石油鉆機常識

石油鉆機常識一.石油鉆機的構(gòu)成

石油鉆機：是用來進行油氣勘探、開發(fā)的成套鉆井設(shè)備。是由多種機器設(shè)備組成、具有多種功能的聯(lián)合工作機組。為滿足鉆井工藝要求，整套鉆機必須具備以下八大系統(tǒng)設(shè)備。即動力驅(qū)動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、鉆機底座、輔助設(shè)備系統(tǒng)。要具備起下鉆能力、旋轉(zhuǎn)鉆進能力、循環(huán)洗井能力。1.旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)

為了轉(zhuǎn)動井內(nèi)鉆具，帶動鉆頭破碎巖石，常規(guī)鉆機配備有轉(zhuǎn)盤、水龍頭或頂部驅(qū)動裝置。2.循環(huán)系統(tǒng)作用：循環(huán)鉆井液以連續(xù)高效鉆井。鉆井液的主要作用：及時清除井底破碎的鉆屑并將鉆屑攜帶至地面、冷卻鉆頭、穩(wěn)定井壁、控制地層壓力等。二.石油鉆機的主要系統(tǒng)

3.提升系統(tǒng)作用：起下鉆具、下套管、控制鉆壓。組成：絞車、游動系統(tǒng)（天車、游車、鋼絲繩）、大鉤及井架。上述三大系統(tǒng)設(shè)備是直接服務(wù)于鉆井生產(chǎn)的，是鉆機的三大工作機組。4.動力系統(tǒng)

主要作用：為鉆機三大工作機組和輔助設(shè)備提供動力?？梢允遣裼蜋C及其供油設(shè)備，或交流、直流電機及其供電、保護、控制設(shè)備等。5.傳動系統(tǒng)

作用：把（柴油機或柴油機發(fā)電機組的）動力分配到各個工作機組。

組成：機械傳動——減速、液力傳動、并車和分動、變速等；

電氣傳動——可控硅直流傳動SCR/

交流變頻傳動VFD;

液壓傳動

7.鉆機底座

在寒冷地區(qū)鉆井時還需配備保溫設(shè)備。三.石油鉆機類型1.按鉆井方法分類沖擊鉆機（鉆機頓鉆）地面驅(qū)動旋轉(zhuǎn)鉆機井下驅(qū)動鉆機高寒鉆機用于低溫環(huán)境下的鉆井作業(yè)。

直升飛機吊裝鉆機用于叢林、島嶼和沙漠腹地等不適合車輛運輸?shù)挠蛥^(qū)。四.鉆機型號的表示方法示例：5000m交流變頻電動鉆機表示為ZJ50/3150DB五.鉆機的基本參數(shù)反映鉆機工作性能的數(shù)量指標(biāo)稱為基本參數(shù)。

1.名義鉆深范圍—鉆機在規(guī)定的鉆井繩數(shù)下，使用規(guī)定的鉆柱時鉆機的經(jīng)濟鉆井深度范圍。

2.最大鉤載—鉆機在規(guī)定的鉆井繩數(shù)下起下套管、處理事故或進行其它特殊作業(yè)時，大鉤不允許超過的載荷。

3.絞車額定功率

4.游動系統(tǒng)最多繩數(shù)—鉆機配備的輪系所能提供的最大有效繩數(shù)。

5.鉆井鋼絲繩直徑

6.鉆井泵單臺功率

7.轉(zhuǎn)盤開口直徑

8.鉆臺高度、底座型式

鉆機型號ZJ40/2250ZJ50/3150ZJ70/4500ZJ90/6750鉆井深度（41/2”DP）m

4000500070009000最大鉤載KN2250315045006750鉆井鋼絲繩直徑mm?32?35?38?45游動系統(tǒng)最多繩數(shù)10121214絞車額定功率Hp1000150020003000泥漿泵功率

