作者：徐忠明
【關鍵詞】修井裝置,輕型修井機,結構設計,發展趨勢
【**摘要】針對通井機作業效率低、生產成本高的問題，提出在油田修井作業中，用輕型修井機取代通井機。輕型修井機從載運方面分為專用底盤式和二類汽車底盤式兩種，專用底盤輕型修井機行駛和作業共用一台發動機液力傳動箱，車台平面寬闊，車上裝置布局合理，越野能力強；二類汽車底盤輕型修井機技術含量較低，生產廠家眾多，結構差異較大。輕型修井機將會向簡易型和綜合型兩大用途發展，向專用底盤發展，向加大裝機功率發展，向提高可靠性和先進性發展，以及向提高井口機具機械化水平等方向發展。
在修井作業中，小修作業佔的比重約為95%。各類小修作業裝置多達3700台套。大修作業多裝備鉤載490kn級以上的修井機，而小修作業多配置鉤載392kn級以下的結構較簡易的輕型修井機或各型別通井機。
可見目前的修井裝備，仍以結構簡陋的各種型別的通井機為主，勞動強度大，生產效率低。而結構先進、效率較高的輕型修井機不足20%，這與其擔負的繁重工作極不協調，因此人們非常關注這種裝置的發展問題，並發表了一些論著，筆者結合自己的工作經驗和體會，就此問題再作進一步的論述。
通井機的現狀
多年來，通井機仍能在我國油田小修作業中廣泛應用，其主要因素有：
（1）油田資金受限制，而通井機**便宜，僅為輕型修井機的三分之一左右；
（2）油田地理環境差，特別是東部油田，井場路況惡劣，雨季泥濘，其他車輛很難上井，只有履帶式通井機能夠進入；
（3）操作人員技術素質較低，而通井機結構簡單，易於操作和維修。
履帶式通井機在使用中主要有以下缺陷：
(1)由於通井機自身不揹帶井架，轉移井場時需要專用車輛配合，作業前後輔助工作量大，約佔每口井作業時間的2/5，作業周期長，生產成本高；
(2)裝機功率小，提公升速度慢，作業效率低，影響使用單位經濟效益。
近十年來，為改變通井機的效能和提高作業效率，許多研究單位和生產廠家參與了通井機的改裝和改型嘗試，先後試製了各種型別的汽車底盤、裝載機底盤通井機，其效能有一定程度的提高［1］。但至今還沒有一種成熟的機型值得推廣。
早在80年代初，業內專家就提出以輕型修井機取代履帶通井機，以提高作業效率，降低生產成本。但根據近十年的統計資料表明，特別在東部油田，通井機的擁有量卻有增無減，其增長量明顯高於輕型修井機。經深入調查分析，其主要因素有以下幾個方面。
1.**因素
修井機和通井機**懸殊太大，輕型修井機的**是履帶通井機的3～4倍。但是揭開**懸殊這個表象，應當看到問題的實質並非如此。
(1)配置概念不同輕型修井機以整機配套銷售，出廠時配套齊全。履帶通井機以裸機銷售，使用者還必須購買井架、遊車大鉤、大繩、指重表及感測器、液壓動力大鉗、液壓卸扣油缸及井場照明燈具等部件，配套部件**佔通井機主機**的70%～90%。
(2)輔助作業差異輕型修井機行駛速度快，輔助作業時間短，平均僅為每口井作業週期的1/6左右。履帶通井機行駛速度慢，作業輔助車輛多，工作量大，費用高，輔助作業時間長，平均為每口井作業週期的2/5左右。
(3)輔助費用懸殊輕型修井機首次投資集中，資金數額較大。但投產後，基本不需要輔助車輛配合，工作期間輔助費用極少。履帶通井機投資分散，後期配套投資較大，輔助費用較高，其平均核算單井作業成本高出修井機1.
