無(wú)繃?yán)K修井機(jī)研發(fā)背景

在國(guó)內(nèi)公稱(chēng)鉤載40噸以下級(jí)別修井機(jī)的各生產(chǎn)廠家都把服務(wù)對(duì)象定位在2600米以?xún)?nèi)平原地帶油層的修井作業(yè)。但隨著我國(guó)各油田開(kāi)采時(shí)間的增長(zhǎng)，平原地帶的油田基本上都已進(jìn)入開(kāi)發(fā)的中后期，油井?dāng)?shù)量已基本穩(wěn)定。近年來(lái)國(guó)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的油田多數(shù)處在山區(qū)、灘涂以及極寒地帶，如大慶油田已擴(kuò)展到肇東(極寒)，陜北及長(zhǎng)慶油田多在山區(qū)，天津的曹妃甸油田在沿海、灘涂等，像這樣地理環(huán)境的油田，使用常規(guī)修井機(jī)作業(yè)，打繃?yán)K極度困難或根本就不能打。大慶油田冬季最低溫度都在零下40度左右，凍土層要在1--2米，打起繃?yán)K來(lái)十分費(fèi)力，嚴(yán)重地影響了修井作業(yè)的效率;在陜北、長(zhǎng)慶等山區(qū)，打繃?yán)K場(chǎng)地面積受到限制;在灘涂地帶根本打不住繃?yán)K。如此種種自然條件，使常規(guī)修井機(jī)的作業(yè)受到了限制。而且未來(lái)我國(guó)的石油工業(yè)發(fā)展會(huì)向海上轉(zhuǎn)移，受海洋平臺(tái)面積的限制，修井機(jī)作業(yè)的面積應(yīng)控制在更小的面積上。

針對(duì)上述的各種自然條件的油井維修作業(yè)，油田需要一種不需打外繃?yán)K的修井機(jī)。通化石油化工機(jī)械制造有限責(zé)任公司率先想到了研發(fā)無(wú)繃?yán)K修井機(jī)，以其自身的穩(wěn)定性來(lái)完成上述場(chǎng)地的修井作業(yè)，與吉林大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院合作共同研發(fā)無(wú)繃?yán)K修井機(jī)并決定從小噸位修井機(jī)開(kāi)始研制，為大噸位無(wú)繃?yán)K修井機(jī)的研制奠定基礎(chǔ)。

修井機(jī)是油田維修油井的專(zhuān)用設(shè)備，長(zhǎng)期接受采油的油井天長(zhǎng)日久就會(huì)產(chǎn)生多種故障，排除這些故障非修井機(jī)莫屬，按油井深度的不同，所需修井機(jī)的公稱(chēng)鉤載也各不相同。

1. 通過(guò)改進(jìn)井架定位、井架形狀、千斤頂排布、車(chē)載重心前移，大大提高了修井機(jī)整車(chē)性能和穩(wěn)定性能，為取消繃?yán)K固定有了保障，使得修井機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)繃?yán)K化，尤其適用于40噸以下修井機(jī)無(wú)繃?yán)K化設(shè)計(jì)。

2. 作業(yè)操作方便、快捷、安全，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了作業(yè)效率。

表1 修井機(jī)主要參數(shù)、結(jié)構(gòu)及性能對(duì)比

1. 與常規(guī)修井機(jī)相比，由于要依靠設(shè)備自身的穩(wěn)定性來(lái)保持作業(yè)的安全可靠，所以各系統(tǒng)需重新設(shè)計(jì)并與二類(lèi)汽車(chē)底盤(pán)的匹配計(jì)算，計(jì)算的準(zhǔn)確性是保證無(wú)繃?yán)K修井機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵;

2. 支撐機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性是否可以代替四條外繃?yán)K的拉力，及支撐機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是無(wú)繃?yán)K修井機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)。吉林大學(xué)在進(jìn)行支撐機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算后，采取井架體和后支架采用自動(dòng)拉桿連接，并在底盤(pán)尾部采用了大跨度液壓伸縮千斤結(jié)構(gòu)增加了支點(diǎn)間距，以提高整機(jī)的穩(wěn)定性。

3. 井架設(shè)計(jì)進(jìn)行了受力有限元分析，并將井架側(cè)面設(shè)計(jì)成梯形接頭，提高了井架的強(qiáng)度和鋼度。