钻井的八大件Word文档下载推荐.docx
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由柴油机直接驱动的钻井多采用统一驱动的形式，传动系统相对复杂，由交直流电动机驱动的钻机多采用各机组单独或分组驱动的形式，传动系统得到了很大的简化。
控制系统。
为了保证钻机的三大工作机组协调的工作，以满足钻井工艺的要求，钻机配备有控制系统。
控制方式有机械控制、气控制、电控制和液压控制等。
钻井现场钻机上用的控制方式是集中气控制。
司钻通过钻机上司钻控制台可以完成几乎所有的钻机控制：
如总离合器的离合；
各动力机的并车；
绞车、转盘和钻井泵的起、停；
绞车的高低速控制等。
井架和底座。
井架和底座用来支撑和安装各钻井设备和工具、提供钻井操作场所。
井架用来安装天车、悬挂游车、大钩、水龙头和钻具，承受钻井工作载荷，排放立根；
底座用来安装动力机组、绞车、转盘、支撑井架，借助转盘悬持钻具，提供转盘和地面之间的高度空间，以安装必要的防喷器和便于泥浆循环。
辅助设备。
为了保证钻井的安全和正常进行，钻机还包括其他的辅助设备，如防止井喷的防喷器组，为钻井提供照明和辅助用电的发电机组，提供压缩空气的空气压缩设备以及供水、供油设备等。
井场布局大致如下：
钻井井场及设备示意图
1．天车11．鼠洞（接单根用）21．管子坡道31．（脱泥机）泥浆过滤设备
2．井架12．鼠洞（放方钻杆用）22．管架32．脱砂机
3．二层台13．固定大钳23．井架底座33．离心机
4．游动滑车14．接管用大钳24．泥浆返回管线34．泥浆泵
5．大钩15．绞车25．泥浆振动筛35．干水泥储备罐
6．水龙头16．指重表26．节流管汇36．储水罐
7．吊卡17．司钻控制台27．泥浆-天然气分离器37．发电机
8．方钻杆18．井场值班室28．脱气装置38．防喷器组
9．方钻杆补心19．水龙带29．泥浆储备池
10．方补心20．蓄能装置30．泥浆池
1.钻井上所说的一开，二开，三开是什么意思？
怎么区分？
（1）第一次开钻（一开）：
1.钻表层，下表层套管，固井；
2.装井口；
3.试压；
4.防喷设备的安装。
（2）第二次开钻（二开）：
1.钻进；
2.中途测试；
3.下入技术套管并固井。
（3）第三次开钻（三开）：
1.安装井口，试压；
2.钻进，钻开油气层；
3.完井电测；
4.下生产套管并固井。
石油钻井主要设备、设施及其使用安全技术要求
石油钻井用的钻机是一套联合机组。
钻机由井架、绞车、游车、大钩、转盘、钻井泵、动力机组、联动机组全套钻井设备及井控、固控设备、发电机组、液压和空气动力等辅助设备等组成。
钻机的最大井深、最大起重量、额定钻柱重量、游动系统结构、快绳最大拉力及钢丝绳的直径、起升速度及挡数、绞车功率、转盘开口直径、转盘转速及挡数、转盘扭矩及功率、泵压、泵组功率和钻机总功率等钻机的基本参数，反映了全套钻机工作性能的主要数量指标，是设计和选择钻机类型的基本依据。
因为钻机从动力机到各个工作机或井底钻具之间有着不同的能量转换方式和传递路线，它的传动与控制系统比较复杂，因此，如何提高钻机操作的机械化和自动化水平一直是人们研究的一个重要课题。
在生产过程中，钻机一般是在旷野、山地、沙漠、沼泽及水上、海上进行流动作业，其工作场所多变，要求钻机要具有高度的运移性，即拆装容易、部件的尺寸、重量都要在通用的汽车和吊车的工作范围之内，并适应在野外检修和更换易损件的要求。
