張金山
(山東濱州市鍛壓機(jī)械廠(chǎng) 技術(shù)中心,山東 濱州 256600)
近年來(lái)隨著一帶一路的開(kāi)發(fā),國(guó)產(chǎn)設(shè)備逐漸走出國(guó)門(mén),以其質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的優(yōu)勢(shì)得到國(guó)外用戶(hù)的高度認(rèn)可。針對(duì)中亞非洲等沙漠地區(qū)客戶(hù)深水井及淺層油氣井的鉆井修井需求,我們立項(xiàng)研發(fā)1500m拖車(chē)式水井鉆機(jī)。
近兩年我單位多次接到中亞北非客戶(hù)的1500m拖車(chē)鉆機(jī)的詢(xún)盤(pán)信息,而且要求要配套石油鉆桿,兼顧深水井及淺層油氣井的鉆井修井需求。可是,市場(chǎng)上針對(duì)中亞非洲沙漠地區(qū)1000m~1500m水井鉆井工況的拖車(chē)式鉆機(jī)并不多見(jiàn)。為了實(shí)現(xiàn)這種鉆井需要,國(guó)外客戶(hù)多是采用小型車(chē)裝石油鉆機(jī)或修井機(jī)代替水井鉆機(jī)使用,但這樣大材小用會(huì)造成設(shè)備人員的極大浪費(fèi),經(jīng)濟(jì)效益較差。再有,市場(chǎng)上僅有的產(chǎn)品也多是采用固定長(zhǎng)度鉆塔,配套專(zhuān)用水井鉆桿,采用上下墊叉配合轉(zhuǎn)盤(pán)卸扣,無(wú)法配套符合API標(biāo)準(zhǔn)的石油鉆桿,無(wú)法使用三吊一卡,不能兼顧淺層油氣井鉆井修井需要?;谶@種現(xiàn)狀,我們?cè)诔浞质袌?chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上,為了滿(mǎn)足客戶(hù)的多用途使用需要,專(zhuān)門(mén)研制了BZT1500拖車(chē)式水井鉆機(jī)。
BZT1500拖車(chē)式水井鉆機(jī)是我廠(chǎng)自主研發(fā)的全新機(jī)型。該鉆機(jī)專(zhuān)門(mén)為滿(mǎn)足干旱沙漠地區(qū)1500m超深水井及淺層油氣井鉆井工況設(shè)計(jì)。布局合理、配套完善、運(yùn)輸方便、性能可靠。配備不同的鉆具,可以實(shí)現(xiàn)多種鉆井工藝,如泥漿鉆進(jìn),空氣泡沫鉆進(jìn)、氣動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)、氣舉反循環(huán)鉆進(jìn)等。也可以適應(yīng)粘土層、砂土層、風(fēng)化巖、基巖等不同地質(zhì)條件的施工。
該鉆機(jī)主要由拖車(chē)底盤(pán)、動(dòng)力站、中間車(chē)、泥漿泵、、發(fā)電機(jī)、變速箱、主卷?yè)P(yáng)、副卷?yè)P(yáng)、水剎車(chē)、轉(zhuǎn)盤(pán)、鉆塔、鉆具系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)液壓系統(tǒng)等組成。所有鉆井部件均安裝在3軸拖車(chē)上,運(yùn)輸移位方便。
鉆井動(dòng)力由動(dòng)力站(柴油機(jī)+分動(dòng)箱)輸出中間車(chē),將動(dòng)力分別傳遞到泥漿泵和主機(jī)。分動(dòng)箱上安裝有液壓泵,為液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。主機(jī)通過(guò)變速箱帶動(dòng)主副卷?yè)P(yáng)和貓頭,變速箱通過(guò)萬(wàn)向軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)盤(pán)又通過(guò)滾子方補(bǔ)心帶動(dòng)主桿旋轉(zhuǎn),從而實(shí)現(xiàn)鉆井作業(yè)。
