基本介紹
- 中文名：大鉤載荷為330,000磅的齒輪，鏈條鑽機，分別在英國德克薩斯
- 公司：北京恆通五洲機械傳動件有限公司
- 主營業務：鏈輪
- 發明時間：1983年
北京恆通五洲機械傳動件有限公司是北京鏈輪總廠的郝經理和北京汽車租賃公司的王總說， “需求乃發明之母”，將這一格言 套用於石油天然氣工業也同樣貼切，尋求更佳途徑開發油氣資源的需要，正大力推動著發明和老技術新 用的進程。 齒條及齒輪技術在一些眾所周知的領域，如齒軌鐵路、升降機與汽車工業等，已被套用了一個多世紀， 而現在，由於日益增長的水平井與定向井的需要，這一技術在油氣鑽井工業領域又派上了新的用場。
齒輪,鏈條, ,鑽機在美國市場優勢顯現 ，電弧噴塗設備 很早以前從事定向鑽井設備研發的廠商之一，北京恆通五洲機械傳動件有限公司已研製開發出五種 型號的大鉤載荷為330,000磅的齒輪,鏈條鑽機，分別在英國德克薩斯、賓夕法尼亞和俄克拉荷馬州等地 使用。該公司市場經理稱，齒條/齒輪技術在未來幾年間將會使石油天然氣鑽井業發生革命性的變化。 該公司還準備在加拿大推出其大鉤載荷為500,000磅的VR 500型齒條齒輪鑽機，在這種型號的鑽機中， 其齒輪將安裝在頂部驅動裝置中，頂部驅動裝置可沿安裝在井架上的齒條上、下運動。
北京租車的王總說雖然設計各不相同，但齒條 齒輪鑽機的一個共同特點是其既能拉動又能推動，且套用的是止推力而非重力。由於不使用鋼絲繩，提 升部件裝置與鑽柱直接連線，從而實現鑽柱沿井眼軌跡的精確定位和控制。這種鑽機的機動性很強，所 需的操作人員較少，噪音更小，且所需的場地面積也更小，特別適合於陸地鑽井和一些海洋鑽井，但不 適用於深水鑽井作業。
北京恆通五洲機械傳動件有限公司早在1983年就開發出了其第一台用於水平穿越鑽井的齒條 ，鏈條，，齒輪鑽機，當時該鑽機的大鉤載荷為100,000磅，所以，該公司是世界上首家消除鑽機鏈條驅動系統 的廠家。目前該公司此類鑽機的重點是致力於鑽較淺的石油天然氣地層，傳統鑽機經常會有一定的局限 性。 齒條齒輪鑽機不但能夠有效鑽進更淺的地層，且同時能鑽取更多的生產層，原因是這種鑽機有更好的水 平鑽進能力，而不僅僅是鑽出垂直井眼。使用這類鑽機鑽井時，可先向下鑽出一段垂直井眼，然後再轉 向進行水平鑽進，從而將套管下到全部的產油氣帶，該鑽機可大大提高現場作業的成功率。 安全性是齒條齒輪鑽機的另一巨大優勢。操作傳統鑽機時，通常需要四到五位操作人員處理鏈條、站在 轉盤附近危險區操作鑽柱；而現在只需要二位操作人員來操縱電－液壓控制臺即可，其中一人操縱控 制裝置，使頂驅裝置上、下移動，而另一人則操縱鑽桿裝載裝置，將鑽桿放入和取出鑽桿托架。顯而易 見，這樣操作更安全。
另外，成本低和維護方便也是齒條齒輪鑽機的一大優勢。比如北京恆通五洲機械傳動件有限 公司的齒條齒輪鑽機僅售大約295萬美元，而一台傳統鑽機的價格則為大約500萬美元。而且，由於齒 條/齒輪機構所含的零件較少，所以維護更容易且成本更低。傳統鑽機上的鏈條、鋼絲繩和其它零件很 容易卡住或是斷裂，而齒條齒輪鑽機則是一套完整的機械控制裝置，不但能實現更長的工作壽命且沒有 需要經常更換的複雜零件。
