石油钻机概论精选.ppt

* * 第二章 石油钻机概论 钻机是用于油气勘探、开发的一整套钻井设备。 第一节 钻机的组成 一、地面旋转设备 主要组成：转盘、水龙头、钻具，顶驱钻机配备有顶驱装置。 作用：转动钻具，带动钻头破碎岩石。 1.?? 转盘（参见图2-1） （1）转盘的作用 钻进时—转动钻具；井底动力时—承受反扭矩； 起下钻、下套管时—承托钻杆或套管重量； 处理事故时，造扣、倒扣(上提)。 （2）转盘的结构 ①水平轴总成—传递动力 水平轴；小伞齿轮；轴承；输入链轮；制动装置(制动棘轮) ②转台总成—驱动方钻杆 转台；大伞齿轮；主轴承；防跳轴承；方瓦；方补心；泥浆密宫密封装置。 ③壳体—连接，储油润滑（靠小锥轮旋转带油） 2. 水龙头 （1） 水龙头的作用 ①承重—承受钻柱重量 ②旋转—支承旋转的钻具 ③耐压—输送高压泥浆 （2） 结构组成与特点 ①承重部分：提环；壳体 ②旋转部分：中心管总成 主轴承，防跳轴承；扶正轴承（2个） ③轴承布置 两扶正轴承分置于主轴承两边（图2-2间距大，扶正好）。 ④耐压： 鹅颈管；冲管总成 冲管总成为快卸密封结构（易损件） 浮动冲管（工作时不转动，有轴向窜动。），Y形液压自密封、快卸结构（参见图3-14）。 二、循环系统设备(I-4,II-4,III-4) 主要有：钻井泵，钻井液净化、处理调配装置。 作用：清洗井底，携带岩屑，保护井壁，冷却钻头。 为井下动力钻具提供高压动力液。 三、起升系统设备 主要有：绞车、天车、游车、大钩、钢绳、井架。 作用：起下钻具、下套管，控制钻压。 上述三大系统是钻机的三大工作机。 四、动力驱动系统 有：柴油机组、发动机组、电动机组。 作用：提供动力。 五、传动系统设备 联动机组—动力并车。 作用：传递、分配动力。 六、控制系统和监测仪表 司钻台、液、气、电控制、仪表 各种钻井仪表及随钻测量系统（MWD）。 七、钻机底座 安装钻井设备。 钻台底座用于安装井架、转盘，放置立根盒及井口工具及司钻控制台，安装绞车，下方应能容纳必要的井口装置。应有足够的高度、面积和刚性。机房底座用于安装动力机组及传动系统设备。 八、辅助设备 有供气、水、油、暖设备、井口防喷设备。 钻机是所有钻井设备，包括八大（系统）设备： 旋转、循环、起升、动力、传动、控制、底座、辅助。 八大部件：绞车；转盘；水龙头；大钩；游车；天车；钻井泵；柴油机；十大部件：加—井架；联动机组。 第二节 钻机分类与特点 一、分类 1．????? 按井深分 ① 浅井（≤1500m）； ② 中深井（1500~3000m）； ③ 深井（3000~6000m）； ④ 超深井6000m。 2．按驱动设备类型分 机械驱动钻机（MD）；电驱动钻机（ED）。 3.按驱动方式分 单独驱动（各主要机组单独驱动）；统一驱动。 4．按主传动副类型分（从动力并车角度分类） ① 胶带并车传动—胶带钻机；J ② 链条并车传动—链条钻机；L ③ 锥齿轮—万向轴并车传动—齿轮钻机C。 5．按地区和用途分 海洋钻机；浅海钻机（适用与0~5m水深或沼泽地区）； 陆地常规钻机；丛式井钻机；沙漠钻机；直升机吊运钻机； 小井眼钻机（指90%井身直径小于7”或70%井身直径小于5”的井。小钻机易运、钻速高、套管小、成本低。液压驱动、配顶驱钻井装置、自动化高）； 连续柔管钻机（连续柔管代替单根钻杆，有绕管的卷筒。成功地用于作业机，如冲洗、人工举升、测井和射孔、挤水泥、井下扩孔、防砂及酸化增产。钻井配合井下动力钻具。） 二、钻机特点 1.大功率、传动复杂，多工作机联合工作。 （例JC45绞车，功率1100kW相当于： 10个车间×25台机床×一台车床4kW≈JC45的功率） 2.绞车、泵、转盘三大机组不同时工作。 3.钻井过程不连续 钻进时间短，起下钻时间长，原因换钻头。 4.工作地区广阔（平原、山地、沙漠、沼泽、海洋），自然环境恶劣（风、沙、雨、雪），野外流动作业，要求钻机有很强的适应地区、环境的能力和很高的移运性能。 第三节 钻机基本参数 一、基本参数 反映钻机工作性能的数量指标称为基本参数。 钻机基本参数十个： L（名义井深）； Qmax（最大钩载）；Qds（最大钻柱重）； Ndr（绞车功率）； Z（Zmax）有效绳数；dw（钢绳直径）； Np（泵功率）；Dr（转盘通径）； Hr（底座）；H架。 1．名义井深L，主参数。 推荐钻深范围，上限为名义井深。（Lmin～Lmax=L） 旧系列15、20、32、45、60、80（使用5”钻杆井深） 新系列10、15、20、30、45、50、70、