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国外液压驱动石油钻机的新进展
【摘要】介绍了加拿大Tesco公司新型套管钻机、挪威MH公司的Ram Rig钻机和意大利新型石油钻机等多种新型液压驱动钻机的结构特点、工作原理、特性、优点及使用范围。从这些钻机的新进展可以看出国外液压驱动石油钻机的发展趋势:(1)液压驱动是一种较好的驱动型式,并向全液压驱动型式发展;(2)更适合采用新的钻井工艺;(3)向全新模式钻机发展;(4)向多个小功率液马达传动发展。
【关键词】液压钻机,特性,发展趋势
在开发制造电驱动钻机的同时,国外先后推出了多种新型液压驱动石油钻机,并在钻井中发挥了一定作用。笔者介绍近几年国外几种新型液压驱动石油钻机的新进展及发展趋势。
加拿大Tesco公司新型套管钻机
据美国World Oil杂志1998年5月报道,加拿大Tesco公司开发的新型套管石油钻机,于1998年4月在该公司研究开发中心开钻,首次做套管钻井工艺和钻井装备试验,已取得初步成果。

套管石油钻机用套管代替钻杆,连续接套管钻进,利用特制的小绞车从套管内起下或更换钻头,一直钻到设计井深,钻井结束,套管也下完。用套管钻进时套管要承受扭矩载荷,为确保钻井安全,Tesco公司研究了一种适合钻井的套管螺纹。

套管钻机采用顶驱钻井方式,顶驱水龙头的输出轴与套管联接,钻井液从顶驱水龙头进入套管内,经钻头进入套管与井壁的环形空间返回地面,再经钻井液净化系统除砂、除泥和除气之后,由钻井泵泵入顶驱,形成钻井液循环系统。

套管钻机用钻头由钻进钻头和扩孔钻头组成。钻进钻头直径比套管内径小,可从套管内起下。在钻进钻头的上方接两个扩孔钻头,可伸出扩大直径,钻出比套管外径大的井眼;两扩孔钻头缩回时直径减小,此时可从套管中起下钻进钻头。钻进钻头与井下套管端头采用特制的连接锁定装置联接。钻进钻头下入井底后,固定在连接锁定装置上,伸出扩孔钻头,开钻井泵,利用顶驱就可进行钻井作业。当钻头磨损需更换时,首先缩回扩孔钻头,打开连接锁定装置,停泵,再用起下钻头用的小绞车钢绳将钻进钻头从井底套管内起出地面。换好新钻头后,将此钻头下入井底,固定在连接锁定装置上,伸出扩孔钻头,开泵,即可再次钻进。

采用自动送钻装置钻井,井身质量较好,机械钻速高,钻井成本降低;采用多个液压马达传动,钻机传动机构简单,体积小,占地面积小,相对操作空间较大;采用全液压驱动型式,以单一的柴油机液压泵作动力源,投资少,功率利用率高;采用各种先进的钻井测录仪表,及时显示记录和储存实时钻井数据,为司钻提供钻井决策依据;套管钻井中无起下钻二层台操作,接套管作业在低位钻台面上进行,从而提高了操作的安全性和准确性,节约钻井成本30%~50%;利用特制小绞车起下套管钻井的钻头,与起下钻换钻头相比省时省力。
挪威MH公司Ram Rig钻机[1]
近几年来,挪威MH公司采用其特长的液压驱动技术及新颖的石油钻机构思方案,研制出Ram Rig钻机,已基本上形成系列,大钩载荷为1500~10000kN,其中大钩载荷为4400kN的钻机,顶驱行程为32m;大钩载荷为3000kN的钻机,顶驱行程为30m。钻机的最高提升速度为2 m/s。

Ram Rig钻机可用于定向井