为满足月东油田修井作业需求,研制了步进式自平衡井架电动修井机。该修井机以步进式液压平车作为承载底盘,实现了在受限空间内整机的纵向行走、横向行走和回转。自平衡井架采用桁架式结构、全封闭的矩形截面设计,强度高,抗扭能力大;天车为两轴结构,井架垂直安装,不承受倾覆力矩,可在不安装井架绷绳的情况下安全起下钻;绞车制动采用液压盘式刹车装置,具有盘刹装置失压安全保护功能,工作钳与安全钳安全互锁、互为备份制动;绞车和游动系统设置了3套防碰防护装置系统。截至2019年12月,步进式自平衡井架电动修井机已完成修井作业290余井次,最大作业载荷650 k N,自平衡井架系统及整机电控、液控系统性能稳定;可在不拆抽油机、作业空间受限的条件下进行整体移机和回转操作,实现了不打地锚、无井架绷绳情况下的安全起下钻作业。该产品的研...

针对山地复杂地形矿区,大型车载式地面钻机无法直接驶入钻场施工的难题,研制了山地模块化地面钻机。对该钻机的倍程式给进机构、给进机构液压系统、双马达动力头和可翻转式提引卸扣器等关键技术进行了研究,采用理论计算、结构设计和模态仿真分析等方法,实现了给进油缸小行程情况下给进行程的放大、给进速度的稳定可调以及动力头旋转在高低速模式下无级变速等功能,提高了山地模块化地面钻机加接钻杆工效。同时,在钻机整体方案设计时采用了模块化设计的思路,可实现钻机的模块化拆解搬迁,大大提高了钻机适用性。山地模块化地面钻机能够用于山地复杂地形及通行路况差的煤矿区地面施工,可降低施工成本,提高钻进效率。该钻机为山地复杂地形矿区地面钻井施工提供了装备支撑,并为以后同类型设备和技术研究提供了参考依据。

为解决国内压裂管汇连接作业效率低、劳动强度大和布局不规范等问题,研制了105 MPa多自由度快速连接压裂管汇橇。该橇将高压管汇总成、低压管汇总成、多自由度快速连接压裂桥臂和液压助力系统等集成设计到橇装结构上,其中液压助力系统可平衡压裂桥臂自身重力,实现压裂管汇橇与压裂车之间的快速连接,可根据不同工况需求,通过调节液压来调整平衡力和压裂管汇桥臂的运动速度。该橇配置的减震系统可减小压裂管汇橇受到的脉冲振动,延长其使用寿命。采用多自由度快速连接压裂管汇橇连接8台压裂车用时34 min,作业完成后撤场用时26 min,与连接和撤场用时均在5 h以上的常规压裂管汇橇相比,作业效率提高10倍以上。105 MPa快速连接压裂管汇橇满足现场提速提效、安全生产要求,具有广阔的应用前景。

针对不压井作业机液压卡瓦存在的大负载下局部失效的问题,采用试验与仿真相结合的方法对卡瓦的开槽宽度、开槽位置和齿顶宽度3个结构参数进行了研究,提出了将有限元分析法、正交试验法、线性加权法和Matlabs优化工具箱相结合的液压卡瓦结构优化设计方法。研究结果表明液压卡瓦的薄弱部位为卡瓦齿,卡瓦齿在周向和轴向存在应力分布不均的问题;卡瓦齿周向的Mises应力基本呈现左右对称的趋势,卡瓦齿轴向的Mises应力呈现上下较大、中间较小的马鞍形;优化设计的卡瓦牙板开槽宽度为5 mm、齿顶宽为0.23 mm、开槽平面与左右端面角为21.67°。研究结果对液压卡瓦应力分布的改善以及夹持能力的提高有重要意义。