一、钻机的提升系统
钻机的提升系统由绞车、井架、天车、游车、大钩及钢丝绳等组成。
（一）井架
井架由井架的主体、人字架、天车台、二层台、工作梯、立管平台、钻台和井架底座等几个部分组成，主要用于安放和悬挂天车、游车、大钩、吊环、液气大钳、液压绷扣器、吊钳、吊卡等提升设备与工具。
目前，在国内外石油矿场上使用的井架种类繁多，但就结构型式来讲，一般可分为塔型井架和A型井架两种。
塔型井架是从井架底座往上分层一次性组装完成的，依其前扇结构是否封闭，又可分为闭式和开式两类。
闭式塔型井架的主要特征是：
井架的横截面为正方形，立面是梯形。
为了工作方便，在井架的前扇下部装有大门，因而前扇下部不能封闭，但是整个井架主体仍是一个封闭的整体结构，所以它的总体稳定性好，承载能力大。
其缺点是拆装井架必须高空作业，安全系数小，拆装时间长。
此类井架多用于深井钻机和海洋钻机。
开式塔型井架的主要特征是：
主体是由3—5段构架组成，各段均为焊接结构，段与段之间采用螺栓、销子或公母锥座螺栓等连成一体。
这种井架采用分段地面拆装、整体起放和分段运输的方法，拆装方便、迅速、安全。
一般多用于中深井钻机。
A型井架是从地面分段，在地面组装完成后，再用绞车、动力液压缓冲等辅助设施一次性起升完成。
A型井架的主要特征是：
从总体结构形式看，整个井架是由两个构架式或管柱式的大腿靠天车台和井架上部的附加杆件与二层台连接成“A”字形的空间结构，大腿前面和后面装有撑杆，以便起升和支撑井架用。
A形井架的两个大腿可分为3～5段，并用螺栓连接成一个整体，因而整个井架可在地面分段拆装、分段运输和整体起放，方便而安全。
由于这种井架主要靠两条大腿承载，承受载荷时能均匀分布，而每条大腿又是封闭的整体结构，所以承载能力和稳定性都较好，但其总体稳定性较差。
除了对井架要定期检测以外，井架的使用安全技术要求主要有：
（1）要经常教育职工爱护井架，合理使用井架，做好对井架的保养维护，时刻保持井架完好。
井架在起升之后和下放以前，要进行彻底的检查，以证实没有部件发生变形和所有的螺栓齐全紧固并配备合适的锁定垫圈。
没有办理安装质量验收和交接手续的井架不能使用。
（2）上下绞车时，必须由井队干部负责指挥，力求达到平稳施工。
（3）钻井队要定期、定人、定部位对井架进行检查和维护。
定期检查要求每个白班和下套管前各进行一次。
定人检查要求每个班的井架工负责检查。
定部位检查要求每个井架工各承包一部分井架结构进行检查。
在风、雨多发季节，钻井队要班班对井架绷绳及绷绳坑进行检查。
对天车、猴台、指梁，死绳固定器、转盘、钻机、钻杆盒大梁、立管台、二层台的固定情况，由井队安全员每周检查一次。
对查出的问题，要立即组织整改。
（4）不准随便割、拆、换井架的横梁、拉筋、螺丝、卡子、零件、附件。
（5）下套管之前对井架进行全面检查、整改，钻具要分立两边矗立，尽可能使井架受力平衡。
要封闭好指梁，防止大绳进入。
下完套管时，若发现井架无安全保障，应立即将套管坐在转盘上，停止活动套管。
注：
1500米以上钻具必须分靠井架两边，以防一边立钻具造成井架扭曲，没有猴台的立即整改安装。
（二）天车和游车
天车和游车组成提升系统的滑轮系。
