井下作业带压大修工艺技术技术配套方案.doc
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带压大修作业
设备技术方案
带压大修作业设备技术方案
一、总体要求：
1、带压大修作业设备集修井机、顶驱和防喷井口于一体。
顶驱正常安装在修井机井架上，搬家时也跟随井架，不必拆卸。
修井机、顶驱和防喷井口共用一台修井机动力，液压系统全部集成在修井机上。
作业时全部控制类操作集中在作业平台上。
由两人并排操作。
防喷井口和平台相对独立，井口防喷器组安装后，须将防喷器控制的主油路同修井机对应接口相连接。
井口举升油缸的运动必须与修井机（顶驱）大吊上下运动同步。
2、满足31/3”平式油管修井深度4500m、井内压力≤21MPa的油水井带压作业的修井工艺要求。
3、依据“性能先进、工作可靠、运移方便、运行经济、满足HSE”的原则，按SY/T5202-2004《石油修井机》标准及GB/T20174-2006《石油天然气工业钻井和采油设备钻通设备》相关标准进行设计和制造，设计、制造。
设计和制造质量严格执行ISO9001、ISO14000质量控制和环境控制程序，加强设计图纸审查和制造过程质量监督，严格执行工艺纪律和工艺标准，整机性能和质量达到国内先进水平。
4、所有安全设施设计、配置要合理、可靠、齐全。
各报警、限位及互锁装置要灵敏、可靠、准确。
5、井场电气系统设计、元器件选型及安装符合相关国内标准；故障修理锁定，插接件为金属外壳防爆型，灯具为整体铝壳防爆、防震、单脚灯管荧光灯。
6、适用于吉林油田野外油水井带压作业条件，在-20~40℃的情况下能保证正常工作。
二、主要性能参数
（一）防喷作业井口主要性能参数：
1、井口装置全程通径：
Φ186mm
2、系统最高工作压力：
21MPa（动密封）
3、系统承受最大压力：
35MPa（静密封）
4、卡瓦最大防顶和承重力：
60t
5、升降液缸最大上顶力：
50吨
6、升降液缸最大下拉力：
30吨
7、升降液缸上升速度：
≥0.3m/s
8、升降液缸下降速度：
≥0.4m/s
9、防喷器及卡瓦关闭时间：
≤3s
10、油缸行程：
3.3m
11、卡瓦所配卡瓦牙规格：
27/8〃、31/2〃
12、防喷器所配闸板规格：
27/8〃、31/2〃
（二）修井机主要性能参数：
1、修井深度满足4500m（31/3”平式油管）
2、大钩最大载荷1125kN（5×4）
3、额定钩载：
800kN
4、井架高度29m（地面至天车梁底面）
5、井架结构形式直立无绷绳，随配顶驱导轨
6、游动系统
有效绳数8
钢丝绳直径φ26mm（1"）
7、大钩起升速度0.2～1.4m/s（5×4）
8、运载车驱动形式12×8
9、极限风速110km/h；
10、绞车基本参数
快绳最大拉力：
210kN
提升档位：
5正+1R
（三）顶驱主要性能参数：
1、额定载荷（吊卡、主轴） 800KN
2、工作高度（使用2m吊环） 4.5m
3、额定最大卸扣扭矩 15KNm
4、连续输出扭矩 10KNm
5、主轴转速范围（无级可调） 0～180r/min
6、背钳最大通径 140mm
7、泥浆通道 57mm
8、泥浆循环通道压力 35MPa
9、倾斜臂最大倾斜角度 前倾55°后摆30°
10、内防喷扣型及压力 Φ12731/2REG70MPa
11、保护接头扣型 Φ127*31/2REG*NC31
12、速比13：
1
三、主要配置及要求：
（一）防喷井口主要配置及要求：
1、上横梁及移动卡瓦1套：
最大承载能力为600KN,要求配备Φ73mm、Φ89mm、Φ114mm卡瓦各一套。
更换卡瓦方便。
配备防泄漏补油装置。
2、固定卡瓦1套：
要求与移动卡瓦相同。
3、环形防喷器FH18-35防喷器一套，配10升蓄能器1只。
以确保证胶芯的密封性能。
4、2台FZ18-35闸板防喷器。
分布在增高短接（四通）上下两端。
