)調(diào)整速度和扭矩,在換單根時(shí),無需停車,減少了停、開車次數(shù)。截止11月份,共在14口鉆塞施工井上使用,累計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)了575.5小時(shí),累計(jì)進(jìn)尺6 609.57m,平均每小時(shí)進(jìn)尺11.48m,其中鉆塞面516小時(shí)進(jìn)尺4 549.07m,平均每小時(shí)進(jìn)尺8.82m,擴(kuò)眼59.5小時(shí)進(jìn)尺2 060.5m。

        分別將動力水龍頭鉆塞和螺桿鉆鉆塞的情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)對比,與使用螺桿鉆鉆塞相比,動力水龍頭具有鉆速快、鉆塞一次成功率高、生產(chǎn)時(shí)效高等優(yōu)點(diǎn),克服了螺桿鉆鉆塞存在的多種問題,性能對比見表1。

        5 存在的問題

        1)當(dāng)井深在2 500m以后,因磨阻較大,在允許的馬力和扭矩下,轉(zhuǎn)速減慢;當(dāng)扭矩較大,工作壓力超過10MPa時(shí),動力裝置存在耗油量大、配件磨損嚴(yán)重的現(xiàn)象;

        2)受井場條件限制,當(dāng)井場小或規(guī)劃不合理時(shí),出現(xiàn)扭矩桿掛繃?yán)K和抽油機(jī)驢頭的現(xiàn)象;

        3)水龍頭盤根易被磨損造成漏油;

        4)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,存在水龍頭卡子掛水龍帶的現(xiàn)象。

        6 解決方法

        表1 動力水龍頭與螺桿鉆鉆塞性能對比表

        水質(zhì)差,容易出現(xiàn)螺桿鉆堵塞無法繼續(xù)使用的現(xiàn)象。對工作介質(zhì)要求低在水質(zhì)差的情況下不影響鉆塞。

        1)嚴(yán)格遵守動力水龍頭的操作規(guī)程,舍棄求快的心理,定期對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng),以保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn),減少故障率,從而提高生產(chǎn)時(shí)效;

        2)提前規(guī)劃好井場設(shè)備的擺放,給動力裝置預(yù)留出能保證安全運(yùn)作的場地;

        3)更新水龍頭盤根,選用耐磨、密封性好的材質(zhì);

        4)水龍頭卡子掛水龍帶現(xiàn)象,目前采用的是一人拉著水龍帶,使卡子接觸不到水龍帶。

        通過運(yùn)用證明,動力水龍頭是鉆塞施工較理想的鉆塞裝置,使用動力水龍頭鉆塞,解決了長期以來鉆塞效率低、一次成功率低的問題,同時(shí)使用過程中也反映出了一些問題有待解決,需要我們大家集思廣益,積極創(chuàng)新,解決這些問題。

        [1]PS-85動力水龍頭操作維修說明書.

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