针对胜利油田长距离套管损坏井连续破漏及管体刺漏等套管失效工况,以∅139.7 mm×7.72 mm的N80套管为例,借助于ABAQUS有限元软件建立了破漏套管经液压加固补贴后的有限元模型,并对套管组合体模型的承载极限进行了定量分析。研究结果表明破漏套管表面裂缝的存在对套管组合体承受外挤工况的影响较大,而对组合体承受轴向拉力、轴向压力以及内压等工况的影响甚微;当破漏套管最小裂缝宽度小于2.5 mm时,经液压加固补贴后的组合体在轴向拉力、轴向压力、内压以及外挤等4种载荷工况下的承载极限均高于无损套管的承载极限,满足现场工况要求;而当最小裂缝宽度大于6.5 mm时,补贴后的套管组合体承受的极限外挤载荷小于63.4 MPa,抵抗极限外挤的能力有所降低;通过更改补贴管材质,可明显提高补贴组合体在内压及外挤工况下的极限承载能力。研究结果对现场施...

针对常规车载修井机存在作业效率低、安全性及移运性差的问题,设计了双快绳绞车、主滚筒安全刹车系统、油缸式井架基础,并改进了配置,从而提高了车载修井机的作业效率、安全性及移运性,并降低了主车自重。现场应用情况表明,改进后的车载修井机的最大钩速可达2.65m/s,并可实现单双快绳的自由切换,可提前1周左右完成修井作业,作业效率提高30%～40%;刹把释放装置避免了其伤人的可能,消除了安全隐患。因此改进后的车载修井机更加高效、安全。

O形密封圈和密封圈槽尺寸的合理匹配是延长密封圈无泄漏密封寿命的必要保证。据此提出一种选配两者尺寸的理论计算方法 ,并以Y34 1— 148注水封隔器所选密封圈的计算为例说明 ,根据不同的密封圈可以计算出相应的密封圈槽尺寸。为保证密封圈长期有效地工作 ,还必须合理选择其压缩率、拉伸量和孔、轴配合精度等相关参数。选取压缩率时 ,应考虑有足够的密封面接触压力、尽量小的摩擦力和避免密封圈的永久性变形。顾及到一般试制车间的加工水平和井下工具主要是静密封的状况 ,建议密封面的轴。

针对现场出现的顶驱装置平衡油缸杆部耳环断裂的问题，从油缸结构、平衡油缸和扁担梁连接方式以及平衡机构的液压系统3方面进行了改进。活塞杆的一体化增加了剪切横截面的面积，避免了螺纹退刀槽的应力集中，大大减轻了剪切作用对活塞杆的伤害。球面销结构释放了油缸前后摆动的部分自由度，缓解了摆动过程中施加的剪切力。平衡机构液压系统上跳功能的改进，缓解了油缸的受力情况，增加了卸扣过程中的弹跳效果，满足了现场上跳效果的要求。现场应用表明，实施的改进措施基本解决了杆部耳环断裂的问题。

针对液压旋转式钻井平台试油燃烧臂在加工制造中存在的问题，从制作精度、焊接质量及表面油漆几个方面对燃烧臂主体结构建造工艺进行了分析。其中精度控制的重点和难点是控制栈桥上下支撑的同心度和平行度；结构焊接，特别是防腐管线的焊接也是燃烧臂主体结构制造的难点，同时也是检验的重点。油漆厚度、均匀度决定了主体结构的外观效果，在一定程度上影响人们对产品的认可。

在钻具输送装置作业过程中，液压同步系统起着极其重要的作用。通过分析对比几种常见的液压同步系统，阐述了分流集流阀同步回路液压系统在钻具输送装置中的应用。整个系统的设计难点在于4个液压缸的同步动作，分流集流阀能通过内部的压力和流量敏感部件自动调节，使油缸保持运动同步。试验表明，在载荷200kN、4个液压缸受到不均衡载荷作用工况下，4个液压缸的行程1150mm时误差在8mm以内，同步精度很高，整个样机性能稳定，满足使用工况要求。