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发布时间:2020-05-29 06:41:22

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作者:杜春文,张发展

出版社:石油工业出版社

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井下作业设备问答

井下作业设备问答试读:

前言

20世纪60年代以来,我国各大油田普遍采用技术问答的形式来提高石油工人的职业技术水平。在一问一答中,工人可以迅速掌握岗位基本理论技能,再及时回到实践中检验总结。通过这种短小精悍、立竿见影的形式,既培养了工人的学习兴趣,又提高了他们的工作热情。

然而随着经济的发展,科学技术不断进步,石油技术也发生了日新月异的变化。为了顺应技术发展的大方向,帮助油田工人尽早熟悉最新钻井相关技术,传承并发扬石油工人勤奋好学、与时俱进的光荣传统,石油工业出版社组织编写了《井下作业设备问答》一书,列举了五百多道习题,以期与石油同仁共同学习、共同进步。

本书共分为12部分,第一部分修井机;第二部分起升设备;第三部分循环设备;第四部分旋转设备;第五部分井口设备;第六部分修井辅助设备;第七部分落物打捞类工具;第八部分管柱解卡类工具;第九部分钻套磨铣类工具;第十部分套管修理类工具;第十一部分油气田通用封隔器;第十二部分井下管柱配套工具。

本书在编写过程中,查阅了大量原始技术资料,由杜春文,张发展编写,各级领导也对本书的编写给予了大力的支持和协助。

由于编者水平有限,本书在编写过程中难免会有不足之处,敬请有关专家、学者以及油田同事批评指正,以便今后不断修改完善。2012年7月第一部分修 井 机1.什么是修井机?

答:修井机是一套综合机组,是用来完成油田开发各项修井作业的专用机械,是完成起下管柱、抽汲提捞等施工的主要设备。随着油田井下作业技术的不断发展,相应地出现了各种类型的修井机,如拖拉式修井机、自行式修井机、电动修井机、液压和机械传动的修井机、全液压修井机等。2.井下作业要求修井机应具备的基本功能有哪些?

答:井下作业要求修井机应具备5个方面的基本功能:(1)起下钻具;(2)循环冲洗;(3)旋转钻进;(4)行走;(5)操作维修简便。3.修井机的技术参数有哪些?

答:修井机的技术参数是修井机工作能力的具体表现,包括以下6项内容:修井深度;动力机转速和功率;游车大钩起重量与起升速度;井架高度和最大载荷;转盘转矩和转速以及修井机行驶速度和牵引力。4.什么是修井机的修井深度?

答:修井深度是指修井机所适应的井下深度,一般分为工作井深和大修深度。工作井深是采用直径为油管进行各种施工的深度;大修深度是指用钻杆进行侧钻井的深度。修井深度是油田选择修井机的主要参数。5.什么是修井机的井架高度和最大载荷?

答:井架高度是指从地面到天车的距离,由此可确定起下管柱的长度和根数。最大载荷分最大工作载荷和最大静载。最大工作载荷为起下钻时井架所承受的最大载荷;最大静载是指游车大钩静止时井架所承受的最大载荷。最大工作载荷小于最大静载。6.修井机的技术参数主要由哪两个因素决定?

答:修井机的技术参数主要由两个因素决定:一是柴油机的功率和转速,它可决定游车大钩的起重量和起升速度,关系到转盘的转矩和转速,决定修井机的行驶速度和牵引力;二是修井机零部件材料的性能与加工因素。柴油机的功率和转速是决定修井机工作能力的重要参数。7.修井机的特点有哪些?

答:由于井下作业施工和场地的特殊性,修井机表现出与一般普通机械不同的特点,概括起来有以下4个方面:(1)为了完成井下作业各种工艺施工,修井机必须配装多种工作机,如绞车、井架、转盘、水龙头、动力钳等。因此,修井机的结构较为复杂和庞大,与一般机器比较,它是一部大功率的重型机械设备。(2)修井机采用了多种传动方法组合的混合传动,它除了有普通的机械传动外,还有液压传动、气压传动等,采用了电、液、气、机械联合控制。从动力机到转盘,要经过变速箱、角传动箱、链条箱、传动轴,传动路线较长。(3)履带式修井机野外工作适应性强,但不能在正规的路面上行驶;车装式修井机虽能在正规的路面上行驶,但需要采用其他措施才能使其具备一定的越野性能。如小型车装修井机采用前后桥三驱动,大型车装修井机采用了前后桥四驱动,用来提高修井机的越野性能,以适应各种场地的运移。另外,还有沙漠修井机、沼泽地和海滩修井机等,以适应油田的特殊环境。(4)由于修井机工作项目多,施工程序复杂,作业不规律,难以实现高度机械化和自动化,目前我国现场使用的修井机自动化程度还不高。8.简述修井机的发展趋势。

答:修井机发展趋势表现为以下8个方面:(1)钩载和功率储备系数显著提高。(2)修井机移运性不断提高。(3)盘式刹车得到广泛应用。(4)采用顶部驱动系统。(5)完善侧钻用修井机。(6)完善特种修井机制造技术。(7)大力发展AC-SCR-DC和YFD驱动方式。(8)不断提高修井机的自动化水平。9.修井机由哪几部分组成?

答:一部完整的修井机主要由动力驱动设备、传动系统设备、行走系统设备、起升系统设备、循环系统设备、地面旋转设备与控制系统设备等组成,如图1-1所示。10.修井机有哪些常用类型?

答:修井机的类型较多,有电动修井机、履带式修井机、车装式修井机、拖挂式修井机、橇装式修井机、沙漠修井机和海洋修井机等。11.修井机按移运方式分哪几类?各有什么特点?

答:修井机按移运方式分为自走式、车装式、拖挂式和橇装式四种类型。图1-1 修井机的组成1—天车;2—井架;3—游车大钩;4—起升油缸;5—猫头滚筒箱;6—液压油管钳;7—井架底座;8—液压操纵系统;9—卡瓦;10—转盘;11—钻台;12—绞车总成;13—传压器总成;14—泵组总成;15—电磁阀;16—带泵箱;17—分动箱;18—长轴距加固载重卡车

自走式:自走式修井机的底盘行走和车上作业机构的动力都来自车台发动机;自走式专用底盘具有载荷分布合理、越野行驶能力强的特点。

车装式:车装式修井机具有结构先进、装机功率较大、运移方便、自带井架等优点,但价格一般较高,在泥泞的井场不适用。

拖挂式:包括半挂式和全挂式两种。

橇装式:采用橇装模块结构,安装移运快捷,可满足钻机主机整拖和丛式井钻井的要求。12.修井机按适用地域分哪几类?各适用什么范围?

