[00382081]石油钻井井口智能动力钳及其工程应用

项目属于油气资源勘探与开发开采装备工程领域，旨在提高海洋和陆地石油钻井的作业效率和安全性，降低钻井生产成本。石油钻井井口智能动力钳的作用是在钻井起下钻、下套管过程中，根据每口井的作业参数要求，自动对钻杆、套管进行上扣或卸扣，实现标准化、程序化的钻井井口无人化作业，从而有效地提高钻井的作业效率和安全性，降低生产成本。1）创新设计了钻杆动力钳的扭矩测定装置，实现动力钳在上卸扣作业时直接、准确地测定钻杆接头丝扣的实时扭矩，保证每一根钻杆能快速、正确的联接或松开，获得国家发明专利——“液压钻杆动力大钳的扭矩测定装置”（专利号：200610098182.6），项目产品获国家重点新产品计划（2004ED690100）。2）创新设计了动力大钳的钳门和行走机构，使动力钳在作业时钳门自动启闭，并与行走等动作实现互锁机能，提高钻井工作效率和安全可靠性，获得实用新型专利2项：“动力大钳的钳门” （专利号：200620165370.1）、“行走式动力大钳”（专利号：200620077899.8），项目产品获省火距计划项目（H2004292），被认定为省高新技术产品（030623G0032N）。3）创新设计了动力钳的钳头和支承机构，提高了动力钳的可靠性和使用寿命，获得实用新型专利3项：“动力钳的钳头”（专利号：200520073607.9）、“动力大钳缺口齿轮支承装置”（专利号：200520128518.X）、“液压钻杆动力大钳主钳支承机构”（专利号：200620165384.3），项目产品被认定为省高新技术产品（070623G0126N）。4）创新设计了动力钳的旋扣装置和主钳升降机构，扩展动力钳的使用功能，实现钻杆和套管上卸扣多用，获得实用新型专利2项：“新型旋扣动力钳”（专利号：200720037818.6）、“动力大钳主钳的升降机构”（专利号：200820185205.1），项目产品获国家重点新产品计划（2012GRC10101），被认定为省高新技术产品（100623G0108NN）。5）创新设计了柔性换档机构，实现动力钳上卸扣作业速度的迅速、准确切换，获得实用新型专利——“动力钳的柔性换档机构”（专利号：201020142103.9），项目产品被认定为省高新技术产品（110623G0560N）。6）创新设计了液压动力钳扭矩测试记录仪，实现了对钻杆、套管的上扣卸扣作业过程扭矩实时在线监控，该记录仪解决了油田修井作业中因扭矩过高而损坏油管、扭矩过低上不紧丝扣造成泄露多年未解决的难题。（成果发表于2003年12月的《工业控制计算机》杂志）。7）研制了网络化、智能化、集成化的嵌入式智能监控与维护系统，实现了对动力钳的机械、电气、液压、仪表的集成控制、监控与维护，保证了钻井作业的安全高效运行，降低了生产成本。获授权发明专利1件：“液压机嵌入式智能监控与维护模块”（ZL200910035883.9）。2、授权专利情况：项目获得国家发明专利2件，实用新型专利8项，制订企业标准3项，中国石油天然气行业标准1项，发表论文3篇。3、技术经济指标：夹持管径：钻杆31/2"—81/2"、套管41/2"—20"；最大扭矩：钻杆100kN.m—135kN.m、套管35kN.m—85kN.m。4、应用推广和效益情况：江苏如石机械有限公司应用该项目技术，生产的智能动力钳产品近三年累计新增销售4.7亿元，新增利税8000万元。产品因其领先的技术制造优势和产生的良好经济社会效益，被认定为中国石油石化装备名牌产品和江苏省名牌产品。