3～1.5倍。
2.使用與維修
履帶通井機在油田使用已近50年，其結構特點和工作效能已為使用者所熟悉，操作規程制定完善，維修保養手段齊全，配件**充足，裝置完好率較高。基層單位使用和維修便利，也便於上級部門管理。
但是修井機具有作業效率高、輔助成本低、操作輕便等諸多優點。隨著市場進一步拓寬，操作規程日益完善，維修保養手段逐漸齊全，配件**渠道不斷疏通，修井機的維修會更加便利，裝置完好率定能逐步提高。
3.操作人員素質
在企業減員增效的大潮流下，企業富餘人員將充實作業隊伍，民工逐步減少，現場操作人員將相對穩定，技術素質將逐步提高，結構簡陋的各種型別的通井機將逐步更新換代。
4.井場道路
隨著油田基本建設規範化的推進，大多數井場的道路基本上得到改善，修井機進入井場已不再困難。
輕型修井機的現狀
輕型修井機主要裝備油田作業隊，承擔油氣井難度較小的修理作業，是比較理想的小修作業裝置。根據16個油田的調查情況，輕型修井機裝機功率較大，作業效率較高，輔助作業工作量少，油田使用者普遍反映良好。新疆、吐哈和青海等油田小修作業裝置基本以輕型修井機為主；長慶油田小修作業裝置中有2/3是修井機，履帶通井機已基本從修井作業中淘汰下來，僅用於油氣井試油作業。
60%以上的單位認為，輕型修井機是小修作業裝置的發展方向［2］。
國產輕型修井機，結構簡單，功能單一。美國進口的修井機配置較完整，作業功能齊全，可一機多用，可承攬多種石油工程。但在目前國內油田生產的體制下，這種修井機並不適用，如美製雙滾筒修井機，其撈砂滾筒基本沒有使用，裝置部件長期閒置，造成較大的浪費。
國產修井機應根據使用者的需求，簡化結構，降低裝置成本。例如鉤載392kn級以下的輕型修井機，應採用單滾筒絞車結構，井架高度16～21m，提公升單節管柱，井架不配裝二層臺和抽油杆懸掛器等。通常情況下不配置轉盤傳動系統及相關部件。
總質量較輕，約為22～26t。底盤多選擇三車橋結構型式，前橋為單軸結構。
目前國內輕型修井機已進入油田市場，從載運型式方面分為兩大類，即修井機專用底盤和二類汽車底盤。
1.專用底盤輕型修井機
裝配輕型修井機專用底盤，技術和經濟上較合適，行駛和作業共用一台發動機液力傳動箱，車台平面較寬闊，將發動機液力傳動箱布置在車台中部，減輕前橋載荷，車上裝置布局合理。6×6驅動型式，越野能力強，適用於各油田路況。主要生產廠家有江漢石油管理局第四石油機械廠、江漢石油管理局機械廠和南陽石油機械廠。
江漢石油管理局第四石油機械廠生產的輕型修井機有兩大系列。
xj150輕型修井機系列，額定鉤載294kn，裝配國產柴油發動機，功率175～204kw；採用液力機械變速器，具有動力換擋功能，前進5擋，倒退1擋；單滾筒絞車結構，井架高度有16、18和21m三種。
xj250輕型修井機系列，額定鉤載392kn，裝配進口或國產柴油發動機、液力機械變速器，裝機功率185～230kw，具有動力換擋功能；單滾筒絞車結構，井架高度有16、18和21m三種。
xj150、xj250修井機專業底盤均為江漢石油管理局第四石油機械廠自主設計製造，選用國產軍用載重汽車車橋、動力轉向機構，越野能力強，效能可靠。
江漢石油管理局機械廠生產的輕型xj250修井機，絞車機械效能與江漢石油管理局第四石油機械廠的xj250修井機相似，修井機專用底盤由漢陽特車廠配套設計製造。
南陽石油機械廠生產的xj40灘塗修井機，絞車機械效能與江漢石油管理局第四石油機械廠xj250修井機相似，修井機專用底盤由泰安特車廠配套設計製造，採用20.5-25大直徑輪胎，涉水深度0.8m。
2.二類汽車底盤輕型修井機