答:修井机按适用地域分为5类,分别为:

常规型——适用于普通环境条件下的修井作业。

沙漠型——适用于沙漠多沙尘干燥的作业环境。

滩涂型——适用于运移困难、低洼泥泞的环境。

海洋型——具有适用于海上平台操作的特点。

极地型——适用于极其寒冷的极地环境。13.修井机按结构形式分哪几类?各适用什么范围?

答:修井机按结构形式分为4类,分别为:

常规式——适用于普通油气井的作业施工。

斜井式——适用于倾斜角度大的斜井的修井作业。

连续油管式——油管柱为一整根,可连续起下,适用于一些特殊井的作业施工。

不压井式——适用于一些带压井装置的修井作业施工。14.XT-12型通井机的特点有哪些?

答:XT-12型通井机的特点是:动力机功率大,转速高,行驶速度快,越野性好,重心偏后;绞车采用气动隔膜推盘式离合器,操作轻便,传动可靠;绞车刹车采用机械手刹加脚踏气助力装置,操纵省力,作用可靠;绞车变速箱采用斜齿轮传动和啮合套变速,提高了使用寿命,减轻了工作噪声;整机装有液压油泵,可为其他液压机械提供能量。15.XT-12型通井机的主要技术性能参数有哪些?

答:(1)动力机:选用上海柴油机厂生产的6135AK-6型柴油机。(2)绞车部分:适应井深为4000m;滚筒直径为360mm;滚筒有效长度为910mm;滚筒容绳量为φ15.5mm×3000m;钢丝绳最大拉力为116.9kN;刹车轮数目为2个;刹车轮直径为1070mm;刹车带宽为180mm;离合器直径为610mm;猫头数为1个。(3)通井机的行驶速度。通井机的行驶速度见表1-1。

表1-1 通井机的行驶速度16.修井机的驾驶安全规程内容有哪些?

答:(1)修井机必须由经过训练合格的专职驾驶员驾驶。(2)不得使用有故障且未经排除的修井机进行作业。(3)修井机工作时,操作人员应密切关注机械的技术状态,发现故障,应及时采取措施予以排除。(4)修井机用来牵引重物时,应用进退Ⅰ挡。(5)修井机在行驶中,随车人员不得侧倚在门上或站在翼板上,更不准在未停稳时上、下修井机。(6)夜间作业应有完备良好的照明设备。(7)修井机在运移时,不得加油、加水及进行调整工作。(8)柴油机未熄火时,严禁在车下进行维修。(9)检查燃油面和加注燃油时,严禁烟火。(10)通过桥梁、涵洞时,应低挡行驶,禁止通过承载能力小于15t的桥梁。(11)若因缺水造成柴油机过热时,必须低速运转,待柴油机稍冷却后,再补充冷却水。17.修井机起下作业操作要求有哪些?

答:(1)修井机要摆正停放,正常工作时距井架2~4m,加压起下时距井架5~7m。(2)操作前行驶排挡和换向杆放在空挡位置,将手刹车与脚刹车刹好。(3)机油压力为0.098~0.26MPa、水温达到50℃后才能带负荷工作。(4)滚筒传动及链条连接部分完整牢固,绳头卡好,操作时先挂滚筒变速箱正倒挡,后挂排挡。(5)滚筒刹车与离合器均应可靠。(6)起钻时先挂排挡,后合总离合器,再合滚筒离合器,同时松开刹车,不准先挂离合器后松刹车。(7)下钻时用刹车控制速度,严禁猛刹猛放,不准用滚筒离合器当刹车。(8)操作时耳听引擎声,眼看井口,手握刹把和离合器,平稳操作,要预防顿、刮、碰现象。(9)不准用总离合器代替滚筒离合器,离合器不准在半离合状态下使用。(10)按负荷选用合适的排挡和油门,使发动机留有余力。(11)滚筒停止操作时,各排挡应放在空挡位置。人离开刹把时,打好死刹车,滚筒运转时,禁止用死刹车代替手刹车。(12)卡钻活动管柱时,井口和井架附近不准站人操作,观察拉力表不能超过规定极限。18.XJ350型修井机的特点有哪些?

答:XJ350型修井机的特点是:功率大,起下速度快,工作效率高;传动平稳柔和,且能无级调速;底盘采用全驱动,越野性能好,对各种路面的适应性强;主滚筒焊有缠绳槽,排绳整齐,可延长钢丝绳的使用寿命;井架的立放采用液缸举升,起落平稳,安全可靠;各操纵手柄灵活方便,减轻了工人的劳动强度;外观整齐,布局合理,辅助设备配套齐全,能满足井下作业的各种需要。19.XJ350型修井机由哪几部分组成?

答:XJ350型修井机主要由柴油机、运载车、传动箱、捞砂滚筒、主滚筒、滚筒刹车、水刹车、井架、游车大钩、转盘、液压绞车、水龙头、钻台及其他辅助设备等组成。20.XJ350型修井机的主要技术参数是什么?

答:XJ350型修井机的主要技术参数有:适应修井深度为3600m;大修井深度为3000m;钻井深度为1800m。21.XJ650型修井机的主要技术参数是什么?

答:XJ650型修井机是车载式修井设备,常简称为XJ650型修井机,最大钩载为1470kN,井架高度为35m,大修深度为5500m(针对直径为钻杆)。22.XJ650型修井机的主要技术特点有哪些?

答:XJ650型修井机配置高速柴油发动机,动力强劲,节能,低污染排放;装备闭锁型液力传动变速箱,启动力矩大,传动效率高;机械液力传动,传动平稳柔和,超载保护;底盘驱动形式为12×8,四道车桥驱动,装配重载越野轮胎,越野能力强,能适应戈壁、泥泞、滩涂等复杂公路行驶。本机车适用于中、深油气井的大修及钻井作业。23.XJ650型修井机主要由哪几部分组成?