Hp2X1300hp2X1600hp3X1600hp3X1600hp轉(zhuǎn)盤開口直徑

in201/2”/271/2”271/2”/371/2”371/2”371/2”井架工作高度

m434545.748鉆臺高度

m7.57.5/99/10.510.5/12驅(qū)動形式SCR/VFDSCR/VFDSCR/VFDSCR/VFD鉆機鉆機技術(shù)參數(shù)六.鉆機分述

1）機械傳動鉆機是指由柴油機提供動力，通過機械傳動系統(tǒng)將動力傳遞給各工作機的鉆機。

根據(jù)傳動機械的不同，機械鉆機又分為：膠帶傳動鉆機、鏈條傳動鉆機、齒輪傳動鉆機等。

2）復(fù)合驅(qū)動鉆機

是指各工作機由不同動力驅(qū)動的鉆機。

目前我國的復(fù)合驅(qū)動鉆機基本都是機電復(fù)合驅(qū)動。3）直流電驅(qū)動鉆機

是指用直流電動機驅(qū)動各工作機的鉆機。性能特點:

1.具有恒功率寬調(diào)速特性，可大大簡化鉆機的機械結(jié)構(gòu)。

2.電動機的短時增矩倍數(shù)達1.5～2以上，大大提高了鉆機的提升能力和處理事故的能力。

3.具有軟起動性能，可降低供電電源的容量。

4.交流變頻電機體積小，單機容量大，沒有碳刷換向器，不需制成防爆型，維護費用低，使用安全可靠，易于操作管理。

5.容易實現(xiàn)鉆機的自動化、智能化控制。4）交流變頻電驅(qū)動鉆機單軸齒輪傳動絞車，體積小、重量輕、傳動效率高、維護工作量小。

是指用交流變頻電機驅(qū)動各工作機的鉆機?？煲品桨?.鉆機快移方案井架整體運輸快移方案底座整體運輸發(fā)電機房整體運輸快移方案泥漿泵裝置整體運輸快移方案泥漿罐整體運輸快移方案七.鉆機的發(fā)展趨勢

