石油鉆機(jī)常識(shí)

石油鉆機(jī)常識(shí)一.石油鉆機(jī)的構(gòu)成

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

為了轉(zhuǎn)動(dòng)井內(nèi)鉆具，帶動(dòng)鉆頭破碎巖石，常規(guī)鉆機(jī)配備有轉(zhuǎn)盤、水龍頭或頂部驅(qū)動(dòng)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(shí)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(jī)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(dòng)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(jī)的三大工作機(jī)組。4.動(dòng)力系統(tǒng)

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

作用：把（柴油機(jī)或柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組的）動(dòng)力分配到各個(gè)工作機(jī)組。

組成：機(jī)械傳動(dòng)——減速、液力傳動(dòng)、并車和分動(dòng)、變速等；

電氣傳動(dòng)——可控硅直流傳動(dòng)SCR/

交流變頻傳動(dòng)VFD;

液壓傳動(dòng)

7.鉆機(jī)底座

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

直升飛機(jī)吊裝鉆機(jī)用于叢林、島嶼和沙漠腹地等不適合車輛運(yùn)輸?shù)挠蛥^(qū)。四.鉆機(jī)型號(hào)的表示方法示例：5000m交流變頻電動(dòng)鉆機(jī)表示為ZJ50/3150DB五.鉆機(jī)的基本參數(shù)反映鉆機(jī)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(jī)在規(guī)定的鉆井繩數(shù)下，使用規(guī)定的鉆柱時(shí)鉆機(jī)的經(jīng)濟(jì)鉆井深度范圍。

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

3.絞車額定功率

4.游動(dòng)系統(tǒng)最多繩數(shù)—鉆機(jī)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(tái)功率

7.轉(zhuǎn)盤開口直徑

8.鉆臺(tái)高度、底座型式

鉆機(jī)型號(hào)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(dòng)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(tái)高度

m7.57.5/99/10.510.5/12驅(qū)動(dòng)形式SCR/VFDSCR/VFDSCR/VFDSCR/VFD鉆機(jī)鉆機(jī)技術(shù)參數(shù)六.鉆機(jī)分述

1）機(jī)械傳動(dòng)鉆機(jī)是指由柴油機(jī)提供動(dòng)力，通過機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)將動(dòng)力傳遞給各工作機(jī)的鉆機(jī)。

根據(jù)傳動(dòng)機(jī)械的不同，機(jī)械鉆機(jī)又分為：膠帶傳動(dòng)鉆機(jī)、鏈條傳動(dòng)鉆機(jī)、齒輪傳動(dòng)鉆機(jī)等。

2）復(fù)合驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)

是指各工作機(jī)由不同動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的鉆機(jī)。

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

是指用直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)各工作機(jī)的鉆機(jī)。性能特點(diǎn):

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

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

3.具有軟起動(dòng)性能，可降低供電電源的容量。

4.交流變頻電機(jī)體積小，單機(jī)容量大，沒有碳刷換向器，不需制成防爆型，維護(hù)費(fèi)用低，使用安全可靠，易于操作管理。

5.容易實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的自動(dòng)化、智能化控制。4）交流變頻電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)單軸齒輪傳動(dòng)絞車，體積小、重量輕、傳動(dòng)效率高、維護(hù)工作量小。

是指用交流變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)各工作機(jī)的鉆機(jī)。快移方案5.鉆機(jī)快移方案井架整體運(yùn)輸快移方案底座整體運(yùn)輸發(fā)電機(jī)房整體運(yùn)輸快移方案泥漿泵裝置整體運(yùn)輸快移方案泥漿罐整體運(yùn)輸快移方案七.鉆機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