答:XJ650型修井机主机由专用底盘、动力系统、绞车总成、井架总成、游动系统、液气电控制系统及附件等组成。图1-2为XJ650型修井机的工作状态图。图1-2 XJ650型修井机的工作状态图1—运载车自走部分;2—井架部分;3—水龙头部分;4—游车大钩部分;5—二层平台部分;6—天车部分;7—伸缩钻台部分;8—船形底座24.XJ650型修井机的井架总成有什么特点?

答:XJ650型修井机的井架总成为双节伸缩式井架,液压起升、伸缩,工作平稳、安全可靠。经计算机有限元分析计算,井架的强度、刚度和稳定性均能满足钻井工作条件;井架经特殊工艺处理,表面硬度、防腐性能良好;倾角为3°,通过调节丝杆调节,配有井架倾斜指示仪;天车为整体盒式结构,滑轮采用铸钢件,并经动平衡测试;绳槽圆弧按API8C要求与相应的钢丝绳条件设计;绳轮座上设有防止大绳跳槽的挡绳器;天车轴经热处理和探伤检查;天车平台上设有护栏。25.XJ650型修井机的动力系统有什么特点?

答:XJ650型修井机的动力系统为高速柴油机、液力机械传动结构,低速传动力矩大,启动平稳柔和;柔性连接,可保护发动机防止过载和意外熄火;动力换挡,操作简便,换挡频率小;CAT3412DITA柴油发动机,性能优良;阿里逊6610液力传动变速箱,启动力矩大,传动平稳柔和,操作简便;配置空气压缩机、转向液压油泵、发电机等辅助件;车辆行驶和钻井、修井作业共用车装发动机动力;油门、换挡气动双向操作,车辆行驶时在驾驶室操作,钻井、修井作业时在司钻台操作,且互不干涉。图1-3为XJ650型修井机的传动系统图。26.解释XJ350,XJ450,XJ550,XJ650型修井机的型号意义。

答:修井机XJ350、XJ450、XJ550、XJ650型这种叫法是按照修井机发动机的马力来命名的,对应的发动机功率分别为261kW或269kW、354kW、392kW或396kW以及485kW或492kW,其对应的最新型号为XJ90、XJ110、XJ135和XJ160型。这种最新型号的命名方法是根据修井机井架的最大钩载除以10来命名的,对应的井架最大钩载分别为900kN、1125kN、1350kN和1580kN。图1-3 XJ650型修井机的传动系统示意图27.现场修井机安装步骤有哪些?

答:(1)将钻台提升至所需高度,并用销钉销好,在销钉上锁以保险销。(2)将转盘安装在主钻台上。(3)将主钻台安装在井口上(按照规定距离并垂直于修井机),使转盘中心对准井口中心。(4)将主、辅钻台连接在一起,并用8个销钉和4个连接块连接固定。(5)连接梯子和辅钻台。(6)连接油管滑板和辅钻台。(7)连接井架底座和主钻台。(8)将修井机倒车对接井架底座,后支腿对准底座。(9)将短梯子分别从地上连接至修井机操作台,再从操纵台连接至主钻台。(10)安装转盘传动轴链条传动箱。(11)将风载绷绳、二层平台绷绳、内负荷绷绳分别捆绑在井架相应部位。(12)安装钻台护栏、修井机与井架底座以及底座与钻台的拉筋。(13)安装照明灯。(14)进行必要的检查后,按照立放井架操作规程立放井架。(15)安装刹把并调节在合适位置。(16)将水刹车水箱及支架安装在修井机左侧适当位置,并进行管线连接和加注水。(17)对水龙头、大钩进行必要的检查后安装。(18)穿液压绞轮绳索和天车大绳。(19)连接水龙头管线。(20)调校井架角度。(21)捆绑紧各绷绳,紧固各拉筋。(22)用隔离带隔离工作区域。(23)扳动分动箱操作手柄置作业位置,使其底盘驱动脱离,动力与车上作业部分接通,操作液压工况选择手柄置调整位置。(24)发动机怠速运转(阿里森传动箱处于空挡位置)挂合主油泵(若发动机未发动,则先按发动程序发动,启动后挂合主油泵)。(25)分别操纵液压千斤控制手柄,使各千斤顶伸出并支撑在各自的位置上,观察水平仪,调整各液压千斤顶使其底盘大梁前后左右都处于水平位置(此时各轮胎均应不承受负荷),最后锁紧液压千斤顶螺母,并泄去液压支腿油缸压力。(26)拆迁时按照逆安装程序进行。28.现场修井机起井架的步骤有哪些?

答:(1)检查绷绳和猫柱。(2)发动机转速控制为1200~1500r/min。(3)调整平台,检查(操作)三连阀“工况选择”手柄,使其处在“调整工况”,打开六连阀控制箱针形阀“C”,检查挂合主油泵空运转5~10min。关闭针形阀“C”、“E”,松开支腿锁紧螺母,支好垫块,控制支腿阀手柄,升高车台并调平,锁紧支腿螺母,车台调整完毕。(4)调整井架底座与大梁之间的拉杆,旋紧井架底座与大梁底座以及井架基础上的各个拉杆。(5)检查“A”、“B”阀上的压力表及压力。(6)竖起井架前应排出起升油缸中的空气,打开起升油缸顶部放气阀使液压系统运转2~3min后关闭放气阀。(7)提起手柄“B”竖起井架,注意表“B”压力不得超过9.5MPa。井架接近垂直位置时,少许降低手柄“B”,以便缓慢地把井架安放在工作角度(起升油缸伸出的动作顺序应该是下部一级柱塞、二级柱塞,最后是三级柱塞,动作有误将会造成事故,应立即停止起升并收回井架,经检查确认无误后再重新按正确的顺序进行)。(8)井架平缓坐在井架底座上之后,应插入井架下体与井架底座之间的两个锁紧螺杆。(9)检查液路有无漏失,再升起井架上体。(10)提起伸缩油缸操纵手柄“A”,使井架上体从井架下体中伸出,在井架上体伸出过程中应注意伸缩油缸压力读数不能大于12MPa,在井架上升的过程中应特别注意扶正器是否到位及有无损坏。(11)井架上体伸出后,爬上井架,目检碰锁装置是否完全伸出并正确就位,插上保险销及上体电源插头。(12)井架就位后,将三连阀“工况选择”手柄回到中位“作业工况”,并打开六连阀控制台上两针形阀“C”、“E”,使起升油缸、伸缩油缸卸载。(13)用调节丝杆调节井架的倾斜度为3°32′。(14)挂好风载绷绳、二层平台到地面绷绳及内负荷绷绳等,调整张力。(15)将起升油缸伸出的三级柱塞和活塞杆上涂以防锈脂等。29.现场修井机放井架的步骤有哪些?

