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鉆機(jī)八大系統(tǒng)介紹
作者:西安華揚(yáng)油氣設(shè)備有限公司 發(fā)布日期:2020-04-27
一、鉆機(jī)八大系統(tǒng)
  鉆機(jī)是在石油鉆井過(guò)程中,帶動(dòng)鉆具向地層鉆進(jìn)的一系列機(jī)械設(shè)備的總稱(chēng),又叫鉆探機(jī)。大家常見(jiàn)在聳立在大地上巍峨的井架,只是鉆機(jī)一部分,下邊大家一起來(lái)學(xué)習(xí)鉆機(jī)八大系統(tǒng)!
二、石油鉆機(jī)概念
  鉆機(jī)是在石油鉆井過(guò)程中,帶動(dòng)鉆具向地層鉆進(jìn)的一系列機(jī)械設(shè)備的總稱(chēng),又叫鉆探機(jī)。主要作用是帶動(dòng)鉆具破碎井底巖石,下入或提出在井內(nèi)的鉆具等 。
 三、鉆機(jī)八大系統(tǒng) 
  鉆機(jī)一般有八大系統(tǒng)(起升系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)顯示儀表、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、鉆機(jī)底座、鉆機(jī)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。其主要設(shè)備有:井架、天車(chē)、絞車(chē)、游動(dòng)滑車(chē)、大鉤、轉(zhuǎn)盤(pán)、水龍頭(動(dòng)力水龍頭)及鉆井泵(現(xiàn)場(chǎng)習(xí)慣上叫鉆機(jī)八大件)、動(dòng)力機(jī)(柴油機(jī)、電動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī))、聯(lián)動(dòng)機(jī)、固控設(shè)備、井控設(shè)備等。
 

四、起升系統(tǒng)
  為了升和下放鉆具、下套管以及控制鉆壓、送進(jìn)鉆具,鉆具配備有起升系統(tǒng)。起升系統(tǒng)包括絞車(chē)、輔助剎車(chē)、天車(chē)、游車(chē)、大鉤、鋼絲繩以及吊環(huán)、吊卡、吊鉗、卡瓦等各種工具。起升時(shí),絞車(chē)滾筒纏繞鋼絲繩,天車(chē)和游車(chē)構(gòu)成副滑輪組,大鉤上升通過(guò)吊環(huán)、吊卡等工具實(shí)現(xiàn)鉆具的提升。下放時(shí),鉆具或套管柱靠自重下降,借助絞車(chē)的剎車(chē)機(jī)構(gòu)和輔助剎車(chē)控制大鉤的下放速度。在正常鉆進(jìn)時(shí),通過(guò)剎車(chē)機(jī)構(gòu)控制鉆具的送進(jìn)速度,將鉆具重量的一部分作為鉆壓施加到鉆頭上實(shí)現(xiàn)破碎巖層。
 五、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)
  旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)是轉(zhuǎn)盤(pán)鉆機(jī)的典型系統(tǒng),其作用是驅(qū)動(dòng)鉆具旋轉(zhuǎn)以破碎巖層,旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)盤(pán)、水龍頭、鉆具。根據(jù)所鉆井的不同,鉆具的組成也有所差異,一般包括方鉆桿、鉆桿、鉆鋌和鉆頭,此外還有扶正器、減震器以及配合接頭等。    其中鉆頭是直接破碎巖石的工具,有刮刀鉆頭、牙輪鉆頭、金剛石鉆頭等類(lèi)型。鉆鋌的重量和壁厚都很大,用來(lái)向鉆頭施加鉆壓,鉆桿將地面設(shè)備和井底設(shè)備聯(lián)系起來(lái),并傳遞扭矩。方鉆桿的截面一般為正方形,轉(zhuǎn)盤(pán)通過(guò)方鉆桿帶動(dòng)整個(gè)鉆柱和鉆頭旋轉(zhuǎn),水龍頭是旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)的典型部件,它既要承受鉆具的重量,又要實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),同時(shí)還提供高壓泥漿的通道。
 六、循環(huán)系統(tǒng)
  為了將井底鉆頭破碎的巖屑及時(shí)攜帶到地面上來(lái)以便繼續(xù)鉆進(jìn),同時(shí)為了冷卻鉆頭保護(hù)井壁,防止井塌井漏等鉆井事故的發(fā)生,旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)配備有循環(huán)系統(tǒng)。循環(huán)系統(tǒng)包括鉆井泵,地面管匯、泥漿罐、泥漿凈化設(shè)備等,其中地面管匯包括高壓管匯、立管、水龍帶,泥漿凈化設(shè)備包括震動(dòng)篩、除砂器、除泥器、離心機(jī)等。
  鉆井泵將泥漿從泥漿罐中吸入,經(jīng)鉆井泵加壓后的泥漿,經(jīng)過(guò)高壓管匯、立管、水龍帶,進(jìn)入水龍頭,通過(guò)空心的鉆具下到井底,從鉆頭的水眼噴出,經(jīng)井眼和鉆具之間的環(huán)行空間攜帶巖屑返回地面,從井底返回的泥漿經(jīng)各級(jí)泥漿凈化設(shè)備,除去固相含量,然后重復(fù)使用。
 