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(jī)的類型正趨于多樣化，如適應(yīng)各種環(huán)境的沙漠鉆機(jī)、海洋鉆機(jī)、淺?；蚝┿@機(jī)、極地鉆機(jī)、城市鉆機(jī)、直升機(jī)吊運(yùn)鉆機(jī)和陸地鉆機(jī)等；適應(yīng)各種鉆井工藝的叢式井鉆機(jī)、斜井鉆機(jī)、小井眼鉆機(jī)、自走式鉆機(jī)、快移鉆機(jī)等。2.規(guī)模趨于兩極化深井鉆機(jī)趨向大型化,鉆深能力已達(dá)15000m，最大鉤載達(dá)12500kN。輕便鉆機(jī)趨向小型化，輕型石油鉆機(jī)主要以車裝鉆機(jī)為主。最小的微型鉆機(jī)采用小井眼鉆井技術(shù)，鉆深可達(dá)1500m，體積小，質(zhì)量輕，最輕的只有14t，節(jié)省鉆井費(fèi)用30%～40%，減少拆裝時(shí)間60%～70%，節(jié)約鉆井液88%，減少井場(chǎng)面積70%。3.控制趨于自動(dòng)化頂驅(qū)、盤式剎車技術(shù)的逐步成熟，以及電動(dòng)控制和液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)可靠性的逐步提高，為實(shí)現(xiàn)鉆井控制的自動(dòng)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(duì)鉆井設(shè)備的要求使得鉆機(jī)控制自動(dòng)化成為鉆機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。4.設(shè)計(jì)趨于人性化新型鉆機(jī)充分體現(xiàn)以人為本的思想，最大限度地滿足HSE要求：護(hù)攔、梯子要滿足安全規(guī)定。上下井架有助力器，二層臺(tái)有逃生裝置，鉆臺(tái)有逃生滑道。鉆機(jī)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(dòng)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(jī)排放滿足環(huán)保要求等。八.鉆機(jī)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(jì)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(hào)TC225TC315TC450最大鉤載kN225031504500滑輪外徑mm112012701524滑輪數(shù)677鋼絲繩直徑mm323538型號(hào)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(yùn)動(dòng)的動(dòng)滑輪組。游車設(shè)計(jì)和制造符合APISPEC8A規(guī)范.型號(hào)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(diǎn):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(dòng)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(yàn).大鉤設(shè)計(jì)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(jī)組相交匯的“關(guān)節(jié)”部件.水龍頭設(shè)計(jì)和制造符合APISPEC8A規(guī)范.4、水龍頭型號(hào)SL135SL225SL450最大靜負(fù)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(dòng)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(shí)，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(shí)倒扣、進(jìn)扣等輔助工作。轉(zhuǎn)盤符合APISPEC7K規(guī)范.型號(hào)ZP175ZP205ZP275ZP375通孔直徑in171/2201/2271/2371/2最大靜負(fù)荷kN1350315045007250最大工作扭矩Nm13730225552746045000最高轉(zhuǎn)速r/min300350250300齒輪傳動(dòng)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(jí)調(diào)速鋼絲繩直徑

φ38mm6.JC70D絞車結(jié)構(gòu)特點(diǎn):絞車由2臺(tái)800kW直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

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(shí)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(jī)的安全性

液壓盤式剎車裝置由制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓站及操作系統(tǒng)三部分組成。執(zhí)行機(jī)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(dòng)力源，為執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供必須的液壓動(dòng)力；操作系統(tǒng)是動(dòng)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(dòng)：通過操作剎車閥的控制手柄，調(diào)節(jié)工作鉗對(duì)制動(dòng)盤的正壓力，從而為主機(jī)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(dòng)：遇到緊急情況時(shí)，按下紅色緊急制動(dòng)按鈕，工作鉗、安全鉗全部參與制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)緊急剎車。過卷保護(hù)：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(dòng)而未實(shí)施制動(dòng)時(shí)，過卷閥或防碰閥會(huì)發(fā)出信號(hào)，工作鉗和安全鉗全部參與剎車，實(shí)施緊急制動(dòng)，避免出現(xiàn)游車碰天車事故。駐車制動(dòng)：當(dāng)鉆機(jī)不工作或司鉆要離開操作臺(tái)時(shí)，拉下駐車制動(dòng)手柄，安全鉗剎車，以防大鉤滑落。誤操作保護(hù)：當(dāng)司鉆未按規(guī)定解除駐車制動(dòng)、緊急制動(dòng)時(shí)，所有剎車鉗都處在制動(dòng)狀態(tài)，從而起到了安全保護(hù)作用。型號(hào)DS40DS50DS70額定制動(dòng)扭矩kN.m4460.76107.8最大勵(lì)磁功率kw91223.5冷卻水流量L/min(gpm)190(50)285(75)560(148)最高進(jìn)水溫度℃424242質(zhì)量kg58307285123008.電磁渦流剎車電磁渦流剎車?yán)秒姶鸥袘?yīng)原理進(jìn)行無損制動(dòng)，可在低速下提供足夠大的剎車力矩。制動(dòng)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(jī)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(shí)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(dòng)泥漿泵裝置由電動(dòng)機(jī)、皮帶輪、聯(lián)組窄V帶、皮帶護(hù)罩及大底座等組成。電動(dòng)泥漿泵裝置分直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)和交流變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩種形式。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn):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(yùn)輸。井架左右側(cè)裝有2個(gè)液缸,井架起升到位時(shí)作為緩沖器,下放時(shí)提供初始頂推力。

井架符合APISpec4F規(guī)范。10.

K型井架型號(hào)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(tái)高度m24.525.526.5二層臺(tái)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(jī)底座包括鉆臺(tái)底座和機(jī)房底座。鉆臺(tái)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(tái)，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(jī)房底座主要用于安裝動(dòng)力機(jī)組及傳動(dòng)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(tái)及臺(tái)面設(shè)備均低位安裝，井架在鉆臺(tái)低位時(shí)起升，然后再將鉆臺(tái)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(bǔ)給、儲(chǔ)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(dòng)篩