侧钻井钻机改造与配置

侧钻井钻机改造与配置
近年来，侧钻井技术作为一种经济型钻井技术取得了一定的进步，侧钻井的数量越来越多，但专用于侧钻井的钻机数量很少，不能满足侧钻井市场的需要，而将现有钻机改造为适用于侧钻井的钻机，是目前设备改造的一项重要工作。

本文根据侧钻井的工艺特点，有针对性地提出了侧钻井钻机改造原则、钻机配置要求，并按此原则与要求对大庆一130钻机进行改造配置，取得了较好的经济与社会效益。

引言
大庆Ⅱ-130钻机是我国20世纪70年代研制的大型钻机，由于这种钻机移运性、可靠性、经济性较差，不能适应现代钻井工艺的需要，已逐步被淘ì，但这种钻机的配套设备仍有很大的使用价值，通过改造与配置，完全能够满足侧钻井的作业要求。

一、侧钻井工艺及特点
(一)施工阶段
侧钻井施工主要分为三个阶段，第一阶段是作业前的准备，主要包括设备准备、窗口位置的确定、井眼与管柱的准备、做人工井底等工作；第二阶段是段铣或开窗；第三阶段是裸眼钻进阶段。

(二)工艺特点
侧钻井与打井相比，有如下特点：
1．辅助时间长，纯钻时间短；
2．开窗后进入深部地层，没有快速钻进，又因钻具与井眼之间的环空小，钻井液排量仅为打井的l/3左右；
3．一般采用31/2”钻杆，钻杆柔性大，限制钻压、转盘转速的提高，仅为打井时的l/3左右；
4．由于地层可钻性差，钻压、转盘转速低，机械钻速较低。

二、改造原则及配置要求
(一)具有良好的移运性
由于侧钻井成本较低，建井周期短，如搬安时间太长将延长建井周期，降低生产时效与经济效益。

(二)配备完善的固控设备
由于裸眼钻进时钻压、转速较低，钻井岩屑较细，又因钻井液排量较低，钻井液携砂能力较低，造成有害固相含量相对较高，如不能有效降低有害固相含量，易造成卡钻事故，影响机械钻速。

因此，配备完善的固控设备，能够较好地控制钻井液性能。

(三)具备良好的操作性
由于侧钻井钻具的强度较低，钻压与上提遇阻都不能过大，必须进行精细操作，才能杜绝各种事故的发生，而良好的操作性是实现精细操作的前提。

(四)具备较高的可靠性
由于侧钻井钻机对搬迁性要求高，所以不再配备备用设备，只有配备技术成熟、性能可靠的设备，才能有效降低机修时间，提高生产时效。

(五)侧钻井钻机配置要求
1．为满足5000m浅井的施工作业，钻机的额定钩载不得小于1500kN；
2．钻机总装机功率不小于1200kW。

绞车功率不小于410kW，泥浆泵功率不小于588kW，发电机功率不小于200kW；
3．由于钻井液排量低，固控系统钻井液处理量只需满足要求，但净化水平要高，必须达到四级净化，振动筛、除砂器、除泥器、离心机等固控系统配备齐全，钻井液罐容积不得小于70m3；
4，井架有效高度不得低于30m，钻台高度不低于4.5m，钻台面积满足井口作业要求；
5．钻台配置气动绞车、钻杆动力钳等机械化设备，提高井口的机械化程度。

三、大庆Ⅱ-130钻机改造方案
(一)传动方式
改造后的钻机采用两台联动机(原1、3位)并车传动，保留原井架及井架底座、悬吊系统、水龙头、转盘、绞车等设备。

机房采用原1、3联动机并车，联合驱动泥浆泵、绞车、节能发电机、自动压风机等工作机组传动路线l。

(二)转盘过桥链轮改造
转盘过桥链轮调向安装，小轮(29齿)改造为输入端，大轮(40齿)改造为输出端。

通过改造转盘过桥链轮，提高传动轴到转盘的传动比。

改造前转盘转速范围为78～217r/min，无法满足侧钻井低转速(30～80r/min)的要求。

改造后滚筒转速不变，转盘的转速范围为38～106r/min，达到侧钻对转速的要求。

(三)动力设备配置
配备2台PZl2V190B型柴油机作为主动力源，联合驱动绞车、泥浆泵、节能发电机等设备。

主发电机采用1FC6-404型节能发电机，用于钻机运转时的供电，辅助发电机采用VOLV0300型发电机组。

配备l台2V6．5/12型自动压风机与l台lV3/8型电动压风机，节能发电机与自动压风机安装在同一底盘上，为一单独运输单元。

(四)固控系统配置
钻井液净化系统共配备2个钻井液罐，有效容积70m3。

按照工作次序安装振动筛、除砂器、除泥器、离心机，达到四级净化能力。

(五)改造后技术参数
侧钻井深2500～5000m
柴油机功率及台数882kWX2台
泥浆泵功率及台数735kWXl台
钻台高度4．5m
绞车档数4个
(六)主要问题
由于大庆Ⅱ-130钻机自身存在许多设计与制造上的缺陷，使改造后的钻机存在难以克服的技术难题，今后需通过改造或优化配置，主要有：
1．钻机仍采用TJ41型塔式井架，井架结构复杂，安装费工、费时，并且需要高空作业，制约了钻机移运性的提高；
2．绞车开式润滑，零部件润滑条件差，使用寿命短；
3．工作机组、动力机组能力偏大，造成部分能力过剩；
4．绞车、上台链条不密封，易造成油污落地，环保性较差。

四、现场应用
胜利油田钻井二公司于2004年1月份完成第一套侧钻井钻机的改造，并在庄14-侧16井进行了现场应用与试验，各项技术指标均达到了设计要求。

1．搬迁日期：2004年1月28日；2．安装日期：2004年1月29日；3．侧钻修井日期：2004年2月1日；4．第一次开钻日期：2004年2月13日；5．完钻日期：2004年3月29日；6．完井日期：2004年4月5日；7．钻井周期：44d；8．建井周期：67d；9．设计井深：2845m；10．设计垂深：2800m；11．裸眼进尺：450m；12．完钻层位：沙三上；13．钻机月速：319．05m/台月。

五、结论
大庆Ⅱ-130侧钻改造后，降低了转盘转速，提高了侧钻井的适用性，能够满足5000m 浅井的施工。

由于存在移运性差、搬安费工费时等缺陷，最终将被技术先进、性能可靠的侧钻井钻机替代。

但这种改造方案不仅减少了装备更新投资，降低资金压力，而且能充分发挥现有钻井装备能力，盘活现有装备资产，是一种投资少、见效快的装备改造方案。

在近年内，具有不可替代的地位。