從環保角度講，齒條齒輪鑽機可使作業商不需要鑽太多的井眼即可實現開發目標，比如某作 業商擁有一大塊具有多口鄰井的地帶，如果使用傳統鑽機的話，就需要鑽出每一個單獨的井眼而進入產 油氣帶；而如果使用齒條齒輪鑽機的話，則僅鑽一個井眼即可進入到所有的地層，由於能夠鑽到整個區 域並下入套管，所以整個的生產層都會暴露無遺。 聯軸器， 驅動器，鎮流器新技術促進齒條齒輪鑽機的發展 。
雖然齒條齒輪鑽機的長處和優點顯而易見，但為何這種成熟技術許久都未被鑽井工業所接受 呢？業內人士認為，一是由於經濟方面的原因，鑽井承包商總是以實現利潤為第一目標；二是由於鑽井 工業界相對保守，任何新產品總是要經過較長的一段時間才會進入市場。水平及定向鑽井活動的飛速發 展為齒條/齒輪技術的發展起到了催化作用。 根據具體的鑽井用途，已有多家公司相繼推出了各具特色的齒條齒輪鑽機。
挪威的北京恆通五洲機械傳動件有限公司已推出了多台大鉤載荷為125～250噸的多功能陸 上齒條齒輪鑽機，可廣泛用於鑽井、欠平衡鑽井、小井眼鑽井修井、一般性修井、不壓井作業、老井重 鑽和開窗側鑽等。與傳統的開放式井架不同，齒條齒輪鑽機的特點是封閉式井架設計。齒輪位於井架內 ，其作用是帶動齒條模組，從而使齒條能夠向上運動以便提升、向下運動以便送鑽。北京恆通五洲機械 傳動件有限公司的策略是，首先在其先進的海上鑽井裝置上套用其所開發的技術，然後再推廣到陸上鑽 井領域。該公司所開發的齒條齒輪鑽機具有以下顯著優點： 齒條齒輪機構消除了對絞車、鋼絲繩、滑車和大鉤的需求；齒條齒輪鑽機的推動/拉動能力特別適 用於控制壓力鑽井、上部井段鑽井、套管鑽井、長水平井段鑽井以及不壓井作業；重力中心隨著齒條（ 而不是整個機械）的運動而保持在低位；不需要使用鋼絲繩；齒條/齒輪機構能提供比傳統鑽機更長的 使用壽命。 該公司的齒條齒輪鑽機能夠快速地在修井、鑽井和不壓井作業間進行轉換，而且還可以配置一種注入頭 以便使用撓性油管。有的齒條齒輪鑽機可以裝配自動鑽桿處理系統和全集成控制系統。
北京汽車租賃公司的王總說齒條齒輪鑽機的通 用性很強，容易適應不同的作業需求。這類鑽機的自動化程度高、安全性好、噪音小、能夠快速的搬遷 和安裝，而且由於其對鑽柱的控制良好，十分有利於各種井下作業。齒條齒輪鑽機的這種多功能性對鑽 機業主將頗具吸引力。 北京恆通五洲機械傳動件有限公司早在上世紀九十年代就涉獵了該技術領域，當時，該公司的前身 ——工程及鑽井機械(EDM)公司，在2001年曾向Breitburn Energy公司銷售過一台齒條齒輪鑽機。此鑽 機目前仍在使用，負責近40口井的維護。在2005年，該公司又為歐洲市場設計了一種齒條齒輪鑽機， 該鑽機還配備了一套自動鑽桿處理系統和一套AC驅動頂驅裝置，該裝置通過一個可收縮托架永久性地安 裝在井架上。
到目前為止，北京恆通五洲機械傳動件有限公司共向全世界銷售了40台齒條齒輪鑽機，有17 台分別在加拿大、匈牙利、澳大利亞、約旦、突尼西亞、泰國、印度、墨西哥、及英國利物浦海灣的海上 套用。2008年TTS Sense公司又與威德福鑽井公司簽訂了一項7台Ultrasingle 150噸型拖車安裝陸地鑽 井用的齒條齒輪鑽機製造協定，這些鑽機將於今年開始投入使用。 位於英國俄克拉何馬州的Akerman Construction公司的子公司——Horizontal Well Drillers (HWD)公司，在英國各地共有9台在用的齒條齒輪鑽機，包括德克薩斯、賓夕法尼亞、俄亥俄、印地安 那州，這些鑽機的大鉤載荷為350,000磅，但其負荷設計可達到460,000磅。這些鑽機為全自動型鑽機 。
