无绷绳修井机

用于修井的机器

无绷绳修井机是指修井机在设计过程中取消外绷绳，只保留内绷绳；作业时修井机必须处于稳定状态，这种稳定状态在常规修井机中是用外绷绳来保持的，取消外绷绳后，修井机作业的稳定性就必须由其自身来保证。无绷绳修井机单从取消外绷绳来看是简单的设计修改，但由于修井机作业时要提拉30吨以上的重物，其稳定性就是绝对重要的技术指标。国内的第一台无绷绳修井机是由通化石油化工机械制造有限责任公司与吉林大学机械科学与工程学院合作共同研发而成了，填补了国内石油机械制造上的一个空白。

设备简介

修井机是油田维修油井的专用设备，长期接受采油的油井天长日久就会产生多种故障，排除这些故障非修井机莫属，按油井深度的不同，所需修井机的公称钩载也各不相同。

研发背景

在国内公称钩载40吨以下级别修井机的各生产厂家都把服务对象定位在2600米以内平原地带油层的修井作业。但随着我国各油田开采时间的增长，平原地带的油田基本上都已进入开发的中后期，油井数量已基本稳定。近年来国内发现的油田多数处在山区、滩涂以及极寒地带，如大庆油田已扩展到肇东（极寒），陕北及长庆油田多在山区，天津的曹妃甸油田在沿海、滩涂等，像这样地理环境的油田，使用常规修井机作业，打绷绳极度困难或根本就不能打。大庆油田冬季最低温度都在零下40度左右，冻土层要在1——2米，打起绷绳来十分费力，严重地影响了修井作业的效率；在陕北、长庆等山区，打绷绳场地面积受到限制；在滩涂地带根本打不住绷绳。如此种种自然条件，使常规修井机的作业受到了限制。而且未来我国的石油工业发展会向海上转移，受海洋平台面积的限制，修井机作业的面积应控制在更小的面积上。

针对上述的各种自然条件的油井维修作业，油田需要一种不需打外绷绳的修井机。通化石油化工机械制造有限责任公司率先想到了研发无绷绳修井机，以其自身的稳定性来完成上述场地的修井作业，与吉林大学机械科学与工程学院合作共同研发无绷绳修井机并决定从小吨位修井机开始研制，为大吨位无绷绳修井机的研制奠定基础。

工作原理

无绷绳修井机采用一端与后支架铰接的井架和与井架连接待立起后支撑井架的一对拉杆，每个拉杆滑套在套筒内，每个套筒由车载底座上的支撑座沿横向并可回转夹接，每个支撑杆自由端头处有挡台，挡台前的一段支撑杆上设有插销孔。井架起升时，带动支撑杆在滑套内移动和随滑套转动，井架立起到位后，支撑杆末端的挡台被滑套挡住，此时在滑套前的支撑杆上销孔内插上销轴，即可防止支撑杆移动，定位非常方便。

井架侧面后边为直边，前边为斜边，可以提高抗弯强度，增强刚度。

车载后部横向伸缩的稳定千斤顶为并排两个，每个单侧相向（相反方向）伸出，在有限的宽度内增加了单个千斤顶伸出长度，有利于提高车载稳定性。

主要特点

1. 通过改进井架定位、井架形状、千斤顶排布、车载重心前移，大大提高了修井机整车性能和稳定性能，为取消绷绳固定有了保障，使得修井机实现无绷绳化，尤其适用于40吨以下修井机无绷绳化设计。

2. 作业操作方便、快捷、安全，降低了劳动强度，提高了作业效率。

表1 修井机主要参数、结构及性能对比

关键技术

　1. 与常规修井机相比，由于要依靠设备自身的稳定性来保持作业的安全可靠，所以各系统需重新设计并与二类汽车底盘的匹配计算，计算的准确性是保证无绷绳修井机设计的关键；

2. 支撑机构的稳定性是否可以代替四条外绷绳的拉力，及支撑机构的结构设计是无绷绳修井机的关键技术。吉林大学在进行支撑机构设计计算后，采取井架体和后支架采用自动拉杆连接，并在底盘尾部采用了大跨度液压伸缩千斤结构增加了支点间距，以提高整机的稳定性。

3. 井架设计进行了受力有限元分析，并将井架侧面设计成梯形接头，提高了井架的强度和钢度。

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