答:(1)摘开井架部分的电路,放松内负荷绷绳,并解开二层平台绷绳和风载绷绳。(2)发动机转速控制为1200~1500r/min,操作三连阀“工况选择”手柄处于“调整工况”,挂合主油泵,使主油泵空转5~10min。(3)对伸缩油缸进行排空。(4)摘掉井架上、下体锁紧装置锁块保险销子及上体电源插头。(5)先提起操纵手柄“A”,使上体上升收回碰锁装置,然后下压操纵手柄“A”降落井架上体。(6)将操纵手柄“A”置于中位,松开井架下体与井架底座间的两个锁紧螺杆。(7)打开起升油缸针形阀“E”,提起操纵手柄“B”,让液压泵运转油路循环3min左右,关闭针形阀“E”,按操纵手柄“B”缓慢放到井架。(8)上好前支架J型螺栓和上体挡块、大钩挂绳。(9)松开支腿锁紧螺母,操纵支腿控制阀手柄,回收支腿并锁紧螺母,打开针形阀“C”、“E”。(10)收回全部钢丝绳,拆除底盘与井架基础的安全拉杆和转盘传动轴。(11)拆除钻台,清理场地及其他辅件。30.修井机发动机操作规程内容是什么?

答:(1)做好启动前的巡回检查工作,油、水、电保持良好,打开油门。(2)将传动箱挂挡操作杆放在空挡位置。(3)打开电器开关,并检查各仪表及指示灯是否处于工作状态。(4)启动发动机按下按钮(冬季可采用一些辅助装备启动)。(5)停止发动机之前应将发动机卸载,转速降低一半,运转5min左右以冷却发动机,然后降至低速空转一段时间后停止发动机。31.修井机主滚筒操作规程内容是什么?

答:(1)做好操作前的必要检查;操作操纵箱上的组合调压阀,将推杆向上推15°,主滚筒即挂合(将推杆再向上推,则可控制发动机转速的高低)。(2)停止绞车工作时,松开离合器,手柄回到中位[其过程是:先降低油门,然后脱开离合器停止工作。若手柄继续向下拉动,则只能控制油门而不能挂合离合器。这种操作只在进行上、卸油(钻)杆或其他作业时控制发动机油门才使用]。(3)捞砂滚筒操作(仅限于带捞砂滚筒的修井机)。捞砂滚筒离合器是由捞砂滚筒旁侧的操作控制台上气控阀来控制的,气控阀的操作方法与主滚筒控制阀相同。(4)操纵刹把控制刹车的转速,采用刹车冷却系统可降低刹车毂的温度。正确使用工作制动、紧急制动、辅助制动和防碰刹车等。32.修井机装载车的操作规程内容是什么?

答:修井机为液力传动、多桥驱动,其驾驶操作与普通载重汽车驾驶基本一样。但仍有许多区别,因此在行使之前要进行以下操作:(1)车上、车下挂挡手柄处于“行车”位置。(2)前桥挂合手柄处于“脱开”位置。(3)变矩器闭锁开关处于“行车”位置。(4)换挡手柄处于“空挡”位置。(5)桥间、轮间、差速箱差速锁开关均处于“脱开”位置。(6)主油泵处于“脱开”位置。(7)检查井架锁紧。(8)修井机承重桥比较多,车较长、较宽且较高,应时刻观察周围环境。

在做好必要的巡回检查工作后启动电动机、发动机,待怠速运转后,平缓加油门低挡起步。

停车时换挡手柄置于空挡,车辆停止行驶,用掩木将车辆掩死。33.修井机保养是如何规定的?

答:修井机保养规定见表1-2。

表1-2 修井机保养规定34.修井机日常例保内容有哪些?

答:(1)清洁全机卫生,保持整洁。(2)检查燃油、润滑油、液压油数量及品质。(3)检查冷却液、风扇皮带、水泵等是否正常。(4)检查气动元件是否良好。(5)检查油、水、气、电路管线及接头、阀件有无渗漏现象。(6)检查底盘和台上刹车是否可靠,刹车蹄、刹带间隙、刹把位置、刹带活端和死端是否需要调整。(7)检查防碰天车是否良好。(8)检查各仪表是否良好。(9)检查轮胎气压,检查轮胎螺栓等紧固件是否牢固。(10)检查钢丝绳有无损伤。(11)检查全车灯光是否齐全良好。(12)检查空气滤清器是否良好。(13)润滑部位加注润滑油、润滑脂。35.修井机一保作业(在例保作业的基础上)内容有哪些?

答:(1)清洗、更换空气、燃油、润滑油以及液压油过滤器的滤芯。(2)加注补充、更换润滑油、液压油和冷却液。(3)清洗、保养节温器和后冷器。(4)清洗燃油、润滑油和液压油油箱。(5)清洗、保养电瓶,保持电量充足。(6)及时排放储气瓶内残杂液。(7)加注、更换传动链箱的润滑油。(8)传动轴联轴器加注润滑脂。(9)绞车机架两侧润滑点、导龙头、辅助刹车、刹车操纵系统、滚筒刹车支架座等加注润滑脂。(10)检查、调整底盘、台上刹车,必要时更换刹车蹄片。(11)调整离合器间隙。(12)检查、调整各仪表。(13)检修、调整灯光,保持完好。(14)检查转向系统。(15)检查井架固定件是否牢固,保持井架整洁卫生。(16)游车大钩滑轮轴承、大钩主轴承、钩筒侧面制动器、钩筒内轴承与弹簧、钩体支撑销端部、钩体与吊环或水龙头提环接触表面以及各滑轮绳槽表面等加注、刷涂润滑脂。检查滑轮绳槽、钩体、钩杆、钩筒有无损伤。检查侧钩口锁紧臂紧固件的紧固情况以及主钩口安全锁紧臂的锁紧情况。(17)检查水龙头密封是否良好。(18)检查水龙头润滑油并进行补充或更换。(19)检查水龙头密封填料上下压帽松紧是否符合标准。(20)检查水龙头鹅颈管及螺纹是否良好。(21)检查转盘润滑油数量及品质,锁紧装置销轴注入润滑脂。(22)检查液压系统有无渗漏,液压控制元件是否良好。(23)清洗打气泵进气滤网。(24)检查指重表有无损伤,数值是否准确。(25)对全车紧固件进行检查、紧固。(26)动力钳的维护保养:

