閆桂東++劉攀

[摘 要]基于現(xiàn)代技術(shù)快速發(fā)展背景下，LIFTBOAT鉆修機技術(shù)需求逐漸提高，因而在此基礎(chǔ)上，為了有效發(fā)揮LIFTBOAT鉆修機鉆井、完井、修井功能，需在LIFTBOAT鉆修機研發(fā)與設計過程中，通過模塊化設計形式，優(yōu)化鉆修機整體機構(gòu)，且通過主要技術(shù)參數(shù)等的調(diào)整，打造穩(wěn)定、經(jīng)濟、快速的鉆修機運行環(huán)境，滿足當前鉆井作業(yè)開展條件，提升鉆井工作水平。本文從LIFTBOAT鉆修機設計要點分析入手，并詳細闡述了LIFTBOAT鉆修機優(yōu)化手段。

[關(guān)鍵詞]LIFTBOAT鉆修機；研發(fā)；設計

中圖分類號：TE935 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）16-0139-01

前言：在當代經(jīng)濟發(fā)展過程中逐漸呈現(xiàn)出石油資源短缺等問題，因而，為了進一步拓展海洋石油資源勘測領(lǐng)域，需在石油勘測作業(yè)環(huán)節(jié)開展過程中，集中研發(fā)LIFTBOAT鉆修機自帶資源等功能，同時注重在鉆修機研發(fā)過程中，結(jié)合鉆井要求，完善研發(fā)思路，就此打造多功能鉆修機運行空間，提升鉆修井作業(yè)效率，滿足鉆修機拆卸、安裝需求。以下就是對LIFTBOAT鉆修機研發(fā)等相關(guān)問題的詳細闡述，望其能為當前研發(fā)工作的有序展開提供有利參考。

一、LIFTBOAT鉆修機研發(fā)與設計分析

（一）工作原理

從LIFTBOAT鉆修機實踐工作角度來看，將由橇塊完成海上托運環(huán)節(jié)，然后在LIFTBOAT鉆修機完成定位工作的基礎(chǔ)上，保持升樁機構(gòu)與生產(chǎn)平臺處在平齊狀態(tài)，繼而由主吊機各功能板塊完成組裝行為，而后針對電、氣、水、油4個管線進行連接，展開鉆井、修井作業(yè)行為。同時，在LIFTBOAT鉆修機實際工作過程中，將提供場地或動力，然后相繼完成第一口井、第二口井、第三口井作業(yè)任務，并以逆序形式完成拆卸工作。即LIFTBOAT鉆修機在研發(fā)與設計過程中通過對模塊化技術(shù)、運輸技術(shù)等的應用，將鉆井、完井、修井等融于一體，達到了經(jīng)濟性、快速性作業(yè)目的[1]。此外，在LIFTBOAT鉆修機配置過程中，需將生產(chǎn)平臺總長度控制在54.6m，外形為40.8m×35.8m×6.2m，同時，為了滿足鉆井、完井、修井作業(yè)需求，亦應將場地面積控制在800m2，鉆井深度為3000m，最大鉤載為1700kN，鉆井泵為2×735kW，就此滿足鉆修井作業(yè)條件，達到一體化作業(yè)狀態(tài)。

（二）LIFTBOAT鉆修機主要功能

在LIFTBOAT鉆修機研究與設計過程中主要功能應體現(xiàn)于以下幾項：

第一，鉆井、完井、修井功能，即在LIFTBOAT鉆修機開發(fā)過程中應注重配置3000m可承載導管架、簡單平臺、液壓式修井機、主吊機等，從而完成鉆井、完井、修井等的連續(xù)作業(yè)，并在整井作業(yè)中支撐生活、發(fā)電、吊裝等業(yè)務；

第二，自航功能，即在海洋鉆井、完井、修井環(huán)境中，需于LIFTBOAT鉆修機內(nèi)部配置3臺1200hp、882kW的Z驅(qū)動器，同時，保持航速為11.1km/h，且在鉆修機完善過程中增設帶齒輪/齒條樁腿等，繼而將鉆修機作業(yè)環(huán)境中提升速度控制在1.5m/min左右，滿足鉆修機定位、作業(yè)條件，且提升LIFTBOAT整體工作量，達到高效性工作狀態(tài)[2]；

第三，自帶資源功能，即在鉆修機開發(fā)過程中為了規(guī)避資源缺失問題的凸顯影響作業(yè)水平，應在LIFTBOAT鉆修機設計過程中，配置1臺應急發(fā)電機組、4臺1100kW柴油發(fā)電機組、鉆井液、鉆井水等，繼而在鉆井、完井、修井等環(huán)節(jié)開展過程中，可由生產(chǎn)平臺輸送水、電、氣等資源，滿足經(jīng)濟性、高效率作業(yè)條件，且優(yōu)化鉆修機整體結(jié)構(gòu)性能。