BZT1500車(chē)裝水井鉆機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下。
2.2.1 名義鉆深
配鉆桿:3-1/2″(89mm);名義最大鉆井深度1500m;
配鉆桿:4-1/2″(114mm);名義最大鉆井深度1200m;
配鉆桿:5″(127mm);名義最大鉆井深度1000m。
2.2.2 轉(zhuǎn)盤(pán)
轉(zhuǎn)盤(pán)通徑:660mm;轉(zhuǎn)盤(pán)扭矩:25kN·m;
轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速(正、反轉(zhuǎn)):37r/min,52r/min,84r/min,145r/min。
2.2.3 提升能力
主卷?yè)P(yáng)單繩提升力9t;主鉤三輪,吊重54t;
主卷?yè)P(yáng)繩速 :0.84m/s,1.90m/s,3.3m/s。
副卷?yè)P(yáng)單繩提升力5t;副鉤兩輪,吊重20t;
副卷?yè)P(yáng)繩速 :0.36m/s,0.82m/s,1.42m/s。
2.2.4 配套動(dòng)力
發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào):重康NTA855-C360。
額定功率/轉(zhuǎn)速:269kW/2100rpm。
最大扭矩/轉(zhuǎn)速:1460N.m/1400rpm;怠速:625rp。
2.2.5 鉆塔
鉆塔有效高度:18482mm,最大承重60t。
2.2.6 鉆具
主鉆桿長(zhǎng)度:12192mm;對(duì)邊寬度108mm×108mm。副鉆桿長(zhǎng)度:9300mm~9600mm。
2.2.7 水龍頭
水龍為下置密封,承壓10MPa,水龍頭承重65t,中心管通徑63mm。
2.2.8 泥漿泵BW1200/7B
公稱(chēng)排量:1200L/min;額定壓力:7MPa。
吸水口直徑:203mm(8寸);排水口直徑:75mm(3寸)。
2.2.9 液壓系統(tǒng)
(1)齒輪泵參數(shù):型號(hào):CB-F532;排量:32ml/r,額定工作壓力20Mpa,最高壓力25MPa。
(2)系統(tǒng)工作壓力18MPa。
2.2.10 拖車(chē)底盤(pán)參數(shù)
3軸全掛車(chē),前單橋+后雙橋,每橋最小承重13t,底盤(pán)最大總質(zhì)量40t。
軸距8000mm+1310mm,后懸3240mm。后雙橋?yàn)殡p胎,輪胎規(guī)格12R22.5。
2.2.11 整機(jī)尺寸
運(yùn)輸尺寸:長(zhǎng)×寬×高=15500mm×2800mm×4400mm。
首先,本機(jī)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了直立式油缸伸縮鉆塔,可以配套三吊一卡,方便用戶(hù)使用API石油鉆桿鉆井施工。其次,拖車(chē)底盤(pán)采用半掛全掛車(chē)兩用設(shè)計(jì),增加了整機(jī)的穩(wěn)定性,又兼顧了運(yùn)輸?shù)谋憷?。第三,鉆機(jī)柴油機(jī)和配套分動(dòng)箱均采用國(guó)際知名品牌,便于國(guó)外客戶(hù)維護(hù),性能安全可靠。第四,配置大通徑轉(zhuǎn)盤(pán),方便客戶(hù)下套管。第五,鉆塔后專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了鉆臺(tái)和滑道,方便用戶(hù)起下鉆具。
BZT1500鉆機(jī)各部件特點(diǎn)如下。
