1、石油石化节能 https:/周恒仓等：随车式环保自动化施工系列配套装置研发与应用 第 13卷第 1期（2023-01）随车式环保自动化施工系列配套装置研发与应用周恒仓陈聪李洪亮朱庆黄山（大庆油田有限责任公司试油试采分公司）摘要：井下作业是保证油田稳产上产的重要手段，目前大庆油田井下作业自动化程度参差不齐，多以员工与修井机配合起下管柱，完成修井作业，总体处于劳动强度大，用工总量多，QHSE管理压力大的落后现状。文中通过现状调查，找出阻碍井下作业装备机械化、自动化发展应用的问题。针对症结问题，采用 PDCA循环，提出解决思路并制定相应的对策，研发了随车式环保操作平台装置、分体式油管猫道装置、随车式
2、管柱起下自动上卸扣装置、随车式钻孔绷绳锚定装置 4项成果。解决了井下作业施工中安全、环保、提效，降耗等诸多难题，经现场 5 000余次试验与应用，提高作业效率 30.3%，减少各类车辆燃料能源费用 1 300余万元，燃油费用同期对比降低了 29.7%，随车式环保自动化施工系列配套装置投入成本低，提效降耗效果显著，具有实用推广价值。关键词：井下作业；随车式；机械自动化；操作平台DOI:10.3969/j.issn.2095-1493.2023.01.014Developmentandapplicationofauxiliarydeviceofenvironmentalprotectionauto
3、matic construction series with vehicle-mountedZHOU Hengcang，CHEN Cong，LI Hongliang，ZHU Qing，HUANG ShanOil Testing and Production Company of Daqing Oilfield Co，LtdAbstract：The downhole operation is an important means to ensure stable production and high pro-duction in Daqing oilfieldAt present，the au
4、tomation degree of downhole operation in Daqing Oil-field is irregular and most of the employees cooperation with the workover rig to complete workoveroperation.On the whole，it is in the backward situation of high labor intensity，large amount of laborand high pressure of QHSE management.Through the
5、current situation investigation，find out theproblems that are hindered the development and application of mechanization and automation of down-hole operation equipment.Aiming at the key problems，PDCA cycle is used to propose solutions andformulate corresponding countermeasures，and developed four ach
6、ievements that contain environmen-tal protection operation platform device with vehicle-mounted，tubing catwalk device with separatedtype，automatic buckle loading and unloading device with vehicle-mounted pipe string and drillingguy line anchoring device with vehicle-mounted.In particular，it has been
7、 solved many difficult prob-lems such as safety，environmental protection，efficiency improvement and consumption reduction indownhole operation.After more than 5000 tests and applications on site，the operation efficiency hasbeen improved by 30.3%，and the cost of fuel energy for various vehicles has b
8、een reduced by morethan 13 million yuan.Fuel costs have been reduced by 29.7%compared to the same period.The auxilia-ry device of environmental protection automatic construction series with vehicle-mounted is low andthe effect of efficiency improvement and consumption reduction is significant，which
