国外几种典型的新型自动化钻机.pdf

石油机械

—87—CHINAPETROLEUMMACHINERY2005年第33卷第11期

!国外石油机械#

国外几种典型的新型自动化钻机

唐丽华1王洪英2
(11大庆力神泵业公司21大庆石油管理局钻井工程技术研究院)

摘要自动化石油钻机具有很高的适应性、经济性、可靠性和先进性。特别是在环境条件和
地质构造相当恶劣以及钻井费用相当高的地区钻井,具有更好的适应性和经济性。介绍了几种国
外的新兴自动化钻机,为引进或研制自动化钻机提供参考。

关键词自动化钻机钻杆排放自动控制

国际钻井市场竞争激烈,国际知名的钻井承包(4)动力模块由发电机组、水力发电机组
商拥有先进的钻井技术,优良的钻井装备,占有巨和高级电能控制室组成。
大的市场份额,因此要想在国际石油钻井市场中占(5)泵模块它由3台钻井泵、混合漏斗、
有一席之地,不仅要有大量的技术人才和先进的钻水泥搅拌器等组成。
井技术,石油装备也是决定是否快速进入国际钻井(6)大型储罐模块它由6个顶部密封的不
市场的先决条件;作为石油钻井装备的核心———石锈钢储罐和离心泵组成。除了钻井模块拖车之外,
油钻机,是在国际钻井招标中能否获胜的重要因上述其它模块都装载在4套由履带车改装的轨道装
素,因此进入国际市场的石油钻机必须具有先进的置上。
技术和可靠的性能,满足国外石油钻井市场的要LADS的管材处理系统堪称一套集成硬件系
求。下面介绍几种国外先进的自动化钻机。统。系统的每个工作单元都能同相邻的工作单元密
切配合,尽可能高效地完成每个作业周期的管材处
轻型自动化钻井系统[1]理任务。
钻机还包括以下3个主要系统:
为解决美国阿拉斯加NorthSlope地区钻井中①移动系统。除钻机模块拖车外,其它所有的
遇到的问题,英国石油公司与PhonexAlaskaTech2模块都安装在4组Caterpillar专用履带上。履带系
nology公司共同研制了一种轻型自动化钻井系统统采用重型钢化橡胶带,装在2套双气动轮的外
(LADS)。这种应用3DCAD软件设计的钻井系统部,载荷通过载重轮传递到履带与地面的接触
不仅质量轻(不到钻深能力相当的常规钻机的面上。
"-),而且具有高度灵活性,能适应恶劣路况搬迁②管子处理系统。管子处理系统是一个综合系
和在狭窄井场进行钻井作业。另外,由于采用自动统,能高效率地处理815～1317m直径7310～
化管理,整个系统仅需1名操作工便可通过计算机33917mm的管材。其6个主要设备包括管材自动
控制站完成所有钻进、起下钻和钻杆排放等作业。装拆装置、管材传送装置、管材吊臂、铁钻工、带
11LADS的结构[2]有自动吊卡的顶驱系统和自动卡瓦等。
(1)钻井模块它主要由井架底座、桅杆式③自动控制系统。自动控制系统(ACS)是这
井架、钻井设备和相应的拖车组成。整个模块安装种钻机中技术要求最高的部分,该系统控制钻机设
在160个由液压控制转向的充气轮胎上。备的运行,并自动完成管子处理操作。通过自动控
(2)固控模块它包括所有的固控设备和6制系统,司钻可以通过一个操作椅对整部钻机的运
个敞蓬不锈钢钻井液罐。行进行控制。用于控制管臂及综合管子操作系统程
(3)井底组合(BHA)模块安置在钻井模序的软件是专门为ACS设计的。该钻机的自动化
块拖车旁,用于存放、组装并操作BHA。程度很高,在投入运行和排除故障过程中,所有的
2005年第33卷第11期唐丽华等:国外几种典型的新型自动化钻机—97—

例行程序操作都全部自动地同步进行。准钻机少20%。钻机自动完成水平和垂直方向钻
21LADS的优点[3]杆移送,移送过程受密闭钻井控制室遥控。从钻井
经过几年的研究开发,生产出的轻型自动钻机控制室可看到整个钻台面和井架,室内的所有主要
系统(LADS)为阿拉斯加北坡井提供了更好的钻控制装置都装在两椅的臂上,还配有闭路电视监测
机。与常规钻机相比,LADS具有以下优点:和控制装置,有3台500m监测器。所有钻井作业
(1)自动化程度高,能为使用者提供一个更都由现代钻井控制数据采集系统(DCDA)来控制
安全、更清洁的工作环境;和管理。
(2)质量轻、移运方便快捷,可以非常容易(6)钻杆移放工序用可编程逻辑控制器
地通过解冻的砂砾路、狭窄的桥和冻土带;(PLC)编程,由控制室发出指令便可执行。软件
(3)设计紧凑,占地面积小,能适用于窄小控制着装有井架的钻井设备,保证钻井和起下钻作
的井场。业能在高速状态下进行而无设备碰撞危险,还可边
LADS通过一个操作员工作椅可控制钻机的所钻边给立根上扣。
有功能。其常规功能软件由现有软件模块改编而(7)高、低压隔水管和套管的移放也由控制
成,用于控制管材吊臂和集成式管材处理程序的软室遥控,只是套管接头用自动胶带输送到钻台面
件是根据用户提出的应用