作为定滑轮的天车改变力的方向，作为动滑轮的游车起省力作用，减轻绞车的负荷，从而使提升系统获得很大的机械效能。
1．天车
天车一般是多个滑轮装在同一根芯轴或两根轴心线一致的芯轴上。
现在的天车大都是滑轮通过滚柱轴承装在一根芯轴上。
芯轴一般是双支承的，轴的直径较大，芯轴的一端或两端有黄油嘴，芯轴里有润滑油道。
润滑脂从黄油嘴注入，以润滑轴承。
常用的天车有TC—135、TC—130、TC—350、GF—400、TC—450、TC4—315等。
在天车工作前，必须有专人检查天车轮的灵活性。
各滑轮的转动应灵活，无阻滞现象。
当转动一个滑轮时，其相邻滑轮不应随着转动。
所有连接必须固定牢靠，不得有松动现象。
各滑轮轴承应定期逐个注满润滑脂。
天车轴及天车层底座应固定牢靠；
护罩和防条绳应齐全完好，固定牢靠。
当出现顿钻或提断钻具等事故时，应仔细检查钢丝绳是否跳槽。
滑轮槽严重磨损或偏磨时，应视情况换位使用或更换滑轮。
轴承温度过高、发出噪声或滑轮不稳和抖动时，应及时采取降温措施和更换润滑脂或更换磨损的轴承。
滑轮有裂痕或轮缘缺损时，严禁继续使用，应及时更换。
2．游车
游车的形状为流线型，以防起下时挂碰二层台上的外伸物。
同时，游车要保证一定的重量，以便它在空载运行时平稳而垂直地下落。
现在，钻机各型游车都是一根芯轴，滑轮在轴上排成一列，其结构与天车相似。
常用的游车有TC—135、YC—130、YC—350、MC—400、YC—450、YC—315等。
在游车工作前，应检查各滑轮是否旋转灵活及各连接部件是否紧固。
在工作时，因为每个滑轮转动圈数不一，滑轮应定期“掉头”使用，以使滑轮的磨损情况趋于平衡。
每周应将游车直放到钻台上仔细保养一次。
保养时应检查下列内容：
各条油路是否通畅；
钢丝绳是否碰磨护罩；
各固定螺栓有无松动；
焊接钢板的焊缝有无裂纹等。
各轴承应每周注润滑油一次，注油时注至少量油脂挤出轴承外面为止。
冬季，在寒冷地区，应使用防冻润滑脂。
搬运游车时，应用起重机吊挂上横梁顶部的游车鼻子，不允许放在地面上拖运。
（三）大钩
大钩是提升系统的重要设备，它的功用是在正常钻进时悬挂水龙头和钻具，在起下钻时悬挂吊环起下钻具，完成起吊重物、安放设备及起放井架等辅助工作。
目前使用的大钩有两大类。
一类是单独的大钩，其提环挂在游车的吊环上，可与游车分开拆装，如DG—130型大钩；
另一类是将游车和大钩做成一个整体结构的游车大钩，如MC—400型游车大钩。
为防止水龙头提环从大钩中脱出，在钩口处装有安全锁体、滑块、拔块、弹簧座及弹簧等构成的安全锁紧装置。
为悬挂吊环和提放钻具，钩身压装轴及挂吊环轴用耳环闭锁，用止动板防止两支撑轴移动。
钩身与钩杆用轴销连接，钩身可绕轴销转一定角度。
常用的大钩有DC—130、DG—350、MC—400、MC—200等。
（四）绞车
绞车是构成提升系统的主要设备，是组成一部钻机的核心部件，是钻机的主要工作机械之一。
其功用是：
提供几种不同的起升速度和起重量，满足起下钻具和下套管的需要；
悬挂钻具，在钻进过程中送钻和控制钻压；
利用绞车的猫头机构上、卸钻具螺纹；
作为转盘的变速机构和中间传动机构；
当采用整体起升式井架时用来起放井架；
当绞车带捞砂滚筒时，还担负着提取岩心筒、试油等项工作；
帮助安装钻台设备，完成其他辅助工作。
