SCB60煤层气钻机的研制.pdf

CHINA PETROLEUM MACEINER r
2011年第39卷增刊
新产品开发
SCB60煤层气钴机的研制
李
(江汉石油管理局第四机械厂)
摘要为了提高我国煤层气钻共淓备的技术水平,研制了SCB6O媒层气钻机。这种新型钻机
采用全液压顶驱技术,钴并可使用空气、钻井液和泡沫多种循环介质,从而实现多工艺钴进技术
该轱机为车载式钻机,底盘车和钻机所需的液压动力共用1台发动机,专用底盘车、伸缩式杆
井架、可翘式动力头、换杆器、液压传动及控制系统的设计,实现了煤层气轱机所需要的专用功
能。样机的试验表明,该鈷机具有通过性好、提升能力强、钻井效率高、安全保、运行平稳可
靠和操作维修方便等特点,可大力推广应用
关键词煤层气钻机底盘车伸缩式桅杆井架动力头液压传动
技术水平具有重要意义。根据煤矿媒层气地面抽采
工艺对钻井的要求,结合煤层地理环境和钴井的特
点,研制『了SC.B60煤层气钻机
目前,煤层气地面抽采的钻井技术主要来源于
地质勘探、水井钻探和石油钻探等施工技术,主要1技术分析
工艺为冲击钻井、绳索取心钻井、正反循环钻共和
随钴测斜定向钴井等。使用的设备为地质勘探钴1.1整机结构
机、石油针机和政进的煤层气钻机等,可施丁大口
SCB60煤层气钻机结构如图1所示。该铦机主
径抽放垂直孔、水平羽状孔、极小曲率半径孔和顺要由专用重型越野底盘车、动力系统、井架总成
煤层对接孔等。国内钻井设备的效率低、能力差,顶驱动力头、进给系统、液压传动控制系统和旋转
都不能很好地适应煤屡气地面抽采井的井作业需操作合等部件纽成。钴机配备主要包括注剂系统、
要,现已开始大量引进国外先进钻井设备。因此,润滑系统、换杆器、液压小吊车和空气钴井液循环
煤层气钴机的研制对于提高我国煤层气钻井装备的管路等辅助设备,以保证钴进【作的顺利进行。
O
图1SCB60煤层气钻机結构示意图
一底盘车;2一动力系统;3一井架;1一旋转操作台;5一顶驱动力头;6一注剂系统;7一空气井液循环管路
8一液辰传动控制系统;9一-润滑系统;10一气路系统;1]一换打器;12一电路系统;13一进给系统;]4一-液压小吊车。
2011年第39卷增刊
李等:SCB60煤层气钻机的研制
1.2工作原理
头的2倍
SCB6O媒层气钻机为全液乐式顶部驱动钻机,1.3主要技术参数
钻机的提升、旋转钻进以及所有的辅助装置和T具
钻井深度:1000m(l14.3m外平钻杆)
均为液斥驱动。钻机无绞车,无绷绳。铈机的提升
最大提升载荷:590kN
和加压由安装在箱形杆井架内的2只双作用油缸
最大加力:140kN;
来实现,钻机的旋转钻进则由低速大扭矩马达直接
动力头扭矩:]2kN?m;
驱动。
动力头:中心孔自径:76m;
SCB60煤层气钴机的提升和加压结构原理图如
动力头转速:0~143r/min;
图2所示
井架浄空高度;15m;
液压小绞车提升力:30kN;
液压系统最大压力:34
液压系统最大流量:760 L/min;
注剂泵流量:95I/min;
润滑油泵流量:0.24~18.9L/min;
底盘驱动形式:8x8
发动机功率:349.36kW(1800r/min);
最小转弯半径:14.5
側倾角:35.66°;
最小离地问隙:435m;
最高能力午速:63km/h
檠机装备总质量:43t
工作温度:-20~45℃;
移动状态外形尺寸:14.4mx2.8mx4.32m
2关键技术
1专用底盘车
a.收缩时
b.正常时
c.伸出时
煤层气钴机要求其底盘年能适应煤旷道路利井
图2SCB60姝层气钻机提升和加压结构原理图
场的工作环境。煤层气钴机所要到达的钴井地点原
1一井架下体;2一井架上体:3一动力头
本没有路,其道路都是用推土机临时推建的,道路
4一举升油缸:5一提升绳系:6一天:7
狭窄,崎岖不平,沿出盘绕,井场也很狭小
加压调整油缸;8一加压绳系;9一加轮
底盘车的设计采用全驱动形式,低压宽胎,尽
在举升油缸向上举升过程中,天车带动井架上可能地减小底盘车的长度和轴距,以获得最小的转
体向上运动,提升绳系通过2个平行布置的天车弯半径。応盐的动力与钻机的驱动共用1台发动
轮,提升动力头,达到提升钻具的月的。井架上体机,提高了底盘年装机的比功率。为改善底盘车的
对举升油缸起扶正作用,动力头上钻具的载荷完全行驶性能,配置了液力传动变速箱,同时为确保钻
由左右布置的2只举升油缸承受,动力头的行程是机液压传动系统的工作稳定性,该液力变箱设置
举升油缸的2倍,2个举升油缸的受力之科是动力了手动闭锁功能。底盘车符合QC/T739-2005油
头的2倍
田专用车辆通用技术条件的规定,其主要技术参数
在举升油缸向下运动时,天车带动井架上体向如下。
下运动,加压纯系通过固定在井架上体上的加压轮
底拙驱动型式:8×x8;
和加压绳系,使动力头向下运动,达到加压针具的
第一、二侨:10t转向车桥;
月的。加压绳系上安装了加压调整油缸,便于调整
第三、四桥:13t驱动车桥
加压绳的张紧程度。动力头的行程仍然是举升油
桥与二桥轴距:1300mm;
缸的2倍,2个举升油缸向下的加压力之和是动力
二桥与三桥轴距:4300mm