1.類型趨于多樣化近幾年，為適應(yīng)井位環(huán)境和鉆井工藝的不同需要，石油鉆機的類型正趨于多樣化，如適應(yīng)各種環(huán)境的沙漠鉆機、海洋鉆機、淺?；蚝┿@機、極地鉆機、城市鉆機、直升機吊運鉆機和陸地鉆機等；適應(yīng)各種鉆井工藝的叢式井鉆機、斜井鉆機、小井眼鉆機、自走式鉆機、快移鉆機等。2.規(guī)模趨于兩極化深井鉆機趨向大型化,鉆深能力已達15000m，最大鉤載達12500kN。輕便鉆機趨向小型化，輕型石油鉆機主要以車裝鉆機為主。最小的微型鉆機采用小井眼鉆井技術(shù)，鉆深可達1500m，體積小，質(zhì)量輕，最輕的只有14t，節(jié)省鉆井費用30%～40%，減少拆裝時間60%～70%，節(jié)約鉆井液88%，減少井場面積70%。3.控制趨于自動化頂驅(qū)、盤式剎車技術(shù)的逐步成熟，以及電動控制和液壓驅(qū)動技術(shù)可靠性的逐步提高，為實現(xiàn)鉆井控制的自動化提供了可能，再加上海洋及深井等復(fù)雜工況下，鉆井工藝及成本對鉆井設(shè)備的要求使得鉆機控制自動化成為鉆機發(fā)展的一個重要趨勢。4.設(shè)計趨于人性化新型鉆機充分體現(xiàn)以人為本的思想，最大限度地滿足HSE要求：護攔、梯子要滿足安全規(guī)定。上下井架有助力器，二層臺有逃生裝置，鉆臺有逃生滑道。鉆機設(shè)有天車防碰和緊急剎車裝置，避免游車大鉤碰撞天車，并能在任何情況下迅速制動絞車和大鉤。選用無公害的摩擦盤、剎車塊、油漆，保證員工健康安全。剎車轂、輔助剎車的冷卻水循環(huán)使用，柴油機排放滿足環(huán)保要求等。八.鉆機主要部件及系統(tǒng)介紹配有桁架式起重架，供維修滑輪組用.天車架底部配有緩沖木。天車設(shè)計和制造符合APISPEC4F規(guī)范.天車是安裝在井架頂部的定滑輪組。1、天車基本參數(shù)型號TC225TC315TC450最大鉤載kN225031504500滑輪外徑mm112012701524滑輪數(shù)677鋼絲繩直徑mm323538型號YC225YC315YC450最大鉤載kN225031504500滑輪外徑mm112012701524滑輪數(shù)566鋼絲繩直徑mm323538游車基本參數(shù)2、游車游車，是在井架內(nèi)部上下作往復(fù)運動的動滑輪組。游車設(shè)計和制造符合APISPEC8A規(guī)范.型號DG225DG315DG450最大鉤載kN225031504500主鉤口開口尺寸mm190220220彈簧工作行mm180200200大鉤基本參數(shù)結(jié)構(gòu)特點:鉤體內(nèi)裝有液壓緩沖裝置。鉤口處裝有可靠的安全裝置.配有制動裝置，能靈活可靠的鎖緊或松開鉤身.主要受力件均經(jīng)無損探傷檢驗.大鉤設(shè)計和制造符合APISPEC8A規(guī)范.3、大鉤主要功用:懸持旋轉(zhuǎn)著的鉆桿柱，向旋轉(zhuǎn)著的鉆桿柱內(nèi)引輸高壓鉆井液，是提升、旋轉(zhuǎn)、循環(huán)三大工作機組相交匯的“關(guān)節(jié)”部件.水龍頭設(shè)計和制造符合APISPEC8A規(guī)范.4、水龍頭型號SL135SL225SL450最大靜負荷kN135022504500最高轉(zhuǎn)數(shù)r/min300300300最高工作壓力MPa353535中心管通徑mm647575接方鉆桿螺紋API65/8″REGLH65/8″REGLH65/8″REGLH5.轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)盤的功用：1.轉(zhuǎn)動井中鉆具，傳遞足夠大的扭和必要的轉(zhuǎn)速。2.下套管或起下鉆時，承托井中全部套管或鉆桿柱重量。3.完成卸鉆頭、卸扣，處理事故時倒扣、進扣等輔助工作。轉(zhuǎn)盤符合APISPEC7K規(guī)范.型號ZP175ZP205ZP275ZP375通孔直徑in171/2201/2271/2371/2最大靜負荷kN1350315045007250最大工作扭矩Nm13730225552746045000最高轉(zhuǎn)速r/min300350250300齒輪傳動比3.583.223.673.56轉(zhuǎn)盤基本參數(shù)技術(shù)參數(shù):額定輸入功率

1470kW最大快繩拉力

485kN檔數(shù)

4,無級調(diào)速鋼絲繩直徑

φ38mm6.JC70D絞車結(jié)構(gòu)特點:絞車由2臺800kW直流電機驅(qū)動。

主剎車采用液壓盤式剎車，剎車力矩大,安全可靠。

輔助剎車為電磁渦流剎車,下鉆時平穩(wěn)省力、易控制、增加可靠性,能有效延長剎車盤和剎車塊的使用壽命。滾筒開有繩槽，排繩整齊。配有過卷閥防碰裝置,增加了鉆機的安全性

液壓盤式剎車裝置由制動執(zhí)行機構(gòu)、液壓站及操作系統(tǒng)三部分組成。執(zhí)行機構(gòu)由剎車盤、剎車鉗、鉗架三部分組成，其中剎車鉗又分為常開式工作鉗和閉式安全鉗兩種型式。