胶芯在21MPa情况下，带压起下管柱不低于8000米。
半封闸板配有Φ73mm、Φ89mm、Φ114mm各一套。
5、平衡泄压系统1套。
包含一个增高短接（四通），两个FP65-35液动平板阀。
6、接箍报警器及声光联络报警系统一套。
7、三闸板防喷器1套，配置为全封、半封和卡瓦。
半封和卡瓦要求与3、4项相同。
8、举升油缸一对，行程3.3米,上顶力500KN,下拉力30KN。
可实现快速运动，负压补偿等功能。
9、中横梁一套，稳定油缸与井口相对位置。
拆装方便灵活。
10、下横梁一套，能承受油缸的负载。
11、井口稳定装置一套，集成整个井口装置。
能实现整体撬装和液压辅助支撑等功能。
12、平台一套。
平台高度5.5-6.5米可调。
平台上固装井口控制箱，可整体一次性搬家。
平台配套有踏步、逃生滑道、油管滑道等。
13、配套水力油管堵塞器2件、自由下滑油管堵塞器2件。
14、远程控制管线和接头：
液控系统根据控制对象所需的液压油量分别采用不同通径的锴装不锈钢高压耐火胶管、高压钢管线，采用胶管的最外层还要进行涂胶或封塑，以防止锴装不锈钢丝断头伤害操作者的手。
防喷器控制管线通径不小于Φ19mm，要求管线额定承压25MPa。
举升油缸控制管线通径不小于Φ32mm，额定承压25MPa。
高压钢管线在井口平台上有固定卡子，摆放整齐，连接方便。
系统的管线及管阀件之间全部采用快速自封油壬刚性连接。
设计专门的管线存放工装，管线摘下时整齐的摆放在工装里，既方便搬家又方便保管；配备专门的接头保护套，防止灰尘污染管线接头。
15、控制系统一套，通过电控液实现防喷器操作。
移动和固定卡瓦自动互锁，杜绝飞管事故。
举升油缸和顶驱移动同步。
全部采用防爆电器元件。
（二）修井机主要配置及要求：
1、发动机：
功率除能满足修井机本身的基本要求外，还必须满足顶驱、防喷器井口控制等需求。
原则上，功率不低于650KW,最高转速不低于2100rpm。
柴油机有低油压、高水温、高转速等报警装置。
载荷均匀、功率限制系统及各种指示仪表齐全。
具备低温冷启动能力，适应不同地区的气候环境条件。
2、带泵箱：
带泵箱采用直齿轮传动。
动力由输入法兰输入，由直齿轮啮合后把动力传递给输出轴，再由输出轴各泵连接后，从而带动各泵工作。
输入功率650HP，最高输入转速，2100rpm。
3、ALLISON传动箱一台：
最大净输入功率634kw，最高输入转速2500rpm，档数5正1倒。
4、分动箱一台：
最高输入转速2100r/min，最大输出扭矩10kN·m。
主要由输入、输出轴、动力摘挂装置、齿轮、轴承和其它附件构成。
由两套分别带有动力摘挂的输入轴和万向传动轴联接，整个箱体有两路动力输出装置，并可以相互锁止。
动力经分动箱后分两路输出，一路输出给角传动箱通过链条传动绞车，实现起升作业；另一路向下传递给前后驱动车桥，驱动行车。
5、角传动箱一台：
最高输入转速2100r/min，最大输出扭矩11kN·m。
是传动系统中的重要部件，通过它将动力改变传递方向传递给绞车，主要有一对弧齿轮、输入轴、输出轴、轴承、箱体、输出链轮等组成。
6、绞车及其控制系统一套：
单滚筒绞车包括：
滚筒轴、滚筒体、液压盘式刹车机构、绞车机架、推盘离合器、WCB324辅助刹车和过卷装置等。
离合器安装在滚筒轴上,缩短了绞车轴向尺寸,便于安装。
主滚筒表面设里巴斯绳槽，保证钻井钢丝绳排绳整齐和钢丝绳的使用寿命；刹车盘采用自然风冷的方式。
主滚筒上方设置过卷阀天车防碰装置，以限制游车大钩的行程，避免游车大钩顶天车。
绞车动力经过角传动箱箱输出后,由链轮输入，通过离合器带动滚筒旋转，从而带动游车运动。
游车和液压顶驱运动的速度，可通过主刹车和安装在滚筒轴上的WCB224辅助刹车，保证其匀速下放或制动。
液压盘式刹车采用电子刹把控制，并与伊顿辅助刹车结合,使绞车刹车系统灵敏、可靠。
7、井架：
