第二节 钻机性能参数

2.钻机型号 我国石油钻机国家标准规定了石油钻机的型式与基本参数，适用于石 油、天然气勘探开发用钻机。 我国钻机型号命名、意义见下表。 例：ZJ70LDB：表示名义钻井深度7000米，L链条并车、DB交流变频电 驱转盘。
ZJ
厂家代号及改型序号(厂家代号用一个汉 语拼音字母表示， 改型序号用阿拉伯数 字表示) 钻机特征:链条并车无或为L；胶带并车钻机为 J；齿轮传动钻机为C；电驱钻机为D；自行车装 钻机为Z；半拖挂车装钻机为T。 新标准增：Y-液压钻机；DJ-交流电驱动钻机； DZ-直流电驱动钻机；DB-交流变频电驱动钻机
ηdr —输入轴至滚筒前的传动效率；
Q1—起升I档游系载荷（kN）；Q1= Qds+10 Gt； Gt—游车、大钩、吊环、吊卡、钢绳的固定重量。 总之，绞车功率取决于I档起升速度和I档起升载荷。
2.起升系统发动机功率 N发＝KN×Ndr KN—储备系数1.1～1.2 3.游动系统结构 钻井绳数Z，指钻井时采用的有效提升 绳数。Zmax指钻机配备的提升轮系所提供的 最大有效绳数（图6.2.1） ，用于下套管 或解卡作业。 例:5×6表示:游车（轮数）×天车 （轮数）， Zmax =5×2=10（死绳、快绳去 掉，为有效绳数）。 不同钻机结构不同，游车和天车及有 效绳数Z不同。 图6.2.1 有效绳数图示
，n=2（安全系数）
Pb 破断拉力，由 Pb 选dw。
5.井架高 取决于立根高度。新标准规定井架高能提升28m的立根井架，安全高 度41～53m。例如：大庆—130, H架＝41m；ZJ45, H架＝43m。 6.钻台高度 取决于安装井口装置的高度。 安装套管头、防喷器、泥浆返出管。 例，ZJ45，有4.5m，6m，7.5m。 美国电驱钻机钻台高9.6m，安装双闸板、万能防喷器。
四、旋转系统参数
1. 转盘名义直径 为转盘主参数Dr，取出大方瓦后，转盘内通径，最大号钻头能通过。 2. 转速：r/min，有倒档。 3. 转盘功率（用经验式计算）
N r = 0.36nWL
单位：马力 （1马力＝0.735kW） n—转速,r/min；W—单位钻压（t/英寸钻头直径）；L—井深（m）； 0.36经验系数。
q—钻柱线密度（单位长度质量）；L-最大井深，km。
二、主参数与钻机型号
1. 主参数 作用：①能直接反映钻机的主要性能；②能用以标定钻机型号，并作为 设计、选用钻机的依据；③能影响和决定其它参数。 不同国家的钻机主参数： 中国钻机新标准规定名义钻井深度L为主参数。（原因：第一，L直接表 明了钻机的最大钻井深度；第二，L影响和决定其它参数的大小；符合我国 以钻机钻井深度定型命名的习惯。） 前苏联和罗马尼亚钻机标准采用最大钩载Qmax作为主参数。 美国钻机主参数没有统一的国家标准，各大公司生产的钻机基本上以名义 钻深范围（Lmin~Lmax）为主参数。（例如：1320M型钻机，指钻深13000～ 20000英尺，NSCO国家供应公司，National Supply CO.）
五、钻井泵功率 Np
输入轴功率，额定功率：
Np =
pmax ⋅ Qmin
ηp
× 10 −3
(kW)
式中： p max —最大泵压，Pa；
Q min—对应流量，m3/s；
η p —泵效，(0.8~0.85).
泵工作时：
p max 对应 Q ：最大压力对应最小流量（缸径最小）； min
pmin
对应 Qmax：最小压力对应最大流量（缸径最大）。
改变泵排量：变缸径（换缸套）。
第二节 钻机性能参数
一、钻机基本参数
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（最大钻柱重量）； 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(井架高度）。
1．名义井深L 推荐钻井深度，上限为名义井深。（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、90、120。 2. 最大钩载Qmax 在标准规定的最大绳数下，下套管或进行解卡等其它特殊作业时，大钩 上不允许超过的最大载荷。 Qmax决定钻机下套管和处理事故的能力，是核算起升系统零件静强度及计 算转盘、水龙头主轴承静载荷的依据。 3. 最大钻柱重量Qds 在标准规定的最大绳数下，正常钻进或进行起下作业时，大钩所允许承 受的最大钻柱在空气中的重量（质量）。 Qds＝10 q.L kN
4．钢绳直径dw 根据Qmax（最大钩载）的Pfmax（Zmax时快绳拉力）决定。 快绳拉力：
Qt Pf = Z ⋅η t
' Qt = Qds + Gt
Qt —游动系统总载荷
' —任意井深时钻柱重 Qds
Gt —游动系统自重
最Байду номын сангаас钩载时，
Pf max
Q max = Z max ⋅ η t
Pb ≥ nPf max
钻机级别，以100m 为单位计的钻机名 义钻深范围的上限。
钻机代号
三、起升系统参数
1. 绞车输入功率 Ndr 输入轴最大功率，也称额定功率，绞车主参数。
N dr = Q 1V 1
η tη bη dr
ηt ηb
V1—起升I档速度，（0.4～0.6m/s）； —游动系统效率； —滚筒轴传动与缠绳效率；