轻型修井机的现状与开发展望

PAGE2PAGE5轻型修井机的现状与开发展望作者：徐忠明【关键词】修井设备,轻型修井机,结构设计,发展趋势【论文摘要】针对通井机作业效率低、生产成本高的问题，提出在油田修井作业中，用轻型修井机取代通井机。轻型修井机从载运方面分为专用底盘式和二类汽车底盘式两种，专用底盘轻型修井机行驶和作业共用一台发动机液力传动箱，车台平面宽阔，车上设备布局合理，越野能力强；二类汽车底盘轻型修井机技术含量较低，生产厂家众多，结构差异较大。轻型修井机将会向简易型和综合型两大用途发展，向专用底盘发展，向加大装机功率发展，向提高可靠性和先进性发展，以及向提高井口机具机械化水平等方向发展。在修井作业中，小修作业占的比重约为95%。各类小修作业设备多达3700台套。大修作业多装备钩载490kN级以上的修井机，而小修作业多配置钩载392kN级以下的结构较简易的轻型修井机或各类型通井机。可见目前的修井装备，仍以结构简陋的各种类型的通井机为主，劳动强度大，生产效率低。而结构先进、效率较高的轻型修井机不足20%，这与其担负的繁重工作极不协调，因此人们非常关注这种设备的发展问题，并发表了一些论著，笔者结合自己的工作经验和体会，就此问题再作进一步的论述。通井机的现状多年来，通井机仍能在我国油田小修作业中广泛应用，其主要因素有：（1）油田资金受限制，而通井机价格便宜，仅为轻型修井机的三分之一左右；（2）油田地理环境差，特别是东部油田，井场路况恶劣，雨季泥泞，其他车辆很难上井，只有履带式通井机能够进入；（3）操作人员技术素质较低，而通井机结构简单，易于操作和维修。履带式通井机在使用中主要有以下缺陷：(1)由于通井机自身不背带井架，转移井场时需要专用车辆配合，作业前后辅助工作量大，约占每口井作业时间的2/5，作业周期长，生产成本高；(2)装机功率小，提升速度慢，作业效率低，影响使用单位经济效益。近十年来，为改变通井机的性能和提高作业效率，许多研究单位和生产厂家参与了通井机的改装和改型尝试，先后试制了各种类型的汽车底盘、装载机底盘通井机，其性能有一定程度的提高［1］。但至今还没有一种成熟的机型值得推广。早在80年代初，业内专家就提出以轻型修井机取代履带通井机，以提高作业效率，降低生产成本。但根据近十年的统计数据表明，特别在东部油田，通井机的拥有量却有增无减，其增长量明显高于轻型修井机。经深入调查分析，其主要因素有以下几个方面。1.价格因素修井机和通井机价格悬殊太大，轻型修井机的价格是履带通井机的3～4倍。但是揭开价格悬殊这个表象，应当看到问题的实质并非如此。(1)配置概念不同轻型修井机以整机配套销售，出厂时配套齐全。履带通井机以裸机销售，用户还必须购买井架、游车大钩、大绳、指重表及传感器、液压动力大钳、液压卸扣油缸及井场照明灯具等部件，配套部件价格占通井机主机价格的70%～90%。(2)辅助作业差异轻型修井机行驶速度快，辅助作业时间短，平均仅为每口井作业周期的1/6左右。履带通井机行驶速度慢，作业辅助车辆多，工作量大，费用高，辅助作业时间长，平均为每口井作业周期的2/5左右。(3)辅助费用悬殊轻型修井机首次投资集中，资金数额较大。但投产后，基本不需要辅助车辆配合，工作期间辅助费用极少。履带通井机投资分散，后期配套投资较大，辅助费用较高，其平均核算单井作业成本高出修井机1.3～1.5倍。2.使用与维修履带通井机在油田使用已近50年，其结构特点和工作性能已为用户所熟悉，操作规程制定完善，维修保养手段齐全，配件供应充足，设备完好率较高。基层单位使用和维修便利，也便于上级部门管理。但是修井机具有作业效率高、辅助成本低、操作轻便等诸多优点。随着市场进一步拓宽，操作规程日益完善，维修保养手段逐渐齐全，配件供应渠道不断疏通，修井机的维修会更加便利，设备完好率定能逐步提高。3.操作人员素质在企业减员增效的大潮流下，企业富余人员将充实作业队伍，民工逐步减少，现场操作人员将相对稳定，技术素质将逐步提高，结构简陋的各种类型的通井机将逐步更新换代。4.井场道路随着油田基本建设规范化的推进，大多数井场的道路基本上得到改善，修井机进入井场已不再困难。轻型修井机的现状轻型修井机主要装备油田作业队，承担油气井难度较小的修理作业，是比较理想的小修作业设备。根据16个油田的调查情况，轻型修井机装机功率较大，作业效率较高，辅助作业工作量少，油界第二海拔高度的井场，顺利地完成了修井作业。(2)综合型轻型修井机具有多种作业功能，一机多用，可完成修井、钻井、试油、提捞岩心筒等多种作业。这种修井机是为油田特殊用户和与国际接轨的石油专业公司设计制造的，基本机型为单滚筒结构，根据用户要求，可提供加装捞砂滚筒的双滚筒绞车结构；可装配转盘及传动系统，使其具有起下操作和旋转操作功能。长庆油田已使用江汉石油管理局第四石油机械厂带有转盘传动系统的综合型XJ40修井机，用于钻探浅层油井作业；江西盐矿使用同类型XJ40修井机钻探盐井。2.向专用底盘修井机方向发展轻型修井机专用底盘，车台平面较宽阔，有足够的空间加装捞砂滚筒、转盘及传动系统；行驶和作业共用一台发动机液力传动箱，简化了结构，节约了成本；发动机液力变速箱布置在车台中部，有效地减轻前桥载荷。车上设备布局合理，尤其是在价格上与汽车二类底盘修井机同规格型号、同样配置的机型相比较，仅为汽车底盘修井机的70%左右。3.向加大装机功率方向发展早期，修井机的功率配置较小，每吨大钩载荷的起升功率仅为2～3kW。为了提高作业效率，现在大部分修井机每吨大钩载荷的起升功率增加到4kW左右，有些特殊用途的修井机甚至可达5～6kW。美制修井机装机功率较大，厂家从用户实际使用情况出发，使修井机在额定钩载下起升，发动机也不处于满载荷工作状态。其优点是：发动机机械载荷和热载荷相对较低，损耗相对减少，故障率降低，使用寿命长；发动机长期处于经济区域运转，油耗相对降低；故障率降低，修井机能够较长时间保持高使用率及低维修率，经济效益好。4.向可靠性和先进性方向发展提高产品可靠性和先进性是生产厂家和用户共同追求的目标，但实际运作起来却很困难。目前，轻型修井机是个买方市场，因此对用户提出的各种结构要求，生产厂家都得想方设法满足。但同一规格的修井机，产品型号众多，给生产厂家组织设计生产带来种种困难，也影响了产品的可靠性。江汉石油管理局第四石油机械厂在开发设计XJ40修井机时，采用模块系列化设计方案，将整机分为底盘、动力传动、井架、绞车、转盘、液气电及附件七大模块。每个模块由多种结构组成，供用户选择。修井机模块系列化设计方案，可提高系列机型互换性、通用性，便于组织生产，缩短生产周期；模块部件形成小批量生产，有利于提高产品的可靠性。集中精力解决矛盾突出的某一模块问题，改善其性能，即可提高整机的性能水平。5.向提高井口机具机械化水平方向发展在不断提高轻型修井机主机性能的同时