動(dòng)力設(shè)備
  起升系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)是鉆機(jī)的三大工作機(jī)組,它們協(xié)調(diào)工作即可完成鉆井作業(yè),為了向這些工作機(jī)組提供動(dòng)力,鉆機(jī)需要配備動(dòng)力設(shè)備。鉆機(jī)的動(dòng)力設(shè)備有柴油機(jī)、交流電機(jī)、直流電機(jī)。柴油機(jī)適應(yīng)于在沒(méi)有電網(wǎng)的偏遠(yuǎn)地區(qū)打井,交流電機(jī)依賴于工業(yè)電網(wǎng)或者是需要柴油機(jī)發(fā)出交流電,直流電機(jī)需要柴油機(jī)帶動(dòng)直流發(fā)電機(jī)發(fā)出直流電,目前更常用的情況是柴油機(jī)帶動(dòng)交流發(fā)電機(jī)發(fā)出交流電,再經(jīng)可控硅整流,將交流電變成直流電。
 七、傳動(dòng)系統(tǒng)
  傳動(dòng)系統(tǒng)將動(dòng)力設(shè)備提供的力和運(yùn)動(dòng)進(jìn)行變換,然后傳遞和分配給各工作機(jī)組,以滿足各工作機(jī)組對(duì)動(dòng)力的不同需求。傳動(dòng)系統(tǒng)一般包括減速機(jī)構(gòu)、變速機(jī)構(gòu)、正倒車(chē)機(jī)構(gòu)以及多動(dòng)力機(jī)之間的并車(chē)機(jī)構(gòu)等。由柴油機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的鉆機(jī)多采用統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)的形式,傳動(dòng)系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜,由交直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的鉆機(jī)多采用各機(jī)組單獨(dú)或分組驅(qū)動(dòng)的形式,傳動(dòng)系統(tǒng)得到了很大的簡(jiǎn)化。
八、控制系統(tǒng)
  為了保證鉆機(jī)的三大工作機(jī)組協(xié)調(diào)的工作,以滿足鉆井工藝的要求,鉆機(jī)配備有控制系統(tǒng)??刂品绞接袡C(jī)械控制、氣控制、電控制和液控制等。目前,鉆機(jī)上常用的控制方式是集中氣控制。司鉆通過(guò)鉆機(jī)上司鉆控制臺(tái)可以完成幾乎所有的鉆機(jī)控制:如總離合器的離合;各動(dòng)力機(jī)的并車(chē);絞車(chē)、轉(zhuǎn)盤(pán)和鉆井泵的起、停;絞車(chē)的高低速控制等。
井架和底座
  井架和底座用來(lái)支撐和安裝各鉆井設(shè)備和工具、提供鉆井操作場(chǎng)所。井架用來(lái)安裝天車(chē)、懸掛游車(chē)、大鉤、水龍頭和鉆具,承受鉆井工作載荷,排放立根;底座用來(lái)安裝動(dòng)力機(jī)組、絞車(chē)、轉(zhuǎn)盤(pán)、支撐井架,借助轉(zhuǎn)盤(pán)懸持鉆具,提供轉(zhuǎn)盤(pán)和地面之間的高度空間,以安裝必要的防噴器和便于泥漿循環(huán)。
輔助設(shè)備
 
  為了保證鉆井的安全和正常進(jìn)行,鉆機(jī)還包括其他的輔助設(shè)備,如防噴器組,為鉆井提供照明和輔助用電的發(fā)電機(jī)組,提供壓縮空氣的空氣壓縮設(shè)備以及供水、供油設(shè)備等。


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