讓鉆機站穩腳跟的人——記寶石機械公司高級工程師張友會


來源:中國產業經濟信息網   時間:2020-10-27





  9月10日上午,記者終于“逮著”了對著電腦上井架模型“發呆”的張友會。剛完成了一個急要的新項目設計,他正抓緊時間最后審一遍圖,當天提交系統。


  張友會2004年進入寶石機械公司。在這里,他像海綿一樣努力吸取鉆機鋼結構系統的研發設計、鋼結構件制作的知識和經驗,逐漸成長為科研骨干,先后承擔了十余項國家級、省部級重大科研項目,榮獲寶雞市科學技術獎、陜西省科學技術二等獎。


  2012年,為了助力“新疆大慶”建設提速提效,寶石機械決定研制新型9000米4單根立柱鉆機,通過增加鉆柱容量,加長鉆具高速運行區段,降低起下鉆頻次減少井下故障和復雜情況發生,實現省時提速的目標。


  4單根立柱,看似就是在常用的3單根立柱中再增加一根9.5米的鉆桿而已。然而牽一發而動全身,增加一根鉆桿就會對鉆機起升和作業帶來巨大風險,鉆機八大系統中兼具承載和支撐作用的結構件系統,也將面臨重大考驗。承擔這套鉆機結構件設計任務的張友會感覺到了前所未有的壓力。


  鉆機結構件設計要考慮井架底座自重、作業承重、配套設備重量,以及其起升后風向風力、地面震動因素對安全性造成的影響,同時還要考慮制造、交通運輸、安裝起升的各種條件限制,一個單項的調整,就會影響其他。


  為了滿足4單根立柱起下鉆需要,張友會設想將井架相應延長,底座升高,這使鉆機高度達到57.5米,相當于20層樓高,井架超過12000米鉆機成為國內最高的K形井架。這樣高的井架,怎樣才能實現安全起升、穩定作業?張友會將單片井架寬度適當增加,并結合材質、風力和地質因素,利用三維仿真設計和有限元分析,確定了最合理的材料和結構,保證鉆機起升作業風險安全可控。


  9000米4單根立柱鉆機攻克了超高井架起升、超長立根靠放穩定性和移位等關鍵技術,2013年在塔里木油田投入應用后作業一直表現平穩,鉆機起下鉆效率提升約12%,使我國超深井鉆機研發技術邁上了一個新臺階。


  2015年,寶石機械為中國地質調查局“海洋地質十號”調查船研發配套首套舉升式勘察船全液壓工程鉆機,后來被譽為“海洋鉆探能手”。


  調查船船體不大,留給鉆機的容量有限,還要實現海底樣本即采即送一體化功能。張友會結合船體空間,海洋作業環境的風暴、洋流等因素,模擬了128種具體工況進行推演和分析,創造性地設計了類似龍門吊的門形結構井架,最大限度地減少了井架的重量又保證井架的穩定性。全新結構的門形井架通過液缸直接驅動游動系統沿著井架“門框”上下運行來實現起下鉆作業的工作模式。既避免了海洋常規塔形井架偏高帶來的安全風險,又滿足海底采樣提升后直接傳送井架旁邊實驗室供科研人員取用的要求。


  在承擔一系列產品開發的同時,張友會在國家“863”計劃項目子課題《深水鉆機井架技術研究》中取得了突破,形成了海洋動態隨機載荷統計數據的基本分析方法,總結出海洋動態井架各載荷組合的基本原則及方法。這就像是為深水鉆機井架設計制定了一個公式,為海洋鉆機井架設計提供了一條捷徑,為后續實物產品的設計節省大量時間。


  進入研發系統13年來,張友會創新設計了數十套鉆機井架底座,滿足了多種特殊工況鉆機作業需求。(江艷)


  轉自:中國石油報

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