常用的JC—50D型绞车为内变速、墙板式、全密闭四轴绞车，JC—45型绞车是五轴绞车，JC—14．5型绞车是三轴绞车。
绞车一般由绞车传动部分、提升部分、转盘驱动箱部分、控制部分、润滑部分和刹车机构等组成。
绞车的刹车机构由控制部分（刹把）、传动部分（刹车曲轴）、制动部分（刹带、刹车鼓）、辅助部分（平衡梁）和刹车气缸等组成，它的任务是控制下放速度或停止被下放载荷所带动的滚筒的旋转速度，以达到调节钻压、送进钻具、悬挂钻具的目的。
为此，要求刹车装置能平稳送钻、灵活省力和安全可靠。
绞车的辅助刹车机构有水刹车和电磁刹车两种。
电磁刹车又可分为感应式电磁刹车和磁粉式电磁刹车。
影响水刹车制动力矩的主要因素有：
水刹车尺寸愈大，则制动力矩愈大；
叶片越多，则制动力矩越大；
水刹车转子转速越高，则水的流量越大；
水刹车内液面越高，则制动力矩越大。
所以，现场一般采用分级调水位的办法，来改变制动力矩的大小。
使用水刹车时的安全技术要求主要有：
电磁刹车的尺寸和外型跟水刹车类似，它跟滚筒轴的连接方法也相同。
当交流电通过整流器（变成直流电）和变阻器（改变和控制电流）通至电磁刹车线圈时，线圈变成电磁铁而产生磁场，旋转的转子通过磁场，在转子里面产生涡流电，从而在线圈和转子之间产生阻力（制动力）刹车。
阻力的大小直接随电流的大小而变化。
司钻通过调节变阻器来控制电流的大小，改变电磁刹车的制动力矩。
防碰天车装置是控制顶天车的一套应急刹车系统。
常用的防碰天车装置有两种形式：
一种为重锤式；
另一种为过卷阀式。
重锤式防碰天车工作原理：
在天车以下的适当位置通过井架安装一根直径6．4mm钢丝绳作为限位绳，其下端用一只三通气开关与重锤相连，重锤与提环相连，提环与2．5～3mm开口相连，开口销与限位绳相连。
当游车上行碰到限位绳时，重锤与提环上的开口销脱落使气开关工作，常开继气器切断高、低速离合器气源，同时高压气直接进入刹车汽缸紧急刹车，使游车不能继续上行。
过卷阀式防碰天车工作原理：
过卷阀固定在绞车前部滚筒上部的绞车横梁上，横梁上有滑动槽，过卷阀可在滑动槽内左、右移动。
当滚筒在缠绳过程中缠至游车相应升高到某一限定的高度时，缠在滚筒上的钢丝绳就会碰上过卷阀的套筒，套筒带动球杆偏摆，使过卷阀的气路接通。
一路气进入司钻控制台内的常开两用继气器，使常开两用继气器关闭，这样就切断了滚筒高、低速离合器的气源，离合器通过快速放气阀放气，使滚筒停止工作。
另一路气经换向阀和快速放气阀，进入刹车汽缸，带动刹把下落，刹住滚筒，使游车停止上升，避免碰撞天车。
绞车的使用安全技术要求主要有：
（1）下钻时，为节约时间，合理地利用绞车功率，应根据大钩负荷，按规定选择合理的起升速度和挡位。
（2）链条是绞车的主要传动件，更换链条时应整盘更换。
（3）挂合换档离合器时，动作要平稳，严禁猛烈撞击。
（4）绞车传动轴未停止转动前不得改变传动方向。
（5）挂合气胎离合器时动作要平稳。
（6）在上提钻具的过程中需要刹车时，必须先摘开低速或高速气胎离合器。
（7）下钻过程中严禁用水或油浇刹车鼓，以免造成刹车鼓龟裂或刹车失灵。
（8）起下钻前应先检查防碰天车。
（9）绞车运转过程中护罩必须整齐、装牢，严禁在运转过程中从事加注润滑脂或润滑油等进入绞车内部或挨近运转部位的作业。
（10）刹把在40～50°
应能刹住。
在负载条件下不得调节刹带。