①检查各紧固螺栓是否松动,如有松动,则必须紧固。

②必须将各部件清洗干净(不得用蒸气清洗动力钳,以防各轴承失油、进水而损坏)并向各转动部位注足润滑脂。

③如因制动力不足,颚板不伸出,需调紧制动力,稍拧紧各带孔螺栓,且注意不能拧得过紧而使摩擦片过热。每次使用后,检查钳体,如有积水或油泥等脏物,必须及时清除。

④液压油温度不得超过65℃,过热会使液压系统密封失效。

⑤液压油必须保持清洁,保持滤油器正常滤油。

⑥液压油选用正确:

YC-N46低凝液压油,适用于环境温度为-20~40℃。

YB-N46抗磨液压油,适用于环境温度为-10~40℃。

YA-N46普通液压油,适用于环境温度为0~40℃。36.修井机二保作业(在一保作业的基础上)内容有哪些?

答:(1)清洁曲轴呼吸器。(2)清洁散热器内、外部。(3)检查、调整气门间隙。(4)检校高压油泵、喷油器。(5)检修发电机、电动机及电器系统。(6)检查角传动箱并加注润滑油。(7)检查分动箱并加注润滑油。(8)检查装载车刹车系统、刹车毂及蹄片磨损情况,悬浮桥气囊有无破损(仅限于XJ550型修井机和江汉总机厂的XJ450型修井机)。(9)检查链条磨损情况,必要时可更换。(10)检查所有操作手柄是否灵活可靠,必要时可检修或更换。(11)对全车进行防腐处理。(12)检查扶正器弹簧,必要时可更换。37.修井机润滑点有哪些?各用什么润滑剂?

答:修井机润滑点和使用的润滑油见表1-3。

表1-3 修井机润滑点和使用的润滑油续表续表第二部分起 升 设 备38.井下作业起升设备的作用是什么?主要包括哪些设备?

答:井下作业起升设备是在井下作业中用于起下钻具、起吊重物和完成其他辅助工作的设备。起升设备主要包括绞车、天车、井架、游车大钩和钢丝绳等。39.井下作业对绞车的要求有哪些?

答:(1)足够的功率。

绞车要有足够的功率,在最低转速下钢丝绳能承受最大的拉力,以保证游动系统能承受最大钻具负荷。(2)滚筒有足够的尺寸和容绳量。

绞车滚筒要有足够的尺寸和容绳量,保证能缠绕一定直径与长度的钢丝绳,以适应正常起下和提捞作业的需要。(3)足够的起升排挡。

绞车变速机构要有一定的起升挡数或能无级调速,以适应起重量的变化,节省工作时间,提高功率利用率。(4)灵敏可靠的刹车机构。

绞车要有灵敏可靠的刹车机构及辅助刹车,在下钻过程中能随意控制下钻速度并省力地将最重钻具刹住,以保证起下作业的安全可靠。(5)便于操作。

绞车的控制台、刹把、手柄等要相应集中,设置要简单,易于记忆,方便操作。40.绞车的用途有哪些?

答:绞车是起升系统的主要设备,它的种类很多,但都具备以下用途:(1)起下钻具(钻杆、油管、套管、抽油杆等)。(2)进行抽汲、提捞等作业。(3)在钻进时控制钻压、送进钻具。(4)利用猫头进行上、卸管柱螺纹,立放井架,绷放管柱。(5)换装牙轮传动转盘。(6)吊升重物与进行其他辅助工作。41.绞车由哪几部分组成?各部分的作用是什么?

答:修井绞车实际上是一部重型起重机械,它由以下机构系统组成:(1)支撑系统。支撑系统是指焊接的框架式支架或密闭箱壳式座架,它是支撑滚筒、滚筒刹车机构等系统的骨架。(2)传动系统。传动系统主要由变速箱、传动轴、链条、牙轮等组成,它将动力传给滚筒并可调节滚筒的转速。(3)控制系统。控制系统主要包括离合器、控制阀件与操作控制台,它操纵和控制绞车各系统按照操作者的意向准确运转。(4)制动系统。制动系统即刹车系统,包括刹把、刹带及水刹车等,它在起下作业中起制动和控制下钻速度的作用。(5)卷扬系统。卷扬系统主要包括主滚筒、捞砂滚筒和猫头等各种卷扬装置,它是通过游动系统完成起下作业的主机。(6)润滑及冷却系统。润滑及冷却系统主要由油池、油封、黄油嘴和刹车冷却装置组成,其作用是润滑绞车的各运转零件并冷却主滚筒的刹车毂。42.XT-12型通井机绞车由哪几部分组成?结构如何?

答:XT-12型通井机绞车主要由变速箱、滚筒体、操作手柄和大梁骨架等组成。(1)变速箱。变速箱的传动为斜齿常啮合式,有正、反各8种变速,并带有动力输出轴。(2)滚筒。滚筒由滚筒体、左轮辐、右轮辐焊接而成,它们均为铸钢件,强度高。(3)刹车机构。滚筒刹车为带式摩擦刹车,有左、右两个刹带。(4)滚筒离合器为CD610型气动隔膜推盘式离合器。2(5)大梁骨架采用低合金高强度钢焊接组装而成,具有强度高、刚性好等特点。

另外,滚筒轴的另一端装有猫头,用来进行管柱上卸扣、提升上体井架和拉吊油管等辅助工作。43.XT-12型通井机绞车的刹车机构由哪几部分组成?结构如何?