（三）主要設計

1.模塊化設計

在LIFTBOAT鉆修機研究與開發(fā)過程中為了提升操作效率，應將鉆修機生產(chǎn)平臺劃分為鉆井液、灰罐橇、電控VFD橇、凈化橇、井架橇等若干個模塊，同時在不同模塊間操控過程中，利用氣體、柴油管線、電纜等進行連接，最終以拖鏈式結(jié)構(gòu)形式，達到模塊化操控目的，滿足鉆修機簡單化拆裝設計條件。此外，基于鉆修機模塊化設計的基礎(chǔ)上，需于模塊化操控過程中完善立根盒載荷、游動系統(tǒng)、鉆井液池容量、動力機組等支撐配件，且將游動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制在5×6狀態(tài)下，而鉆井液池容量為192m3，動力應急機組為1×400kW，，滿足模塊化操控條件，達到高效性鉆井、修井作業(yè)狀態(tài)。即在LIFTBOAT鉆修機設計過程中注重模塊化環(huán)節(jié)的完善，有助于達到經(jīng)濟性、快速性作業(yè)目的，為此，應提高對其的重視程度[3]。

2.電氣設計

在LIFTBOAT鉆修機電氣部分設計過程中應從以下幾個層面入手：

第一，在鉆修機電氣部分設計過程中為了滿足自動化操控條件，應設置PLC模塊，且完善鉆具頂升油缸控制、誤操作保護功能、鉆具預松開控制功能、鉆具夾緊油缸控制等幾個組成部分。例如，在鉆具頂升油缸控制中，應利用壓力傳感器對作業(yè)環(huán)境下系統(tǒng)壓力進行檢測，并當壓力達到18MPa時，表示油缸處于伸縮狀態(tài)，反之，處于縮回狀態(tài)，就此實現(xiàn)對油資源的自動化控制；

第二，在鉆具夾緊油缸控制設計過程中，應明晰鉆具規(guī)格，即當鉆具為31/2"時，所需壓力為2.4-3.5MPa，當鉆具為5"時，所需壓力為4-5.8MPa，當鉆具為95/8"時，所需壓力為7.2-10.8MPa，最終依據(jù)鉆具的不同規(guī)格，以電控信號方法操控電氣系統(tǒng)，達到自動化鉆修機運行效果；

第三，在鉆具預松開控制功能設計過程中，為了滿足電氣系統(tǒng)操控需求，應結(jié)合上鉆具時轉(zhuǎn)臂位置油缸伸出量為2mm，甩鉆具時為6mm，轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)60°時為433mm的特點，對電氣部分油缸動作進行自動化控制。

二、LIFTBOAT鉆修機優(yōu)化措施

在LIFTBOAT鉆修機應用過程中為了滿足高效率、低成本應用需求，應注重在鉆修機開發(fā)期間，健全質(zhì)量管理體系，即要求相關(guān)工作人員在鉆修機操控過程中，應遵從“質(zhì)量第一”原則，實時監(jiān)測鉆修機模塊部分、電氣部分等運行狀況，規(guī)避運行故障現(xiàn)象的凸顯。此外，在鉆修機優(yōu)化過程中，需借助網(wǎng)絡系統(tǒng)，搜集、整理鉆修機自帶資源、自航作業(yè)等相關(guān)參數(shù)，同時生成零件使用說明、設備圖紙資料、零部件爆炸圖冊等，打造良好的鉆修機操控環(huán)境。

結(jié)論：綜上可知，傳統(tǒng)鉆修機運行模式已經(jīng)無法滿足石油開采行業(yè)發(fā)展需求，因而在當前石油勘測工作開展過程中，應注重集中研發(fā)LIFTBOAT鉆修機，即在鉆修機研發(fā)與設計過程中，從功能設計、模塊化設計、電氣設計等角度出發(fā)，優(yōu)化鉆修機內(nèi)部構(gòu)成，同時，增強鉆修機生產(chǎn)平臺自航能力、自帶資源能力等，滿足高效率、快速性、經(jīng)濟型鉆井、完井、修井作業(yè)條件，打造良好作業(yè)空間。

參考文獻：

[1]劉康，陳國明，朱本瑞等.海洋模塊鉆修機完整性管理系統(tǒng)開發(fā)[J].石油機械，2015，11（01）：73-77.

[2]吳偉航.LIFTBOAT鉆修機的研發(fā)和應用[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2014，24（12）：248.

[3]李凡，王曉鵬，張海等.渤海D油田WHPA平臺大位移水平井鉆修機鉆井作業(yè)實踐[J].中國海上油氣，2012，14（02）：50-53.

作者簡介：閆桂東（1985.04--）；性別：男，籍貫：山西大同，學歷：本科，畢業(yè)于中北大學信息商務學院；現(xiàn)有職稱：初級機械工程師；研究方向：機械設計；