浅谈石油钻井提升系统设备的安全技术要求

摘要:石油钻井用的钻机是一套联合机组。钻机由井架、绞车、游车、大钩、转盘、钻井泵、动力机组、联动机组全套钻井设备及井控、固控设备、发电机组、液压和空气动力等辅助设备等组成。本文主要介绍提升系统的组成及其安全技术要求。

关键词:钻井 提升 安全 技术要求

钻机的提升系统由绞车、井架、天车、游车、大钩及钢丝绳等组成。

1、井架

井架由井架的主体、人字架、天车台、二层台、工作梯、立管平台、钻台和井架底座等几个部分组成,主要用于安放和悬挂天车、游车、大钩、吊环、液气大钳、液压绷扣器、吊钳、吊卡等提升设备与工具。除了对井架要定期检测以外,井架的使用安全技术要求主要有:

(1)要经常教育职工爱惜井架,合理使用井架,做好对井架的保养维护,时刻保持井架完好。井架在起升之后和下放以前,要进行彻底的检查,以证实没有部件发生变形和所有的螺栓齐全紧固并配备合适的锁定垫圈。没有办理安装质量验收和交接手续的井架不能使用。

(2)上下绞车时,必须由井队干部负责指挥,力求达到平稳施工。

(3)钻井队要定期、定人、定部位对井架进行检查和维护。定期检查要求每个白班和下套管前各进行一次。定人检查要求每个班的井架工负责检查。定部位检查要求每个井架工各承包一部分井架结构进行检查。在风、雨多发季节,钻井队要班班对井架绷绳及绷绳坑进行检查。对天车、猴台、指梁,死绳固定器、转盘、钻机、钻杆盒大梁、立管台、二层台的固定情况,由井队安全员每周检查一次。对查出的问题,要立即组织整改。

(4)不准随便割、拆、换井架的横梁、拉筋、螺丝、卡子、零件、附件。

(5)下套管之前对井架进行全面检查、整改,钻具要分立两边矗立,尽可能使井架受力平衡。要封闭好指梁,防止大绳进入。下完套管时,若发现井架无安全保障,应立即将套管坐在转盘上,停止活动套管。

2、天车和游车

天车和游车组成提升系统的滑轮系。作为定滑轮的天车改变力的方向,作为动滑轮的游车起省力作用,减轻绞车的负荷,从而使提升系统获得很大的机械效能。

(1)天车。在天车工作前,必须有专人检查天车轮的灵活性。各滑轮的转动应灵活,无阻滞现象。当转动一个滑轮时,其相邻滑轮不应随着转动。所有连接必须固定牢靠,不得有松动现象。各滑轮轴承应定期逐个注满脂。天车轴及天车层底座应固定牢靠;护罩和防条绳应齐全完好,固定牢靠。当出现顿钻或提断钻具等事故时,应仔细检查钢丝绳是否跳槽。滑轮槽严重磨损或偏磨时,应视情况换位使用或更换滑轮。轴承温度过高、发出噪声或滑轮不稳和抖动时,应及时采取降温措施和更换脂或更换磨损的轴承。滑轮有裂痕或轮缘缺损时,严禁继续使用,应及时更换。

(2)游车。在游车工作前,应检查各滑轮是否旋转灵活及各连接部件是否紧固。在工作时,因为每个滑轮转动圈数不一,滑轮应定期“掉头”使用,以使滑轮的磨损情况趋于平衡。每周应将游车直放到钻台上仔细保养一次。保养时应检查下列内容:各条油路是否通畅;钢丝绳是否碰磨护罩;各固定螺栓有无松动;焊接钢板的焊缝有无裂纹等。各轴承应每周注油一次,注油时注至少量油脂挤出轴承外面为止。冬季,在寒冷地区,应使用防冻脂。搬运游车时,应用起重机吊挂上横梁顶部的游车鼻子,不允许放在地面上拖运。

3、大钩

大钩是提升系统的重要设备,它的功用是在正常钻进时悬挂水龙头和钻具,在起下钻时悬挂吊环起下钻具,完成起吊重物、安放设备及起放井架等辅助工作。为防止水龙头提环从大钩中脱出,在钩口处装有安全锁体、滑块、拔块、弹簧座及弹簧等构成的安全锁紧装置。为悬挂吊环和提放钻具,钩身压装轴及挂吊环轴用耳环闭锁,用止动板防止两支撑轴移动。钩身与钩杆用轴销连接,钩身可绕轴销转一定角度。

4、绞车

绞车是构成提升系统的主要设备,是组成一部钻机的核心部件,是钻机的主要工作机械之一。其功用是:提供几种不同的起升速度和起重量,满足起下钻具和下套管的需要;悬挂钻具,在钻进过程中送钻和控制钻压;利用绞车的猫头机构上、卸钻具螺纹;作为转盘的变速机构和中间传动机构;当采用整体起升式井架时用来起放井架;当绞车带捞砂滚筒时,还担负着提取岩心筒、试油等项工作;帮助安装钻台设备,完成其他辅助工作。绞车的使用安全技术要求主要有:

(1)下钻时,为节约时间,合理地利用绞车功率,应根据大钩负荷,按规定选择合理的起升速度和挡位。

(2)链条是绞车的主要传动件,更换链条时应整盘更换。

(3)挂合换档离合器时,动作要平稳,严禁猛烈撞击。

(4)绞车传动轴未停止转动前不得改变传动方向。

(5)挂合气胎离合器时动作要平稳。

(6)在上提钻具的过程中需要刹车时,必须先摘开低速或高速气胎离合器。

(7)下钻过程中严禁用水或油浇刹车鼓,以免造成刹车鼓龟裂或刹车失灵。

(8)起下钻前应先检查防碰天车。

(9)绞车运转过程中护罩必须整齐、装牢,严禁在运转过程中从事加注脂或油等进入绞车内部或靠近运转部位的作业。

(10)刹把在40～50°应能刹住。在负载条件下不得调节刹带。

(11)遇到游车下放速度过慢、刹带离不开刹车毂的情况时,应设法调节,但不允许用撬杠撬刹带。

(12)每班应检查一次活绳端固定情况。

5、钻井用钢丝绳

钻机游动系统所用的钢丝绳称为大绳。它起着悬吊游车、大钩及传递绞车动力的作用。由于钢丝绳运动频繁、速度高、负荷大,并承受弯曲、扭转、挤压、冲击、振动等复杂应力的作用。钢丝绳的使用安全技术要求主要有:

(1)待用的钢丝绳必须缠绕在滚筒上。倒出时必须绷紧,避免打结。弯曲的钢丝绳应用人力拉直,禁止用锤子或其他工具敲击。

(2)使用时勿使钢丝绳与井架任何部位相摩擦。

(3)切割钢丝绳时,应先用软铁丝绑好两端,再用气割或剁绳器切断。

(4)卡绳卡时,两绳卡之间的距离应不小于绳径的6倍。特殊绳头卡固,可根据情况调整距离。

(5)绞车大绳每周应检查一次状态,如浸油麻芯被挤出时,应立即换用新的钢丝绳。

(6)大绳在绞车滚筒上必须始终排列整齐(最好使用钢丝绳排绳器)。

(7)大绳加载操作要平稳柔和,以减少钢丝绳所受的冲击载荷。

(8)倒大绳时,应使新绳从滚筒上旋转下放,不允许钢丝绳扭劲。

(9)井深超过2000m以后,每次下钻前,要检查大绳的断丝和磨损情况。