答:XT-12型通井机绞车滚筒刹车为带式摩擦刹车,有左、右两个刹带。刹带的内面铆有石棉刹车块;刹带外装有刹车护罩,护罩上装有顶丝和弹簧,用以调整刹带和刹车轮毂之间的间隙,使之均匀。XT-12型通井机绞车刹车原理示意图如图2-1所示,刹车装置为气动助力机械混合式,操作省力、可靠。拉下刹把,则刹车曲轴旋转而拉紧刹带,然后踩下刹车踏板,通过调压阀作用使刹车汽缸充气,通过活塞推动刹车曲轴继续旋转,从而刹紧滚筒。图2-1 XT-12型通井机绞车刹车原理示意图1—刹车拉杆;2—定位螺钉;3—刹车总成;4—曲拐轴总成;5—撑条;6—调节丝杆;7—平衡架;8—调节螺母

气动助力时,操纵力小于50N;纯机械制动时,操纵力不大于250N。此外,还备有死刹车装置,当游车大钩有负荷、操作人员离开驾驶室时,必须把死刹车锁住。44.XT-12型通井机绞车的传动机构组成如何?

答:XT-12型通井机绞车的传动机构示意图如图2-2所示。变速箱共有8种变速,正转和反转挡速一致,其滚筒各挡转速及快绳拉力见表2-1。图2-2 XT-12型通井机绞车传动机构示意图(图中数字1~22为齿轮序号,齿轮参数见表2-2)

表2-1 滚筒各挡转速及快绳拉力续表

表2-2 变速箱齿轮参数45.XT-12型通井机绞车使用前检查内容有哪些?

答:XT-12型通井机绞车使用前,应先检查并证实驾驶室中的行驶排挡和换向杆放在空挡位置,右脚死刹车必须锁住,避免操作绞车时将通井机开走或转向。然后检查机身温度和机油压力。机身温度达50℃时才能带负荷,正常工作时水温为65~85℃,机油压力要保持在150~300kPa的范围内,机油压力不正常不能工作;检查有无渗油、漏水现象;检查滚筒传动及连接部分是否完整和紧固,不得有松动现象;检查刹车是否灵活好用。冬季,要先挂上I挡,空负荷运转滚筒5~10min后再带负荷。最后再检查滚筒、猫头处有无人或其他障碍物,天车、游动滑车钢丝绳有无跳槽现象,必须在井口有专人指挥下才能进行操作。46.XT-12型通井机绞车使用有哪些注意事项?

答:XT-12型通井机绞车挂挡时,先刹住滚筒,再摘开滚筒离合器和总离合器,然后挂上合适的排挡。如挂不上,将总离合器轻轻活动一下再挂。挂挡时,牙轮不应发响。

起钻时必须注意,一定先挂上总离合器后再挂上滚筒离合器,同时松开滚筒刹车把,加大油门开始起钻。起钻时刹把必须松开,正常操作(运转)时,严禁猛刹车。

换挡时,摘开滚筒离合器,待滚筒停止转动,再摘开总离合器;挂上合适的排挡后,再挂上总离合器。

下钻时,用刹车控制速度;速度不应太快,避免发生顿钻等事故。当下放钻具负荷很大(如坐井口、封井器等特殊作业)时,可挂上滚筒离合器并挂上Ⅰ挡,摘开总离合器,由刹车控制进行下放。注意此时绝对不能挂总离合器。

正常操作或使用倒挡时,滚筒死刹车必须松开。如游车大钩有负荷、操作人员需离开驾驶室时,必须先把滚筒死刹车锁住,避免发生溜钻事故,确保安全生产。

引擎无负荷时,油门应减小,引擎加负荷前应慢慢加大油门。在一般情况下起钻时,游动滑车和天车距离不得小于lm,防止游动滑车碰天车。起下钻时,井口一定要有专人指挥;非操作人员未经允许和培训合格不得任意上车操作;操作时要精力集中,车上车下协作配合,服从指挥。开始起升时,应缓慢、防挂;下钻时,控制适当速度并防顿;下钻提单根未提起至抽油机驴头以上时,禁止猛挂离合器及猛轰油门;井口操作扶好吊环。47.XT-12型通井机绞车合理使用应遵循什么原则?

答:离合器的使用原则是“挂时要慢和稳,摘时要快而彻底”,一般不允许在半离半合的状态下进行工作。为了保护易磨损的总离合器,一定要“先挂后摘”,即起钻时要先挂总离合器后再挂滚筒离合器,换挡时要先摘滚筒离合器后摘总离合器,使其在没有负荷的情况下接合。挂离合器时要平稳操作,挂得太猛会使传动部分受损。如发现离合器打滑或因太紧摘不开时,要停止使用并进行检查调整。停止滚筒旋转时,应先摘滚筒离合器,然后再摘总离合器。48.XT-12型通井机绞车合理使用注意事项有哪些?

答:XT-12型通井机绞车离合器为气动压紧、弹簧分离,不需任何调整。但使用中必须注意以下几点:(1)经常观察气路系统是否有漏气的地方,一旦发现,必须及时排除故障,以保证离合器的正常工作。(2)摩擦片绝不许沾染油污,以免打滑影响传递扭矩。(3)橡皮膜不得沾染油污,也不许碰伤,以保证其良好的气密性。49.XJ350型修井机绞车由哪几部分组成?有什么特点?

答:XJ350型修井机绞车为双滚筒带水刹车及冷却装置的绞车,主要由主滚筒系统、捞砂滚筒系统、刹车冷却系统和水刹车等组成。该绞车具有结构合理、传动准确、操作方便、使用安全、起下速度快等特点。50.XJ350型修井机绞车的传动系统由哪几部分组成?

答:XJ350型修井机绞车的传动是由柴油机将动力传递给阿里逊传动箱,再经角传动箱到链轮箱,最后传到滚筒上,其传动路线如图2-3所示。阿里逊传动箱由液力变矩器和五速行星齿轮箱组成,当涡轮转速为1600~1800r/min时,变矩器可自动闭锁,此时动力由机械变速部分输出,以达到滚筒的五正一倒转速。图2-3 XJ350型修井机绞车传动路线示意图1,8—圆锥齿轮变速箱;2,7—联轴节;3—捞砂滚筒;4—主滚筒;5,6,12,13—离合器;9—链轮箱;10—转盘;11—水刹车;14—猫头51.XJ350型修井机绞车的结构如何?