最大额定静钩载1125kN，井架有效高度29m（地面至天车梁底面）。
为两节套装式，前开口，直立无绷绳，液压起升，液压伸缩。
井架主要由天车、天车平台、井架上体、井架下体、上下体锁紧装置、液压猫头、吊钳平衡装置、3"单立管、梯子、井架底座、井架支撑等组成。
井架内部两侧设有顶驱上下移动的导轨。
井架设通往天车台的直梯，不配护笼，配有防坠落装置，方便钻工维护保养。
井架满足安装照明线路、井架立管和液压管线等要求，禁止现场电、气焊进行割孔和焊装井架上的附件。
8、运载车：
技术参数
驱动型式12×8
接近角/离去角25°/16°
爬坡度26%
最高车速45km/h
最小转弯半径18m
前桥轮胎18-22.5（6件）
后桥轮胎12.00-20（12件）
车轿：
一桥、二桥为转向驱动桥，三桥为转向从动桥，四桥为气悬从动桥，五、六桥为串联驱动桥。
底盘带有液压助力转向，可以前、后桥驱动。
设置4个液压调平千斤，用以调平车架和作业时承担主机重量，增强工作状态时整机的稳定性和安全性。
9、液压系统：
由作业车系统、顶驱系统和防喷控制系统组成。
三系统均取自于一个动力但主油泵分别独立，以满足各系统不同的要求，三系统主要液压控制元件也集成在运载车上。
10、气路系统：
包括空压机、储气罐和各控制回路与阀件，储气罐配置安全阀（设定压力为1.05MPa）及超压自动排气、排水开关，保障为整机气路系统提供压力源。
11、电路系统：
电路系统包括运载车行驶及控制的灯光信号照明的24V/DC直流电系统、修井作业照明用的220V/50Hz交流电系统、修井机配套的交流电机等电器设备的380V/50Hz交流电系统。
（三）顶驱主要配置及要求：
1、主传动系统采用两台液压马达减速驱动。
2、提升系统采用特制分体式游车直接与顶驱连接，节省井架空间。
3、减速箱内德国FAG轴承，可抗击钻柱纵向震动。
齿轮传动部分采用飞溅和强制润滑相结合，可靠性高。
顶驱齿轮箱经过国家齿轮产品质量监督检测中心试验检测。
4、管子处理装置。
吊环倾斜机构可以前后倾斜，方便抓取钻杆及钻进时使顶驱下端面更靠近钻台面，使钻具使用充分；采用自动对中对夹式背钳设计，上卸扣时不需要锁死回转头机构，背钳夹紧可靠。
5、顶驱导轨与井架集成在一起，搬家运移不必拆卸顶驱。
6、液压系统采用Park、SUN、ATOS等液压元件。
液压系统采取集成上置式结构,可靠性高，易于顶驱调试和维护。
吊卡
背钳
内防喷器
钻井马达
吊环
鹅颈管冲管
滑车
减速箱
平衡上跳系统
分体式游车
三、其他要求
1、要求做到整机功率匹配合理，联机操作安全可靠，能适应常规的带压大修作业工艺要求。
2、制造工艺水平要达到国家相关技术标准，所有焊接部位要求达到承载要求，焊缝平滑、美观。
3、各部位必须要求经过喷砂除锈工艺，喷涂防锈底漆，再喷表漆，整体色彩搭配协调、美观、好看。
井口装置、作业平台、蓄能器、油箱喷涂为橙黄色。
4、交货时须提供承压元件、防喷器的试验、试压、调试过程的原始试验数据资料和相应合格证。
5、随机携带整机产品合格证，使用说明书2份，操作规程，维修保养规定，外委部件的随机技术资料、带压作业装置外购件图册2份（标清配件规格、型号）等相关技术资料。
6、提供带压作业装置修理工具一套。
四、质量保证
1、保修期：
产品投产一年内，一年内因产品设计、制造、装配等原因出现的质量问题，厂家要承担造成的所有损失费用。
保质期外，生产厂家提供配件及技术支持。
2、产品终生使用期内因产品设计、制造、装配等出现的安全问题，生产厂家负责赔偿。
3、所有使用的液压元件不得漏油，在保修期内如产生渗漏现象生产厂家无偿进行现场整改。
4、产品验收合格以后，生产厂家免费对设备的管理人员和操作人员进行现场培训，使其对设备做到“四懂三会”，使操作人员熟练掌握各项操作要领。
同时现场指导2口井作业。
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