[科普中国]-井下作业设备

简介

井下作业设备是用来对井下管柱或井身进行维修或更换而提供动力的一套综合机组。修井作业的设备比较多，按照性能和用途，可分为动力设备、起下设备、旋转设备、循环设备、井口控制装置等。它包括动力机、传动设备、绞车、井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、转盘、泥浆泵和其它辅助设备2。

动力设备修井机是修井和井下作业施工中最基本、最主要的动力来源，按其运行结构分为履带式（通井机）和轮胎式（作业机）两种形式。原理：就是在拖拉机或汽车上安装一部绞车，利用发动机带动绞车滚筒转动，通过钢丝绳把动力传递给提升系统3。

履带式修井机（通井机）1．作用：履带式修井机一般统称通井机，是目前各油田修井作业中最常用的一种动力设备，作用：是用于起下油管、钻杆（抽油杆）以及井下打捞、抽汲等施工作业。

2．特点：履带式修井机不配带井架，越野性能好，其越野性能好，适用于低洼地带。但它的缺点是行走速度慢，不适应快速转移施工的要求1。

常用的通井机 AT-10型、XT-12型通井机**。**

轮胎式修井机（俗称联合作业机或叫修井机）

1．作用：

修井机是修井施工中最基本、最主要的动力来源，完成起下管（杆）柱及井下工具，提捞、抽汲和打捞等任务，是一种轮胎式自带井架的修井设备。

2．特点：

配带自背式井架，行走方便，安装简单，适用于快速搬迁施工作业，缺点是低洼、泥泞地带、雨季翻浆季节行走和进入井场相对受限制。

起下设备起下设备：由井架和提升系统组成。提升系统由游动系统(包括天车．游动滑车、大钩、钢丝绳)和吊环、吊卡组成1。

井架（一）井架作用：用来支持游动系统，进行起下作业的设备。井架的用途主要是装置天车，支撑整个提升设备，以便悬吊井下设备、工具和进行各种起下作业。

（二）井架的分类4：从井架的可移动性来分，有固定式井架和可移动式井架；从井架的高度来分，固定式井架又可分为18m、24m、29m等几种井架。目前在井下作业中，常用的固定式井架有BJ-18型、BJ-29型和JJ-80-18型等。

（三）井架的安装施工及使用要求

1．井架安装：以BJ-18型井架为例介绍移动式井架的安装。

BJ-18型移动式井架按97角的标准立起后，支脚底座面到井架顶面的垂直高度为18m。主要由本体、支座、天车和绷绳等组成。

1）绷绳钻进地锚位置准备1

先确定井架立放的方向，然后根据井深负荷和井架高度确定绷绳位置及数目。一般前面两道绷绳，后面四道绷绳。

（1）绷绳坑到井口距离：

后一道坑：20~22m；开挡：12~16m。

后二道坑：18~20m；开挡：14~16m。

前绷绳坑：18~20m；开挡：18~20m。

（2）地锚深度不小于2m。

（3）绷绳和地锚必须定期检查。

2）井架基础

井架基础的作用是使井架承受负荷后不会下沉、倾斜与翻转，在施工作业过程中要保持稳定性。井架基础的种类较多，主要有混凝土浇注、木方组装、管子排列焊接、混凝土预制等几种。

3）井架的立放操作

立放BJ-18型井架现场多用两种方法，一是立放运井架车立放，另一是吊车立放。

（1）立放运井架车立放井架

在载重汽车底盘上装配专用的设备，把立放运井架于一身的专用车，称立放运井架车，简称井架车。常用的型号有LFY1802/T148、LFY1803/奔驰、LTY1804/T815等。