這類修井機技術含量較低，生產廠家較多，結構差異較大，效能良莠不齊。
(1)載運底盤目前用於修井機運載車的汽車二類底盤有德國賓士2631系列載重汽車二類底盤（包括德國進口及國產北方賓士）、捷克t815系列載重汽車二類底盤、國產鐵馬系列載重汽車二類底盤和國產斯泰爾1491/6×6系列載重汽車二類底盤。其中，捷克t815、國產斯泰爾汽車二類底盤各修井機廠家選用較多。t815汽車底盤越野能力強，效能可靠，但維修較困難；斯泰爾汽車底盤，前橋載荷富餘量不大，車架強度不足，在選用時應謹慎。
由於輕型修井機自背井架，井架較長，在行駛狀態下，井架平放時落在駕駛室上方，並向前伸出，使前橋載荷較大。汽車二類底盤本身，發動機前置，前橋載荷富餘量不大。上車裝置要布置合理，以防前橋超載。
必要時可選擇加長軸距的汽車二類底盤。有的使用者要求裝配車台發動機，單獨驅動絞車系統。這將加大前橋載荷，廠家在總體布置時應謹慎，否則會潛伏安全隱患。
輕型修井機採用行駛和作業共用一台發動機的動力方案，需要汽車二類底盤配置全功率取力器，將發動機動力傳遞到車上絞車系統。通常汽車二類底盤配置有多種型式的取力器，但全功率取力器為數不多，修井機生產廠家選擇時應慎重。
(2)動力傳動輕型修井機的動力傳動，各廠家產品結構不同，效能差異較大。目前國內生產的輕型修井機有以下幾種傳動方式：①液力傳動，配置液力變速器，動力換擋，起公升能力大、傳動平穩安全，操作方便，綜合效能優越；②液力傳動，配置液力變矩器，加配機械變速器，機械換擋，起公升能力大，傳動平穩安全，換擋時需切斷動力，停轉換擋操作不便；③機械傳動，配機械變速器，機械換擋，結構簡單，但綜合性能較差。
輕型修井機的發展方向
從近幾年國內修井機的銷售趨勢來看，中、重型修井機銷量趨於平緩，而輕型修井機的銷量逐年增加。根據市場調研和修井機使用者的反饋資訊分析，輕型修井機在今後一段時期將會向以下幾個方面發展。
1.用途向兩大型別發展
(1)簡易輕型修井機主要是根據目前油田作業隊的實際工作要求而對口設計製造的，用以完成起下操作的單一功能修井作業，結構簡單，專用性較強，**低廉，是履帶通井機的理想換代機型。絞車為單滾筒結構，可配置液壓動力大鉗、液壓卸扣油缸等井口裝置。起下單根立柱，井架高度(淨高)分為16、18和21m三種規格。
不裝備轉盤及傳動系統，在配備幫浦車時，輕型修井機可完成簡單的迴圈操作。青海油田使用江漢石油管理局第四石油機械廠的xj150修井機，可自行駛爬上號稱世界第二海拔高度的井場，順利地完成了修井作業。
(2)綜合型輕型修井機具有多種作業功能，一機多用，可完成修井、鑽井、試油、提撈岩心筒等多種作業。這種修井機是為油田特殊使用者和與國際接軌的石油專業公司設計製造的，基本機型為單滾筒結構，根據使用者要求，可提供加裝撈砂滾筒的雙滾筒絞車結構；可裝配轉盤及傳動系統，使其具有起下操作和旋轉操作功能。長慶油田已使用江漢石油管理局第四石油機械廠帶有轉盤傳動系統的綜合型xj40修井機，用於鑽探淺層油井作業；江西鹽礦使用同型別xj40修井機鑽探鹽井。
2.向專用底盤修井機方向發展
輕型修井機專用底盤，車台平面較寬闊，有足夠的空間加裝撈砂滾筒、轉盤及傳動系統；行駛和作業共用一台發動機液力傳動箱，簡化了結構，節約了成本；發動機液力變速箱布置在車台中部，有效地減輕前橋載荷。車上裝置布局合理，尤其是在**上與汽車二類底盤修井機同規格型號、同樣配置的機型相比較，僅為汽車底盤修井機的70%左右。
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