答:XJ350型修井机绞车由四部分组成:(1)主滚筒。主滚筒是用来缠绕游动系统钢丝绳的工作部分,由主滚筒轴、滚筒离合器、滚筒体、刹车毂和水刹车离合器组成。(2)捞砂滚筒。捞砂滚筒是专供抽汲、提捞、捞砂等作业而设置的滚筒,其直径小于主滚筒,有效长度大于主滚筒,目的是增大容绳量,其他结构与主滚筒一样。为了满足井下作业的需要,在捞砂滚筒轴的一端装有猫头。(3)刹车机构及刹车冷却装置。XJ350型修井机绞车的两个刹车均为机械制动式刹车,刹车机构主要由刹车块、刹带、限位圈、刹车轴、拐臂、连臂、刹把与弹簧等组成。(4)水刹车。水刹车在下钻时起减速作用,使游车大钩载荷下放时保持匀速,不发生过大的冲击,从而保证作业安全,延长刹车的使用寿命。水刹车主要由壳体、定子、转子、轴以及底座等组成。52.XJ350型修井机绞车合理使用要求有哪些?

答:(1)使用前,应对绞车系统做全面的检查,看各部件有无变形、卡阻现象,刹车冷却水是否足够,链条箱内油面是否合适,死绳卡子有无松动,离合器是否灵活好用,控制系统气压是否足够,刹把行程是否合适,做到操作时心中有数。(2)调整刹把的高低和刹带的间隙,使刹把的高度和操作者的身高相适应。(3)手刹车是在游车大钩负载15t以下轻负荷的情况下控制下钻速度和作停车制动使用的,在紧急情况下也作紧急制动使用。操作时应尽量减少紧急刹车,游车大钩负载超过15t时,一定要挂合水刹车来限制下钻速度。(4)气控制系统的气压达到规定值后,绞车才能提升。冷却水罐内的气压应控制在规定值以下,不准超过规定值。(5)当刹车毂发热以及有刹带摩擦散发出的气味时,应给刹车毂喷水散热。(6)提升时,应根据游车大钩负载来合理选择变速挡位。(7)刹车块磨损到铆钉露头时应更换;刹车毂到使用极限时,应拆下修复或更换。(8)严禁主滚筒、捞砂滚筒和液压小绞车同时使用。停车时,一定要将滚筒刹死,并将刹把用链条拴上,变速手柄置于空挡位置。53.XJ350型修井机绞车水刹车合理使用要求有哪些?

答:(1)水箱内所加的水必须是清洁冷水,不许加有腐蚀性的脏水。(2)使用水刹车前,要将管路中所有的阀门打开,不应有漏水和堵塞现象。(3)使用水刹车时,必须根据游车大钩的负载来合理选择水刹车进水口端蝶形阀的开度,以保证游车大钩负载下降的最大速度不超过1.5m/s。(4)使用水刹车时,必须先挂水刹车,后松刹把,绝对不允许在游车大钩负载下降中途挂合水刹车。提升时,必须先将水刹车脱开,不许挂水刹车上提游车大钩。(5)水刹车的出口水温不得超过82℃,如超过,则应立即停止使用水刹车,更换冷水或待水温下降后才能使用。(6)冬季使用时,应在循环水中加入适当的抗锈防冻液,或在使用后将水放掉,以防冻裂水刹车。(7)禁止在水刹车无水的情况下边加水边使用水刹车;未经当班司机同意,任何人不得上操作台乱动手柄。54.XJ650型修井机绞车的结构如何?有哪些特点?

答:绞车总成为双滚筒结构,主滚筒用于提升过程中的起下钻具和下套管,控制钻井过程中的钻压;捞砂滚筒用于提取岩心筒、试油等工作。(1)主滚筒由滚筒轴、滚筒体、刹车毂、离合器、辅助刹车、链轮及刹车系统等组成。(2)捞砂滚筒由滚筒轴、滚筒体、刹车毂、离合器及刹车系统等组成。(3)绞车架及顶部护罩为绞车架钢板焊接结构,下部及两端焊接有矩形管加强骨架,强度高,重量轻,用于连接和支撑主滚筒、捞砂滚筒、刹车机构、链条护罩、捞砂滚筒控制箱等部件。(4)主滚筒和捞砂滚筒刹车系统采用轮毂带式平衡刹车系统。它主要由钢带、刹带块、平衡梁、曲柄轴、限位圈、调节丝杆、拉杆和刹把等组成。(5)链条及护罩。链条为两组高强度双排滚子链,将动力从角传动箱输出轴链轮传递到捞砂滚筒链轮,并经过渡再传递到主滚筒链轮;链条护罩为全封闭整体式护罩,安装有通气口、油位表等。(6)角传动箱由输入轴、主动弧齿锥齿轮、输出轴和被动弧齿锥齿轮组成。55.XJ650型修井机绞车的操作使用规范是什么?

答:绞车是钻机的主要设备之一,正确操作刹把、司钻控制箱各控制手柄以控制绞车进行各种钻修作业,是司钻的基本岗位技能要求。使用前要进行以下检查:(1)检查绞车润滑系统,润滑油应足够,油管无泄漏。(2)检查各固定螺栓有无松动,各支座有无裂纹,各护罩有无渗漏。(3)检查大绳,排绳应整齐,无断股、断丝等现象。大绳应定期润滑。(4)检查司钻控制台各气动控制阀、液压控制阀功能正确、操作灵活且无泄漏。(5)检查各气动、液压控制管路完好、无泄漏;主滚筒轴两端的气动旋转接头和双路水旋转接头转动灵活,管路畅通、无泄漏;捞砂滚筒气动旋转接头转动灵活,管路畅通、无泄漏。应定期润滑旋转接头。(6)各类压力表灵敏、指示准确;气压表压力为0.75~0.85MPa,液压表额定压力为14MPa。(7)检查钻井参数仪表箱,各表准确、灵敏;当游车大钩无负荷悬停时,指重表指针应指在40kN位置。(8)检查调整刹车带,刹车块磨损剩余厚度不得小于15mm,刹车片与刹车毂周边间隙为4.5~5mm。(9)检查刹车机构,应保证灵活可靠,调整刹把高度,在水平夹角40°~50°之间压下刹把,应能可靠地刹住滚筒。(10)检查冷却水系统,主滚筒辅助刹车和刹车毂冷却水循环水管路连接正确,回路畅通;水泵及散热器工作正常,循环水箱液面高度正确,水质清洁;捞砂滚筒喷水冷却水管路连接正确,回路畅通;压力水箱有足够的冷却水(冷却液),气压表压力为0.2~0.3MPa。56.修井绞车刹把常见故障有哪些?如何排除?