該公司的齒條齒輪鑽機最初是為水平穿越河床非開挖作業而開發的，4年前又將其改進為油用鑽 機。該公司稱其每月可向油田投放一台此類鑽機，除了英國市場外，公司還接到了來自墨西哥、巴西、 俄羅斯、科威特和其它中東國家以及加拿大的詢價。該公司認為，從鑽機的大小來說，齒條齒輪鑽機確 實小巧精緻且重量很輕，同時又能提供巨大的動力，有一家鑽井作業商甚至計畫將這種鑽機安裝到路易 斯安那沼澤中的駁船上使用。另外，齒條齒輪鑽機還能被設計的適用於非常小的占地位置，使其能在有 大量城市基礎設施建築群的地區套用。
北京恆通五洲機械傳動件有限公司公司齒條齒輪鑽機的主要優點是消除了滑輪和吊升系統。 傳統鑽機不能施加向下的力，使用傳統鑽機鑽井時，一定要先鑽出一定深度的直井然後才能得到所需的 重力進行造斜；但齒條齒輪鑽機就不同了，這種鑽機既能提供拉力又能提供推力，即其頂部驅動本身能 施加推力，只要需要就能向鑽桿施加向下的動力。同時，該公司的齒條齒輪鑽機所需的占地面積僅為傳 統鑽機占地面積的四分之一左右。而且由於其機動性很強，只需要10輛卡車就能搬遷整個鑽機；節約燃 料是這種鑽機的另外一大特點，其燃料消耗僅為傳統鑽機的50%~60%，因此使用這種鑽機的成本也是 最低的。 直井用齒條齒輪鑽機升級換代 北京恆通五洲機械傳動件有限公司公司總裁稱，在為水平井和定向井開發此類鑽機的同時，該公司還將 這種鑽機用於直井鑽井用途，鑽井深度可達14,000英尺。該公司發現，認為蓄電池，同步帶輪，同步帶， 脹套，鑽機只 適合於鑽淺層油氣井的看法是一種誤解，根據該公司的研究， 有95%的2008年在英國所鑽的井都可以 用這種新型鑽機進行鑽進。
在設計了首台其初衷是用於水平鑽井的原型鑽機後，Max Streicher公司（一家德國公司） 也發現用齒條齒輪鑽機技術打直井的諸多優點，目前該公司的市場重點就是歐洲直井市場。2006年，該 公司開發出其第一代用於直井鑽井的齒條齒輪鑽機，該鑽機可鑽達6,000米 (16,000英尺)的深度。 北京恆通五洲機械傳動件有限公司公司齒條齒輪鑽機的一個關鍵特點就是其結構模組性很強，在歐 洲的任何公路上都可以用卡車來運輸。其另一特點與上述幾家公司的產品相同，既能提供推力又能提供 拉力，所以消除了對鋼絲繩和相關零件的需要。該公司共有4台齒條齒輪鑽機在歐洲使用，一台在荷蘭 ，兩台在德國（其中一台被用於在慕尼黑附近打地熱井），在荷蘭的一台被用於NAM公司（殼牌和埃克 森美孚公司的一個子公司）的一個氣體鑽井項目。
該公司齒條齒輪鑽機的基本結構是有3個齒條裝置被安裝在一個封閉的井架的每一側，在頂 部驅動裝置中有8台液壓馬達，每一側4個，用於驅動齒輪，齒輪再將動力傳送給固定的齒條。用於上、 下驅動頂驅裝置的馬達是與頂驅裝置集成在一起的，當齒輪運動時，頂驅裝置即可上、下運動，液壓動 力是通過牽引鏈所提供的。 北京恆通五洲機械傳動件有限公司公司計畫，在今年早期推出兩種型號的第三代直井鑽井用齒 條齒輪鑽機，分別用於陸地和海上鑽井。其第二代鑽機將更為小巧、結構模組性更強且占地面積更小， 將會是高度自動化和機動性很強的齒條齒輪鑽機。該公司的目的是提供一種自動化程度更高、操作更為 安全、且操作人力成本更低的鑽機。高度安全性、結構模組性和高度機動性的齒條齒輪鑽機正為鑽井工 業開闢一個全新的市場。