①立放前的准备。检查设备。

②立井架。

③放井架。托架抱住井架，松开前绷绳，然后将托架收回落到支架上，收回液压支腿，拔出所有地锚，将绷绳、地锚缠好，捆牢在井架上即可。

2．立放运BJ型井架的安全要求

3．井架的使用要求

1）使用应在安全负荷范围内。

2）在重负荷时不许猛刹猛放。

3）不允许超负荷使用。

4）井下作业施工中，每天对天车、地滑车、游动滑车打黄油一次。

5）所有黄油嘴保持完好，若卡、堵、坏打不进黄油时，应及时修理或更换。

6）发现井架扭弯、拉筋断裂、变形时，及时请示有关部门鉴定处理后方可使用。

7）经常检查各道绷绳吃力是否均匀，绳卡、天车、井架螺丝等是否紧固。

8）井架基础附近不能积水和挖坑。

提升系统（一）游动系统

1．天车。天车是一组定滑轮，天车通过钢丝绳与游动滑车构成游动系统，改变从绞车滚筒钢丝绳来的拉力方向，以完成悬吊与起下作业。

2．游动滑车。游动滑车是一组动滑轮，通过钢丝绳与天车组成游动系统，使从绞车滚筒钢丝绳来的拉力变为井下管柱上升或下放的动力，并有减轻动力设备的负荷的作用**。**

3．大钩。大钩的作用是悬吊井内管柱，实现起下作业。大钩有一个主钩和两个侧钩，。主钩用于悬挂水龙头，两个侧钩用于悬挂吊环。

4．钢丝绳。钢丝绳的主要用途是通过天车把绞车、游动滑车连在一起组成游动系统，从而把绞车的

旋转运动变为游动滑车的升降运动，达到起下作业的目的。另外，钢丝绳还可用于井架绷绳，固定稳定井架。

钢丝绳是由钢丝中间夹麻芯缠死制成的，从结构组成（股数和丝数）上分有6×19、6×24、9×37等几种；从捻制方法分，有顺捻和逆捻。顺捻：伸缩性大，易松股打扭，强度较小，弯曲性、耐磨性好；逆捻与顺捻特点相反。

（二）吊环。吊环是起下管柱时连接大钩与吊卡用的专用提升用具。用来悬挂吊卡，吊环成对使用，。按结构不同，吊环分单臂吊环和双臂吊环两种形式。

（三）吊卡。

1．油管吊卡：是用来卡住并起吊油管、钻杆、套管等的专用工具。修井作业施工中常用的吊卡一般有活门式和月牙形两种

2．抽油杆吊卡。抽油杆吊卡是起下抽油杆的专用吊卡。

旋转设备旋转设备主要指转盘。转盘是修井施工中驱动钻具旋转的主要动力来源1。转盘是一个齿轮减速器，它将发动机传来的水平旋转运动变成转台的垂直旋转运动。修井时用修井机发动机为主动力，带动转盘转动，转盘则驱动钻具转动，用来进行钻、磨、洗、套等作业，完成钻水泥塞、侧钻、磨洗鱼顶及倒扣、套洗、切割管柱等施工。

循环设备在大修和井下作业施工中，循环冲洗设备的主要作用是向井内打入各种液体介质，实现循环和洗井工艺，以满足压井、冲砂、替喷（诱喷）、洗井、增产措施中向井内泵送酸液和压裂液以及水力喷砂射孔等项作业的要求。循环冲洗设备主要包括泥浆泵（车）、洗井车（水泥车）、高压洗井管线、水龙头、弯头及管汇等1。