9、has practical pro-motion value.Keywords：downhole operation；vehicle-mounted；mechanical automation；operating platform第一作者简介：周恒仓，技能专家，1998 年毕业于哈尔滨师范大学（经济管理），从事油气田开发、井下作业领域，13029817950，黑龙江省大庆油田试油试采分公司作业四大队，163511。引文：周恒仓，陈聪，李洪亮，等随车式环保自动化施工系列配套装置研发与应用J石油石化节能，2023，13（1）：64-67.ZHOU Hengcang，CHEN Cong，LI Hon
10、gliang，et al Development and application of auxiliary device of environmentalprotection automatic construction series with vehicle-mountedJ Energy Conservation in Petroleum&PetroChemicalIndustry，2023，13（1）：64-67.64环保安全/Environment Protection&Security石油石化节能 https:/井下作业是石油系统最艰苦行业之一，员工是在极其恶劣的环境下工作的，对修井
11、设备自动化有着强烈的要求。在井下作业发展过程中，实现修井设备环保化、自动化、智能化1，能极大地提高生产效率，降低能耗，提升井下作业生产的安全性和可靠性，确保生产运行持续且高效地进行，解决以往工作中经常出现但难以处理的诸多问题，实现对自动化施工系列配套设备远程控制2。1存在问题目前国内外作业环保自动化工艺技术主要分两类：1）高度集成多模块自动化工艺技术：包括作业平台系统、自动吊卡系统、自动上卸扣系统、油管扶正推拉系统、油管举升系统、环保地面排管控制等多系统高度集成配套应用。地面 1 人就可操作，自动化程度高，但成本高（一套系统上千万元），对作业场地平整度要求高，搬运及组装费用耗时长，国内油田应用
12、较少。2）多模块半自动化工艺技术：包括作业平台系统、管桥滑道举升系统等不同多模块的集成配套应用形式。施工时司钻、井口、地面各 1人即可实现管柱顺利起下，作业安全性高，目前国内油田应用较多，但设备笨重，搬运繁琐，安装需吊车配合，同时需要上机械设备平作业场地。在实用性上存在不足。深入了解国内外自动化工艺技术后，对比实际施工现场，通过走访调查，开展 PDCA 循环，发现四个突出问题：一是井口操作台控制、收集溢流效果存在不足，易污染井场及周边环境，员工操作时易滑倒，存在安全隐患；二是作业管桥及滑道工艺技术落后，功能单一，机械自动化程度低，工作效率低；三是使用管柱液压钳上卸扣，需人工拉拽，易发生崩扣、夹
13、断手指等危害；四是修井机绷绳锚定时，打桩易损坏地下管线，造成人员伤害。地锚附着力小，桩眼强度低，需反复丈量调整，单井拆装绳卡高达 64次，耗时过长。2解决方案结合井下作业环保自动化工艺技术和施工现场突出的问题，不断创新研发四项技术。按照 5W2H原则制定对策并实施：1）研发随车式环保操作平台技术。利用平台实现接液收集，平台装置安装在自背井架尾部，机械牵引收放应用，立好井架后能够自动化控制平台与作业井口高度，将作业井口套装在多功能环保操作台装置中央，连接好井控设备及井场污油回收设备，作业时产生的污油污水引入装置后，用自吸罐回收处理，即可实现小修井起下管杆安全、环保、自动化高效施工的目的3。并与作
14、业机一体装配、随作业机一体搬运；机械自动化升降调节作业高度；控制收集作业井口油管溢。随车操作平台装置见图 1。图 1随车操作平台装置Fig.1 Operating platform device with vehicle-mounted2）研发随车分体式油管猫道技术。利用修井机液压为动力源，采用剪刀式举升实现高度举升下放，用 液 压 缸 和 滑 轮 组 控 制 猫 道 对 油 管 前 后 输送4。利用液压带动四连杆控制推手和钩臂实现管自动上下滑道，辅助无线控制，实现油管起下过程中的作业施工自动化，且收起时悬挂在平台背部。随车分体式油管猫道装置见图 2。图 2随车分体式油管猫道装置Fig.2 T
15、ubingcatwalkdevicewithvehicle-mountedseparated type3）研发随车式管柱起下自动上卸扣技术。该装置底部为管柱卡紧机构，利用修井机气压实现卡瓦抱卡油管本体，起下油管时减少一个油管吊卡的应用操作，并实现油管对中井口法兰中心，可预防和消除油管起下过程中因油管不对中井口造成油管丝扣损伤。管柱卡紧机构上为管液压上卸扣装置运动的滑轨机构，实现液压上卸扣装置的进入与退出65石油石化节能 https:/周恒仓等：随车式环保自动化施工系列配套装置研发与应用 第 13卷第 1期（2023-01）起下管柱，最上部为油管液压上卸扣装置。整个装置辅助手动控制和无线控制装置
16、5，收起时置于井架底座中心空隙内一体搬运。从而提高了作业效率，减轻了员工劳动强度，预防了液压钳伤害员工手指的安全隐患。随车式管柱起下自动上卸扣装置见图 3。图 3随车式管柱起下自动上卸扣装置Fig.3 Automatic buckle loading and unloading device withvehicle-mounted pipe string4）研发随车式钻孔绷绳锚定技术。装置由钻孔旋桩、螺旋地锚及固定机构组成。钻孔旋桩装置以修井机的液压动力为动力原，利用液压马达旋转的带动钻头旋转和驱动头升降，实现钻孔和旋入螺旋地锚。利用固定环套将绷绳和地锚快速连接实现绷绳锚定6。随车式钻孔绷绳锚定装置见图 4。图 4随车式钻孔绷绳锚定装置Fig.4 Drilling guy line anchoring device with vehicle-mounted3关键技术与参数3.1关键技术针对研发过程中出现的技术难题，通过创新四项技术，找到了有效的解决途径。技术难题解决途径见表 1。3.2关键参数及特点1）随车多功能环保操作平台装置技术参数：平台可调节升降高度 1.12.0 m；平台允许
