CN107381461A - 松软砂质含水区域钻机整拖工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明创造属于石油钻井设备工程技术领域,尤其是涉及松软砂质含水区域钻机整拖装置及整拖方法,具体为通过设置地锚挡块,并采用分层埋砂、分层浇水的地锚埋填埋工艺解决地锚受力时从地下涌出、及在地下游移的问题;将井架连接绳和地锚连接绳进行加长设计,可提升滑轮组的有效拉力,从而开创了沙漠含水区域的钻机不能整拖的先例,形成了沙漠含水区域钻机整拖方案,解决了沙漠含水区域的钻机整拖问题。
Description
技术领域
本发明创造属于石油钻井设备工程技术领域,尤其是涉及松软砂质含水区域钻机整拖装置及整拖方法。
背景技术
平原地区丛式井采用整拖钻机的技术能实现本地区的钻机整拖,但并不适用沙漠地区钻机整拖。沙漠地区钻机整拖主要存在以下问题:
(1)地锚在钻机整拖时在地下游移和涌出的问题;
(2)提升滑轮组对钻机有效拉力;
(3)动滑轮移动时摩擦力的优化;
(4)拖拉机对地摩擦力的优化;
(5)开挖地锚坑时地表塌陷问题。
例如,渤海钻探四公司长庆项目部有部分丛试井在苏里格沙漠地区,地表为松软流砂及地表以下1-3米有水的区域。钻机的搬迁需用两到三台吊车进行为期三天的拆迁。有关钻井单位多次在该地区打丛试井试图进行钻机整拖作业,因松软流砂和含水地层均未成功。在该地区钻机整拖获得突破将有效缩短建井周期、大幅降低职工的劳动强度,也将为公司开辟新市场提升竞争力,创造可观经济效益。
另外,CN201210161071.0中公开了一种钻机同井场整拖平移装置及其平移方法,但是该专利公开的整拖平移装置存在以下主要不足:(1)需要针对某一型号钻机进行专门设计,适用范围小;(2)该整拖装置的成本较高,均价在百万/套;(3)该装置结构复杂,安装、拆卸及运输耗时较长。(4)钻机需独立占用该装置。基于上述缺陷,CN201210161071.0公开的专利设备未实现广泛推广应用。
发明内容
本发明创造要解决的问题是提供松软砂质含水区域钻机整拖工艺,该工艺及涉及的装置成本低,结构简单,不需钻机独立占用整拖装置,适用沙漠区域的各种型号钻机的整拖作业。
为解决上述技术问题,本发明创造采用的技术方案是:
松软砂质含水区域钻机整拖装置,包括牵引设备、井架、动滑轮组游车、定滑轮组游车、地锚挡块和地锚;所述牵引设备与所述动滑轮组游车的快绳连接,所述井架的底座通过井架连接绳与所述动滑轮组游车连接,所述动滑轮组游车和所述定滑轮组游车间通过钢丝绳连接,所述定滑轮组游车和所述地锚通过地锚连接绳连接,所述地锚横向位于地锚坑内,若干所述地锚挡块竖直插于地锚坑内,所述地锚与所述地锚挡块紧邻设置,若干所述地锚挡块位于所述地锚靠近所述井架的一侧;
进一步,所述地锚为由若干钢管(钻井用¢240套管)焊接而成的三角柱结构,钢管数量优选为10根,该10根钢管分四层排列,由上至下依次设置1根、2根、3根、4根,另外,为让地锚连接绳在地锚上分成两部分,且防止地锚受力时变形,地锚外围焊接有4圈¢20的圆钢加以固定。
进一步,所述地锚挡块为由若干并行排列焊接的¢127钻杆制成,钻杆数量优选为6根。
进一步,所述动滑轮组下方设有钢板。
进一步,所述牵引设备为拖拉机。
进一步,动滑轮组游车、定滑轮组游车结构相同,游车外形:长1900mm*宽1100mm*高900mm。
另外,本发明还提供松软砂质含水区域钻机整拖方法,主要包括以下步骤:
步骤1),砂地硬化:在井架中心正前方52米处4米*12米的地面范围浇水8方,并静置5分钟;
步骤3),挖地锚坑:在井架中心正前方52米处垂直于井架中心线开挖10米长,3.5米深的地锚坑;
步骤4),放置地锚及地锚挡块:将带有地锚连接绳的地锚放置于地锚坑内,并竖向放置4个4米长的地锚挡块,相邻两个地锚挡块间的距离为2米;
步骤5),地锚填埋,初次填埋地锚1.5米,表层均匀浇水3方;二次填埋地锚1米,表层均匀浇水4方;三次填埋地锚1米,表层均匀浇水6方。
其中,地锚坑挖设位置判断方法如下:
井架挂点到动滑轮挂点的距离12m;
动滑轮组游车挂点和定滑轮组游车挂点距离24m;
地锚连接绳单根绳长76m;绕成四股后地锚到定滑轮组游车的挂点水平距离(76-4搭接绳长)/4=18m。
以上数据之和12+24+18=54m。
挖地锚坑位置是52m<54m。
即,在52m处挖地锚坑是可行的。
需要说明的是:本发明采用废旧钻杆焊接成的钻杆排作地锚挡块,解决了地锚受力时在地下游移的问题;