BZT1500鉆機(jī)采用3軸40t全掛半掛兩用底盤(pán)。拖車(chē)可以與多種牽引車(chē)相匹配,前單橋后雙橋結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)盤(pán)式牽引架,雙管路斷氣剎車(chē)。底盤(pán)主梁采用610L高強(qiáng)度異型工字梁結(jié)構(gòu),剛性大強(qiáng)度高。底盤(pán)輪胎選用12R22.5,寬斷面越野花紋鋼絲胎,更適用野外的路況。底盤(pán)兩側(cè)設(shè)計(jì)有0.5m寬走臺(tái)板,方便作業(yè)人員施工操作。底盤(pán)安裝有四支25t液壓機(jī)械雙鎖緊油缸,和一對(duì)后機(jī)械支腿,方便鉆機(jī)底盤(pán)的調(diào)平,確保鉆井時(shí)整機(jī)的穩(wěn)定。
BZT1500鉆機(jī)本鉆機(jī)采用K型桁架結(jié)構(gòu)直立伸縮式鉆塔。鉆塔由外塔、內(nèi)塔、天輪組、高懸輪、伸縮油缸、承重機(jī)構(gòu)、爬梯、二層臺(tái)等部分組成。鉆機(jī)采用液壓油缸起塔,內(nèi)塔采用背面雙油缸伸縮,通過(guò)油缸旋轉(zhuǎn)式承重機(jī)構(gòu)將內(nèi)塔受力作用在外塔上。結(jié)構(gòu)合理、承重大、安全可靠。鉆塔上吊裝有兩把機(jī)械大鉗,可以實(shí)現(xiàn)三吊一卡上卸扣。鉆塔上設(shè)計(jì)有二層臺(tái),方便用戶(hù)??裤@桿、摘掛吊卡,提高提鉆效率。
BZT1500鉆機(jī)上裝動(dòng)力選用康明斯NTA855-C360水冷四沖程增壓空冷柴油機(jī),最大功率269KW/2100rpm,柴油機(jī)后安裝有WPT離合器分動(dòng)箱(1進(jìn)3出結(jié)構(gòu))。柴油機(jī)性能可靠,動(dòng)力充沛,分動(dòng)箱結(jié)構(gòu)合理,操控方便。
本鉆機(jī)主機(jī)采用皮帶輸入機(jī)械傳動(dòng),帶過(guò)載保護(hù)功能,防止鉆機(jī)超載損壞。主機(jī)變速采用手柄凸輪曲線(xiàn)軌道變速,帶有檔位定位功能。變速平穩(wěn),定位準(zhǔn)確,不易脫檔。
主機(jī)配備水剎車(chē)機(jī)構(gòu),當(dāng)深孔鉆進(jìn)下放鉆具時(shí),能夠減少制動(dòng)閘帶和卷筒的磨損,減輕卷筒制動(dòng)鼓的發(fā)熱,對(duì)下放鉆具的輔助制動(dòng)。主機(jī)還配置有貓頭機(jī)構(gòu)、雙機(jī)械卷?yè)P(yáng),大通徑轉(zhuǎn)盤(pán),方便用戶(hù)上卸鉆桿、起下鉆具。
鉆機(jī)配置有BW1200/7B大排量泥漿泵,配有帶由壬的高壓水循環(huán)管路,大承載力下置密封SL65水龍頭,能夠保證鉆井作業(yè)的順利完成
鉆臺(tái)空間大,高度可調(diào),四周帶護(hù)欄,可與底盤(pán)連成一體。鉆臺(tái)上還開(kāi)有大小鼠洞,方便摘掛方鉆桿和鉆桿。鉆臺(tái)后部還專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了滑道和上下鉆桿軌道,配合小車(chē),可以快速加接單根。
BZT1500鉆機(jī)自投入生產(chǎn)以來(lái),受到國(guó)外客戶(hù)的歡迎,現(xiàn)已累計(jì)出口北非4臺(tái),累計(jì)進(jìn)尺超過(guò)10000m,為企業(yè)和用戶(hù)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。我廠(chǎng)鉆機(jī)在埃及沙漠地區(qū)鉆進(jìn)1200m農(nóng)業(yè)灌溉井。
實(shí)踐證明,BZT1500鉆機(jī)的設(shè)計(jì)能夠滿(mǎn)足沙漠地區(qū)超深層水井的鉆井需要,是1500m內(nèi)大口徑深水井以及淺層油氣井鉆鑿的理想設(shè)備。希望,今后通過(guò)鉆井施工用戶(hù)的使用反饋,本產(chǎn)品能夠持續(xù)改進(jìn)更加完善,創(chuàng)造更好的社會(huì)效益。