陳自華 李重藝

【摘要】XJ250P修井洗井車由自走式底盤和修井專用裝置及泥漿泵三大部分組成，裝機(jī)功率350KW（475 HP），最大鉤載675KN。修井機(jī)的設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照APISpec規(guī)范和我國(guó)石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在總體設(shè)計(jì)方案、動(dòng)力配置、并車方式、底盤系統(tǒng)、絞車傳動(dòng)系統(tǒng)和井架結(jié)構(gòu)等方面在吸取國(guó)外同類設(shè)備優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況加以改進(jìn)，使其在國(guó)際、國(guó)內(nèi)石油裝備市場(chǎng)上確保通用性和先進(jìn)性。

【關(guān)鍵詞】修井洗井車 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 方案設(shè)計(jì)

1 整體方案設(shè)計(jì)

XJ250P修井洗井車為雙滾筒車裝自走式修井和洗井設(shè)備，該設(shè)備具修井、洗井、泥漿泵為一體的油田專用設(shè)備，它要滿足修井機(jī)作業(yè)工藝，可以進(jìn)行油水井小修作業(yè)，還能滿足洗井作業(yè)工藝的要求。適用于油田環(huán)境及其它粗糙地形，能對(duì)油氣井進(jìn)行修井和洗井作業(yè)。

該車驅(qū)動(dòng)型式為8×8，第一橋、第二橋?yàn)檗D(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，第三和第四橋?yàn)轵?qū)動(dòng)橋；第一、二橋采用鋼板彈簧懸掛，三、四橋采用平衡梁懸掛。

整車動(dòng)力系統(tǒng)由CAT C 15（475HP）發(fā)動(dòng)機(jī)和BY 503H變矩器組成。通過(guò)兩個(gè)分動(dòng)箱把動(dòng)力分別分配底盤、車上裝置及泥漿泵。

車上作業(yè)部分由角傳動(dòng)箱、撈砂滾筒、主滾筒、絞車剎車系統(tǒng)、輔助剎車系統(tǒng)、泥漿泵、灌注系統(tǒng)、高低壓管匯、井架總成、液氣電控制系統(tǒng)及儀表系統(tǒng)組成。井架為Π形兩節(jié)伸縮式結(jié)構(gòu)。設(shè)備所有控制都集中在司鉆控制臺(tái)上，方便簡(jiǎn)捷。

2 部件方案設(shè)計(jì)2.1 泥漿泵安裝方案

XJ250P修井洗井車泥漿泵安裝的位置是該項(xiàng)目整體方案必須解決的問(wèn)題。按照協(xié)議要求分析討論，具體方案有兩種：

一是泥漿泵安裝車體中部，動(dòng)力系統(tǒng)與絞車總成之間；

二是泥漿泵安裝在車體尾部，絞車總成與井架斜支撐之間。

對(duì)上述兩種方案進(jìn)行分析，具體性能及優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如下表1所示：

由上表可以看出，泥漿泵安裝在車體中部即第一方案的優(yōu)點(diǎn)多，因此我們選擇第一方案。

2.2 動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該設(shè)備主要有三大功能：提升、泥漿泵，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率分配主要有四個(gè)方面；

提升系統(tǒng) 要滿足游車大鉤最大提升負(fù)荷675k N，以0.13m/s速度運(yùn)行，總效率為0 . 6 4。則提升系統(tǒng)凈功率為 P=675000×0.13=87.75 kW；

發(fā)動(dòng)機(jī)需提供功率為PH=87.75/0.64=137 kW；

泥漿系統(tǒng) 滿足泥漿泵最大排量0.9m3/ min，最大輸出壓力為14MPa（2000PSI），選擇四機(jī)廠生產(chǎn)的3ZB20-170柱塞泵，其參數(shù)如下：

持續(xù)水功率為：150HHP（112 kW）；間斷水功率為：200HHP（149 kW）；柱塞沖程： 4”；

柱塞最大沖次：300沖/min；

最高輸出壓力：20MPa；

容積效率為： 85%。

鏈條箱傳動(dòng)效率為0.95，齒輪箱傳動(dòng)效率為0.98，傳動(dòng)軸傳動(dòng)效率為0.98，則泥漿泵總效率為0.98×0.98×0.98×0.85=0.776

動(dòng)力端潤(rùn)滑油泵排量為0.025m3/min，壓力為2.5MPa；液力端潤(rùn)滑油泵排量為0.01m3/min，壓力為10MPa。

則潤(rùn)滑總功率為PL=0.025×2500/60+0.0 1×10000/60=2.7 kW。

灌注泵最大排量為2m3/min，壓力為0.35MPa，泵水功率為19kW，油泵及管線容積效率為0.8～0.9，馬達(dá)效率為0.9。則發(fā)動(dòng)機(jī)需提供功率PS=19/（0.9×0.8）=27 kW。

發(fā)動(dòng)機(jī)需提供給泥漿泵系統(tǒng)總功率為PM= PW/0.776+PL+PS=174 kW。

另外，發(fā)動(dòng)機(jī)自身需消耗功率有：

A、空壓機(jī)T U F L - 1 0 0 0：P A P = P×Q=0.8MPa×0.67m3=9kW。

B、發(fā)動(dòng)機(jī)自身消耗：PMOTOR=15 kW（按發(fā)動(dòng)機(jī)功率的5%～10%）。按兩種作業(yè)工藝同時(shí)工作：發(fā)動(dòng)機(jī)需提供功率：

P= PR+PI+PMOTOR+PAP =335kW。

兩種作業(yè)工況同時(shí)工作在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)比較多，因此，我們選擇CATC 15發(fā)動(dòng)機(jī)，功率為350KW是滿足工作要求。

2.3 方案分析

從整體性能及可靠性上考慮，我們最終決定采用泥漿泵安裝在車體中部方案。其性能完全滿足技術(shù)協(xié)議中要求，能夠完成修井、洗井、大修、鉆水泥塞和鉆探淺井等作業(yè)。

3 結(jié)論

該設(shè)備是具修井、洗井、泥漿泵為一體的油田專用設(shè)備，它要滿足修井機(jī)作業(yè)工藝，可以進(jìn)行油水井小修作業(yè)，而且可以滿足洗井作業(yè)工藝的要求。一機(jī)多用，在作業(yè)工藝性、經(jīng)濟(jì)性、操作合理性都具有極其重要的意義。

研制開(kāi)發(fā)的XJC250P修井洗井車，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化，替代同類設(shè)備的進(jìn)口產(chǎn)品，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。該項(xiàng)目從方案研究、總體設(shè)計(jì)、主要技術(shù)指標(biāo)的確定將堅(jiān)持高起點(diǎn)、高質(zhì)量的原則，盡可能采用國(guó)內(nèi)外成熟的先進(jìn)技術(shù)，瞄準(zhǔn)和跟蹤國(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平。

作者簡(jiǎn)介

陳自華，1972年出生，畢業(yè)于石油大學(xué)（華東）液壓與控制專業(yè)（華東），現(xiàn)就職于江漢石油管理局第四石油機(jī)械廠外貿(mào)辦。