（11）遇到游车下放速度过慢、刹带离不开刹车毂的情况时，应设法调节，但不允许用撬杠撬刹带。
（12）每班应检查一次活绳端固定情况。
（五）钻井用钢丝绳
钻机游动系统所用的钢丝绳称为大绳。
它起着悬吊游车、大钩及传递绞车动力的作用。
由于钢丝绳运动频繁、速度高、负荷大，并承受弯曲、扭转、挤压、冲击、振动等复杂应力的作用。
钢丝绳按绳中钢丝捻成股和股捻成绳的方向来分，通常分为右旋和左旋两种。
按丝捻成股和股捻成绳的方法来分，通常分为顺捻（股中钢丝的捻向与股的捻向相同，一般只作拖拉或牵引绳）、逆捻（股中钢丝的捻向与股的捻向相反，适用于提升设备）和混捻（钢丝绳的各股中既有顺捻，也有逆捻）三种。
钢丝绳由于承受复杂应力的作用，而且这些应力与滑轮和滚筒直径、钢丝绳结构、钢丝绳润滑和操作条件密切相关。
因此，使用时要满足其破断拉力和安全系数的要求（表2—1，表2—2）。
表2—1钻井用钢丝绳安全系数表
表2—2常用钢丝绳破断拉力表
钢丝绳有一整股断裂或在一节距上断丝数量达到报废标准时，应予以更换，见表2—3。
表2—3钢丝绳报废标准表
钢丝绳的使用安全技术要求主要有：
（1）待用的钢丝绳必须缠绕在滚筒上。
倒出时必须绷紧，避免打结。
弯曲的钢丝绳应用人力拉直，禁止用锤子或其他工具敲击。
（2）使用时勿使钢丝绳与井架任何部位相摩擦。
（3）切割钢丝绳时，应先用软铁丝绑好两端，再用气割或剁绳器切断。
（4）卡绳卡时，两绳卡之间的距离应不小于绳径的6倍。
特殊绳头卡固，可根据情况调整距离。
（5）绞车大绳每周应检查一次润滑状态，如浸油麻芯被挤出时，应立即换用新的钢丝绳。
（6）大绳在绞车滚筒上必须始终排列整齐（最好使用钢丝绳排绳器）。
（7）大绳加载操作要平稳柔和，以减少钢丝绳所受的冲击载荷。
（8）倒大绳时，应使新绳从滚筒上旋转下放，不允许钢丝绳扭劲。
（9）井深超过2000m以后，每次下钻前，要检查大绳的断丝和磨损情况。
二、钻机的旋转系统
旋转系统包括转盘和水龙头两大部分，其主要作用是在通过钻具不断向井底传送钻井液的同时，保证钻具的旋转。
（一）转盘
转盘主要由水平轴、转台、主轴承、壳体、方瓦及方补心等组成，其主要作用是带动钻具旋转钻进和在起下钻过程中悬持钻具、卸开钻具螺纹以及在井下动力钻井时承受螺杆钻具的反向扭矩。
转盘的动力经水平轴上法兰或链轮输入，通过锥齿轮转动转台，借助转台通孔中的方瓦和方补心带动方钻杆、钻柱和钻头转动；
同时，方补心允许方钻杆轴向自由滑动，实现边旋转边送进。
常用转盘的主要有ZP—520、ZP—271／2、MRL—271／2、ZP—445、ZP—371／2等型号。
使用转盘前，应按规定检查机油的油质、油量，并使其符合要求。
转盘启动前，其锁紧装置上的操纵杆或手柄应不在锁紧位置。
启动转盘前，应检查轴上的密封圈密封是否可靠、转盘链条护罩或万向轴护罩是否齐全、牢靠。
启动转盘要平稳操作，启动后要检查转台是否跳动，声音是否正常。
每班应至少检查一次转盘的固定情况。
在钻进和起下钻过程中，应避免猛蹩、猛顿，严禁使用转盘崩扣。
新转盘使用一个月应更换机油，以后每使用三个月换油一次。
防跳轴承和锁紧装置上的销轴每月应至少注入一次润滑脂。
（二）水龙头
在一部钻机中，水龙头既是旋转系统的设备，又是循环系统的一个部件。
它悬挂于大钩之下，上接有水龙带，下接方钻杆。