答:修井绞车刹把常见故障及排除方法见表2-3。

表2-3 修井绞车刹把常见故障及排除方法57.修井绞车滚筒离合器常见故障有哪些?如何排除?

答:修井绞车滚筒离合器常见故障及排除方法见表2-4。

表2-4 修井绞车滚筒离合器常见故障及排除方法续表58.修井绞车滚筒刹车常见故障有哪些?如何排除?

答:修井绞车滚筒刹车常见故障及排除方法见表2-5。

表2-5 修井绞车滚筒刹车常见故障及排除方法续表59.修井绞车链条传动箱常见故障有哪些?如何排除?

答:修井绞车链条传动箱常见故障及排除方法见表2-6。

表2-6 修井绞车链条传动箱常见故障及排除方法60.修井绞车角传动箱常见故障有哪些?如何排除?

答:修井绞车角传动箱常见故障及排除方法见表2-7。

表2-7 修井绞车角传动箱常见故障及排除方法续表61.井下作业对井架的要求有哪些?

答:(1)应有足够的承载能力。

对井架承载能力的要求是既能满足正常井下所需管柱的起下作业,还能经受短期内突然增加很大的特殊载荷,以满足井下作业各种工艺的要求。(2)应有足够的工作高度和空间。

井架太低会增加起下操作的次数并限制起升速度,影响提升一定长度的钻具;空间太小会造成游车大钩上、下运行不便,影响有关设备、工具的安装及管柱的立排。因此,要求井架有一定的高度以提升最长的管柱,而且空间要适当,方便游车大钩的上、下运行,排放一定数量的管柱。(3)便于立放、拆装、运移和维修

要求井架采用合理的结构,以便于安全、方便地立放或拆装,而且应维修方便,移运迅速。62.井下作业井架按结构分哪几类?

答:(1)整体式井架。在地面焊接成几段,然后用螺栓连接为整体,再用吊车吊起或绞盘吊拉起。(2)伸缩式井架。整个井架分为上下两部分,上体井架可在下体井架内伸缩,上体井架依靠锁销或座窝固定在下体井架上,整体井架支架在修井机上,由液缸或钢丝绳立放。(3)折叠式井架。小架子和大架子平时折叠在一起,通过修井机机身两边的丝杠或液缸完成立放工作。但此类井架承受载荷较小,目前现场已不使用。63.井下作业井架按可移性分哪几类?

答:(1)固定式井架,就是长期固定在井口旁,井下作业后不随修井机搬迁。(2)移动式井架,是将井架安装在修井机上,可随修井机迁移。64.井下作业井架按支腿受力分哪几类?

答:(1)单腿式井架,即桅杆式井架,整个井架由单腿独立,钻具负荷作用于一点,如图2-4所示。(2)两腿式井架,即游动系统的重量由井架的两条腿承受,有的井架外形有四条腿,但只有两条腿承受主要载荷,因此也属两腿式井架,如修井固定式轻便井架(图2-5)等。65.修井井架由哪几部分组成?

答:修井井架主要由井架主体、天车台、二层平台与工作梯四大部分组成。

井架主体是由横杆、斜杆和弦杆所组成的折架结构,它们是井架的主要承载构件;天车台是用于安放天车,并对天车进行检查、维护、保养的场地;二层平台是立放管柱和井架工操作的工作台;工作梯供工作人员上、下井架。66.修井轻便井架有哪几种类型?各由哪些部件组成?

答:现场使用的轻便井架有固定式和伸缩式两种,这种井架主要由主体、天车台与工作梯组成。主体又分为立杆(也称井架大腿)、横杆和斜杆。立杆是承受井下负荷的主体,其一般尺寸比横杆和斜杆大,多采用圆管、矩形管或大角钢制作。因为修井轻便式井架的天车垂线与井架有一定的角度(俗称倾角),而且天车装在立杆之上,因此立杆承受的负荷最大,其余的由井架后绷绳所担负。横杆和斜杆起连接稳定井架桁架的作用。轻便井架的最大载荷为1200kN。图2-4 单腿式修井井架结构示意图图2-5 固定式轻便井架结构示意图1—天车台;2—天车;3—工作梯;4—主体67.现场使用的固定式轻便井架有哪几种?固定式轻便井架的主要技术规范有哪些?

答:现场使用的固定式轻便井架有3种:BJ-18、BJ-24和BJ-29,其主要技术规范见表2-8。

表2-8 固定式轻便井架的主要技术规范续表68.伸缩式轻便井架有什么特点?

答:伸缩式轻便井架是指专门用于通井机的一种便携式井架,它是由各油田自己制作背在通井机顶上的两节伸缩式井架,大多采用钢丝绳或液压油缸立放,有的也用井架车立放。

玉门油田用的XT-12型通井机普遍都自带伸缩式轻便井架。这种井架在结构上采用两节桁架形式,选用钻杆和油管焊接而成,承受载荷有200kN、300kN和400kN等几种。井架收缩后长10.5m,平放在通井机支架上,随通井机运移。工作时,先立大架子,待大架子立放牢靠后,再提升上节小架子,两段井架通过座窝固定,整个井架立好后高度为17m,工作倾角为7°21",8~10min便可立好井架。这种井架轻便,利用率高,适用于浅井的各种井下作业施工。69.XJ350型修井机井架的主要结构性能有哪些?

答:XJ350型修井机井架属自带两节伸缩式井架,井架采用矩形16Mn钢管焊接,其结构如图2-6所示,主要由天车、井架上体、井架下体、底座腿、二层平台以及伸缩液缸等组成。该井架整体由2个三级液缸起升,上体井架由一个11m长的单级液压缸提供动力完成伸缩。井架高度为31.7m,最大静载荷为1200kN,二层平台可排放直径为油管5486m,最大抗风力为140km/h。

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