改进地锚填埋工艺,采用分层埋砂、分层浇水的地锚填埋工艺解决地锚受力时从地下涌出的问题;
因井架底座挂点和游车挂点不在一个水平高度,井架连接绳由原来的40米设计为50米长,来提升水平拉力;
由于地锚埋在地表下3.5米处,地锚和定滑轮连接绳由原来的32米设计为76米长,提升了地锚连接绳水平拉力,降低了地锚连接绳垂直分力,降低了定滑轮由于地锚连接绳垂直向下分力作用产生的上翘,提升了有效拉力;
在动滑轮组游车下铺一块9米长2米宽14mm厚钢板,来降低动滑轮组游车移动时摩擦力;
在流砂地表铺15cm厚黄土,来增加拖拉机工作时对地摩擦力;
在开挖地锚坑的区域事先浇水,渗透至地下3.5米时,再开挖地锚坑来防止地表塌陷。
综上,本发明通过设置地锚挡块,并采用分层埋砂、分层浇水的地锚埋填埋工艺解决地锚受力时从地下涌出、及在地下游移的问题;将井架连接绳和地锚连接绳进行加长设计,可提升滑轮组的有效拉力,从而开创了苏里格沙漠含水区域的钻机不能整拖的先例,形成了苏里格沙漠含水区域钻机整拖方案,解决了苏里格沙漠含水区域的钻机整拖;2016年在苏里格沙漠实现26井次的钻机整拖作业,每次整拖的成本约为2.6万元,创造了569.4万元的效益。
附图说明
图1是实施例中松软砂质含水区域钻机整拖工艺的结构示意图;
图2、图3是实施例中所述地锚在不同方位的结构示意图。
图中:1、拖拉机,2、井架,3、动滑轮组游车,4、定滑轮组游车、5、地锚挡块,6、地锚,7、快绳,8、井架连接绳,9、钢丝绳,10、地锚连接绳。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明创造和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明创造的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
实施例1
40555队钻机重量320吨,需从苏75-76-27X井至苏75-75-26X井整体位移10米。整托步骤如下:
(1)将动滑轮组游车3放置于井架2挂点正前方11.5米处,且动滑轮组游车3下铺钢板;
(2)用井架连接绳8连接动滑轮组游车3和井架底座;
(3)在井架2中心正前方52米处4米*12米的地面范围浇水8方,静置5分钟;
(4)在井架中心正前方52米处垂直于井架中心线开挖10米长,3.5米深地锚坑;
(5)放置地锚6后,竖放4个4米长的地锚挡块5,相邻两个地锚挡块5的间距为2米;
(6)初次填埋地锚1.5米,表层均匀浇水3方;二次填埋地锚1米,表层均匀浇水4方;三次填埋地锚1米,表层均匀浇水6方,每次浇水后均静置10分钟;
(7)用地锚连接绳10将地锚和定滑轮组游车4连接;
(8)拖拉机1牵引快绳7,8分钟后40555队钻机位移10米。
实施例2
50557队钻机重量380吨,需从苏75-7-6井至苏75-6-6X井整体位移8米。整托步骤如下:
(1)将动滑轮组游车3放置于井架2挂点正前方11.5米处,且动滑轮组游车3下铺钢板;
(2)用井架连接绳8连接动滑轮组游车3和井架底座;
(3)在井架2中心正前方52米处4米*12米的地面范围浇水8方,静置5分钟;
(4)在井架中心正前方52米处垂直于井架中心线开挖10米长,3.5米深地锚坑;
(5)放置地锚6后,竖放6个4米长的地锚挡块5,相邻两个地锚挡块5的间距为1.5米;
(6)初次填埋地锚1.5米,表层均匀浇水3方;二次填埋地锚1米,表层均匀浇水4方;三次填埋地锚1米,表层均匀浇水6方,每次浇水后均静置10分钟;
(7)用地锚连接绳10将地锚和定滑轮组游车4连接;
(8)拖拉机1牵引快绳7,6分钟后40555队钻机位移8米。
对比例1
40555队钻机重量320吨,需从苏75-76-27X井至苏75-75-26X井整体位移10米。整托步骤如下:
(1)将动滑轮组游车3放置于井架2挂点正前方11.5米处,且动滑轮组游车3下铺钢板;
(2)用井架连接绳8连接动滑轮组游车3和井架底座;
(3)在井架2中心正前方52米处4米*12米的地面范围浇水8方,静置5分钟;
(4)在井架中心正前方52米处垂直于井架中心线开挖10米长,3.5米深地锚坑;
(5)放置地锚6;
(6)初次填埋地锚1.5米,表层均匀浇水3方;二次填埋地锚1米,表层均匀浇水4方;三次填埋地锚1米,表层均匀浇水6方,每次浇水后均静置10分钟;
(7)用地锚连接绳10将地锚和定滑轮组游车4连接;
(8)拖拉机1牵引快绳7,2分钟后地锚涌出,整拖失败。
对比例2
50557队钻机重量380吨,需从苏75-7-6井至苏75-6-6X井整体位移8米。整托步骤如下:
(1)将动滑轮组游车3放置于井架2挂点正前方11.5米处,且动滑轮组游车3下铺钢板;
(2)用井架连接绳8连接动滑轮组游车3和井架底座;
(3)在井架2中心正前方52米处4米*12米的地面范围浇水8方,静置5分钟;
(4)在井架中心正前方52米处垂直于井架中心线开挖10米长,3.5米深地锚坑;
(5)放置地锚6后,竖放6个4米长的地锚挡块5,相邻两个地锚挡块5的间距为1.5米;
(6)初次填埋地锚2.5米,表层均匀浇水3方;二次填埋地锚1米,表层均匀浇水6方,每次浇水后均静置10分钟;
(7)用地锚连接绳10将地锚和定滑轮组游车4连接;
(8)拖拉机1牵引快绳7,3分钟后地锚涌出,整拖失败。
对比例3
40510队钻机重量320吨,需从苏75-76-20X井至苏75-75-21X井整体位移10米。整托步骤如下:
(1)将动滑轮组游车3放置于井架2挂点正前方11.5米处,且动滑轮组游车3下铺钢板;
(2)用井架连接绳8连接动滑轮组游车3和井架底座;
(3)在井架2中心正前方52米处4米*12米的地面范围浇水8方,静置5分钟;
(4)在井架中心正前方52米处垂直于井架中心线开挖10米长,3.5米深地锚坑;
(5)放置地锚6;
(6)一次填埋地锚坑至地面,表层拖拉机压实;
(7)用地锚连接绳10将地锚和定滑轮组游车4连接;
(8)拖拉机1牵引快绳7,2分钟后地锚涌出,整拖失败。
对比例4
50557队钻机重量380吨,需从苏75-6-4井至苏75-6-2X井整体位移8米。整托步骤如下:
(1)将动滑轮组游车3放置于井架2挂点正前方11.5米处,且动滑轮组游车3下铺钢板;
(2)用井架连接绳8连接动滑轮组游车3和井架底座;
(3)在井架2中心正前方52米处4米*12米的地面范围浇水8方,静置5分钟;
(4)在井架中心正前方52米处垂直于井架中心线开挖10米长,3.5米深地锚坑;
(5)放置地锚6;
(6)初次填埋地锚2.5米,表层均匀浇水3方;二次填埋地锚1米,表层均匀浇水6方,每次浇水后均静置10分钟;
(7)用地锚连接绳10将地锚和定滑轮组游车4连接;
(8)拖拉机1牵引快绳7,3分钟后定滑轮变动滑轮,地锚发生游移,整拖失败。
以上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.松软砂质含水区域钻机整拖装置,其特征在于,包括牵引设备、井架、动滑轮组游车、定滑轮组游车、地锚挡块和地锚;所述牵引设备与所述动滑轮组游车的快绳连接,所述井架的底座通过井架连接绳与所述动滑轮组游车连接,所述动滑轮组游车和所述定滑轮组游车间通过钢丝绳连接,所述定滑轮组游车和所述地锚通过地锚连接绳连接,所述地锚横向位于地锚坑内,若干所述地锚挡块竖直插于地锚坑内,所述地锚与所述地锚挡块紧邻设置,若干所述地锚挡块位于所述地锚靠近所述井架的一侧。
2.根据权利要求1所述的松软砂质含水区域钻机整拖装置,其特征在于,所述地锚为由若干钢管焊接而成的三角柱结构。
3.根据权利要求1所述的松软砂质含水区域钻机整拖装置,其特征在于,所述地锚挡块为由若干并行排列焊接的钻杆制成。
4.根据权利要求1所述的松软砂质含水区域钻机整拖装置,其特征在于,所述动滑轮组下方设有钢板。
5.根据权利要求1所述的松软砂质含水区域钻机整拖装置,其特征在于,所述牵引设备为拖拉机。
6.权利要求1-5任一所述的松软砂质含水区域钻机整拖装置实施整拖过程的整拖方法,包括分层埋砂、分层浇水的地锚填埋过程。
7.根据权利要求6所述的松软砂质含水区域钻机整拖工艺,其特征在于,所述地锚填埋过程包括至少三次填埋及浇水的过程。
8.根据权利要求6所述的松软砂质含水区域钻机整拖工艺,其特征在于,主要包括以下步骤:
步骤1),砂地硬化:在井架中心正前方52米处4米*12米的地面范围浇水8方,并静置5分钟;
步骤3),挖地锚坑:在井架中心正前方52米处垂直于井架中心线开挖10米长,3.5米深的地锚坑;
步骤4),放置地锚及地锚挡块:将带有地锚连接绳的地锚放置于地锚坑内,并竖向放置4个4米长的地锚挡块,相邻两个地锚挡块间的距离为2米;
步骤5),地锚填埋,初次填埋地锚1.5米,表层均匀浇水3方;二次填埋地锚1米,表层均匀浇水4方;三次填埋地锚1米,表层均匀浇水6方。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20171124 |
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