在钻进时，悬挂并承受井内钻柱的全部重量，并将钻柱与水龙带连接起来，构成钻井液循环通道。
水龙头主要由固定、旋转和密封部分组成。
常用的水龙头有CH—400、SL—450、SL—130、SL—135等型号。
现场使用的两用水龙头，是在一般水龙头的基础上，增加了旋扣装置。
旋扣装置由气马达、伸缩机构及气路系统组成，接单根时，由气马达通过齿轮带动中心管旋转。
新水龙头使用前必须按高于钻进中最大工作压力1～2MPa的泵压试压15min，以不滋、不漏为合格。
水龙头在搬运过程中，中心管必须带护丝。
使用前，应按油池的油尺标记加足机油，并对冲管盘根盒和上、下机油盘根盒、提环销加注润滑脂，并检查上、下盘根盒压盖、冲管盘根盒是否上紧，用链钳转动中心管，确认无阻卡后方可使用。
使用新水龙头或长期停用的水龙头时，必须先慢后快，用Ⅰ档启动转盘，待转动灵活后再提高转速。
对新的水龙头或修理后第一次使用的水龙头，在使用满200h后应更换润滑油。
工作中，每班应检查一次油位，并使之不得低于油标尺的最低刻度线。
每两个月应更换一次润滑油。
工作中，应在没有泵压的情况下，每班加注一次黄油。
在水龙头运转过程中，要随时检查冲管密封盘根盒处是否刺漏钻井液、机油盘根处是否溢漏机油、水龙头壳体是否温度过高（油温不得超过70℃）、冲管螺纹压帽是否上紧、鹅颈管与水龙带连接油壬是否刺漏。
接单根或起钻前，应检查冲管盘根磨损情况及盘根压帽的松紧程度。
快速钻进或严重跳钻时，应检查鹅颈管法兰连接螺栓的固定情况。
现在，石油钻井已部分使用顶部驱动钻井系统。
顶部驱动钻井系统是集转盘、水龙头为一体，用电动钻机作旋转钻井动力，并能随提升系统而升降的钻井旋转系统，是对转盘钻井的一次重大改进。
具有转盘钻无可比拟的优点，如可接立柱钻进、减少2／3的接单根时间、能倒划眼和下钻划眼、起钻时可旋转钻杆和继续循环钻井液、钻柱可顺利取出缩径井段、可以不接方钻杆即可钻过桥塞点和缩径点、上、卸扣扭矩得到控制、采用钻井电机接卸钻杆和钻进、操作人员只需打背钳、钻台上只有平稳旋转的钻杆、起下钻时在井架内任何高度的位置随时都可以将主驱动轴同钻柱上扣和关井等。
三、钻机的循环系统
钻机的循环系统主要包括钻井泵、地面管汇、钻井液净化设备等。
在井下动力钻井中，循环系统还担负着传递动力的任务。
（一）钻井泵
钻井泵的作用是为钻井液的循环提供必要的能量，以一定的压力和流量，将钻井液输进钻具，完成整个循环过程。
常用的钻井泵有NB—600、2PN—1258、3NB—900、3NB—1000、SJ3NB—1300、3NB—1300、3NB—1600型等，前两个是双缸双作用泵，后三个是三缸单作用泵。
目前使用最广泛的钻井泵的空气包是球形隔膜式预压空气包。
空气包的作用是减小因钻井泵瞬时排量变化而产生的压力波动，使泵压平稳，保护设备不致因剧烈震动而造成损坏。
空气包胶囊内要求充氮气或惰性气体，在没有氮气或惰性气体的情况下可用空气代替，严禁充入氧气或可燃气体。
充气压力为最高工作压力的20％～30％。
钻井泵常用的安全阀有销钉式、杠杆销钉式和弹簧式安全阀三种。
销钉式安全阀是利用不同直径的销钉来限制过高泵压的装置，当泵压达到销钉所限制的压力时，销钉被剪断，钻井液从阀的泄压口排出
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