泥浆泵（车）在大修和井下作业施工过程中，泥浆泵主要用于循环修井工作液，完成各项作业施工。

洗井车能进行洗井、循环、压井、封堵及注水泥等作业的车装洗井设备。

1.组成： 由洗井泵和动力运载车两部分。泵被安装在车上，泵是完成上述循环洗井等项作业的主要设备。

2.洗井车的作用: 一是供给泵驱动力，二是起运载作用。常见的洗井车有300型和400型等几种。

压裂车压裂车组成基本与水泥车相同，压裂车所用的往复泵多为三缸单作用卧式柱塞泵。

1.特点：功率高、泵的排量大、压力高，且运载车辆越野性能强等优点，一般在大修施工作业中水泥车满足不了要求及压裂施工中使用压裂车。

2.压裂车型号有：YLC-500、SYC-700、ACF-700、YLC-1000、LC-1050、NOWSCO/STP2000、W1500/K184、SJX5321TYL105、FC-2251等。

管汇及弯头1.管汇，又叫总机关；作用是汇集液流和改变液流方向，并有控制高压液流的作用。

2.组成：由高压阀门、油壬、弯头、三通和短节等组合而成。由于管汇比较笨重，可将其装在汽车上，这种车辆称为管汇车。

3.弯头的作用：是改变施工中管线的连接方向和便于管线的连接。

4.按其结构特点分为：固定式弯头和活动式弯头两种。

水龙头水龙头的作用是悬吊井下管柱、连接循环冲洗管线中固定部分和旋转部分，可完成洗井、冲砂、解卡循环等施工作业，具有高压密封循环修井工作液通道的功能。

水龙带水龙带是由一层内橡胶、几层帘线布、几层中间橡胶及钢丝网层制成的中空软管。

主要作用是便于高压管线连接，满足施工中带高压状态下进行活动、弯曲与转向等要求。

管汇及弯头管汇，又叫总机关，它的作用是汇集液流和改变液流方向，并有控制高压液流的作用。它由一些高压阀门、油壬、弯头、三通和短节等组合而成。由于管汇比较笨重，为了提高管汇利用率，便于搬移，可将管汇装在汽车上，这种车辆称为管汇车。弯头的作用是改变施工中管线的连接方向和便于管线的连接。按其结构特点分为固定式弯头和活动式弯头两种。

修井辅助设备修井辅助设备主要有值班车、运载车辆、加热设备、立放井架设备等1。

加热设备1．锅炉

2．锅炉车

锅炉车：将内燃锅炉安装在汽车上，并装置了自动点火装置，这样的设备叫汽车锅炉（或蒸汽车），俗称锅炉车。

特点：具有点火快、效率高、安全可靠、便于运移等优点。

用途：用于井内油管清蜡、地面管线清扫及疏通。

锅炉车类型：一种是蒸汽清蜡车，另一种是热油熔蜡车。

汽车和汽车吊车如搬家时用大型平板车、吊车、拖车等，运送施工材料的卡车，运送清水、各种液剂需要不同类型的罐车；另外还需要接送工人的值班车。在施工中，因施工目的和内容的不同，所用车辆的数量也不同。

混砂车1．混砂车：又称液-砂比例混合机，是进行油层水力压裂的核心设备。

2．混砂车组成：主要由供液、输砂、混砂、传动等四个系统组成。

3．混砂车的作用

（1）连接供液车罐与高压泵车，构成完整水力压裂系统。

（2）便于加入支撑剂，并通过高压泵车以大排量注入井内。

（3）调配适当含砂比的工作介质，以完成对不同地层的压裂改造作业。

（4）通过仪表及综合压裂中的现象，掌握、调节和控制压裂施工的顺利进行。

液氮车1．液氮车作用：主要是给液氮压裂和酸化供应大量的氮，以满足施工的需要，是一种独立的液氮储运、泵注及转换装置。该车能在低压状态下短期储存和运输氮，并能把低压液氮转换为高压液氮或高压常温氮气排出。

2．结构特点5

该车主要由液氮储罐、高压液氮泵、液氮蒸发系统、卡车组成。结构紧凑，运移性好，工作而不需另配辅助设备。

连续油管作业车这里介绍美国BOWW公司生产的一种12M型连续油管作业车。

1．用途

该车是一种轻便的能单独作业的车装设备，能在不压井状态下把小直径连续油管下入井内油管之中，以完成各种特殊作业。一句话：可进行过油管作业。

2．特点：该设备除能在不动井下管柱、不压井状态下进行酸化作业外，还能用于气举、冲砂、固砂、洗井、挤水泥浆、注入防蜡剂或缓蚀剂等作业。

《井下作业设备》基本信息版 次：1页 数：2521

字 数：413000 印刷时间：2007-5-1

开 本：16开

纸 张：胶版纸

印 次：1

I S B N：9787502160326

包 装：平装

内容简介本书对井下作业中所使用的修井机、起升设备、循环设备、旋转设备、井口设备、修井辅助设备、落物打捞类工具、管柱解卡类工具、钻套磨铣、套管修理类工具和常用井下封隔器、井下管柱及井下管柱配套工具等主要井下作业设备及工具的结构、工作原理和使用方法做了介绍。

本书可作为高职院校井下作业专业学生的教科书，也可供相关专业技术人员培训和高级技工参考。

目录第一章 修井机第一节 修井机概述

第二节 修井机的组成和类型

第三节 典型修井机介绍

第二章 起升设备第一节 绞车

第二节 修井井架

第三节 游动系统

第四节 钢丝绳

第三章 循环设备第一节 往复泵的概述

第二节 往复泵的参数及性能调节

第三节 往复泵的典型结构及维护保养

第四节 水泥车

第五节 水龙带