液壓站是動力源，為執(zhí)行機構(gòu)提供必須的液壓動力；操作系統(tǒng)是動力控制環(huán)節(jié)。7.液壓盤式剎車液壓盤式剎車裝置五種功能：工作制動：通過操作剎車閥的控制手柄，調(diào)節(jié)工作鉗對制動盤的正壓力，從而為主機提供大小可調(diào)的剎車力矩，滿足送鉆、起下鉆等不同工況的要求。緊急制動：遇到緊急情況時，按下紅色緊急制動按鈕，工作鉗、安全鉗全部參與制動，實現(xiàn)緊急剎車。過卷保護：當(dāng)游車上升到某位置，由于操作失誤或其它原因，應(yīng)該工作制動而未實施制動時，過卷閥或防碰閥會發(fā)出信號，工作鉗和安全鉗全部參與剎車，實施緊急制動，避免出現(xiàn)游車碰天車事故。駐車制動：當(dāng)鉆機不工作或司鉆要離開操作臺時，拉下駐車制動手柄，安全鉗剎車，以防大鉤滑落。誤操作保護：當(dāng)司鉆未按規(guī)定解除駐車制動、緊急制動時，所有剎車鉗都處在制動狀態(tài)，從而起到了安全保護作用。型號DS40DS50DS70額定制動扭矩kN.m4460.76107.8最大勵磁功率kw91223.5冷卻水流量L/min(gpm)190(50)285(75)560(148)最高進水溫度℃424242質(zhì)量kg58307285123008.電磁渦流剎車電磁渦流剎車利用電磁感應(yīng)原理進行無損制動，可在低速下提供足夠大的剎車力矩。制動性能好，使用壽命長，無易損件，操作維修簡單，在國內(nèi)外鉆機上獲得廣泛應(yīng)用。9.泥漿泵及泥漿泵裝置功用：用于鉆井時循環(huán)泥漿，以沖洗井底、攜帶巖屑、冷卻鉆頭和加固井壁、控制地層壓力等。電動泥漿泵裝置由電動機、皮帶輪、聯(lián)組窄V帶、皮帶護罩及大底座等組成。電動泥漿泵裝置分直流電機驅(qū)動和交流變頻電機驅(qū)動兩種形式。

結(jié)構(gòu)特點:井架型式為“K”

型.低位安裝,整體起升。段與段之間采用平面接觸、雙錐銷連接,確保段與段之間的連接剛性。井架主體為片狀桁架結(jié)構(gòu),便于拆裝運輸。井架左右側(cè)裝有2個液缸,井架起升到位時作為緩沖器,下放時提供初始頂推力。

井架符合APISpec4F規(guī)范。10.

K型井架型號JJ225/43-kJJ315/45-kJJ450/45-kJJ675/48-k最大鉤載kN2250315045006750工作高度m43454548底部跨距m88910二層臺高度m24.525.526.5二層臺容量m4000500070009200抗風(fēng)能力非工作狀態(tài)（無立根、無鉤載）km/h172(93knots)172(93knots)172(93knots)172(93knots)非工作狀態(tài)（滿立根、無鉤載）km/h130(70knots)130(70knots)130(70knots)130(70knots)起放井架km/h30(16knots)30(16knots)30(16knots)30(16knots)K型井架基本參數(shù)

11.底座鉆機底座包括鉆臺底座和機房底座。鉆臺底座用于安裝井架、轉(zhuǎn)盤，放置立根盒及必要的井口工具和司鉆控制臺，多數(shù)還要安裝絞車，下方應(yīng)能容納必要的井口裝置，因此必須有足夠的高度、面積和剛度。機房底座主要用于安裝動力機組及傳動設(shè)備。要有足夠的面積和剛度。底座的結(jié)構(gòu)型式底座結(jié)構(gòu)分為箱疊式、塊裝式、彈弓式、旋升式和伸縮式等。塊裝式箱疊式鉆臺及臺面設(shè)備均低位安裝，井架在鉆臺低位時起升，然后再將鉆臺和井架整體起升。彈弓式旋升式伸縮式作用：將鉆井液中的無用固相從鉆井液中分離出來。組成：包括循環(huán)、補給、儲備用泥漿罐及藥品罐；凈化設(shè)備及泥漿混合、加重、剪切、灌注等設(shè)施。12、泥漿固控系統(tǒng)凈化設(shè)備振動篩