第一节钻机系统简介

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石油钻机概论.

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。）
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）。
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）；

第2章石油钻机概论

旋转防喷器 Nhomakorabea 节流管汇
压井管汇
八大部件：绞车；转盘；
水龙头；大钩；游车；天车；钻井泵；井架十大部件：加—柴油机；联动机组。
第二节钻机分类与特点

一、分类

1．按井深分

浅井（≤1500m）；中深井（1500~3000m）；深井（3000~6000m）；超深井（6000~9000m）；特深井（9000m以上）机械驱动钻机（MD）电驱动钻机（ED）。单独驱动（各主要机组单独驱动）统一驱动。

八、辅助设备
组成：
供气、供水、供油、供暖设备辅助发电设备井口防喷设备钻鼠洞设备辅助起重设备 ……

防喷器
Blowout Preventer（BOP）功能：钻井过程中，钻井液柱静液压力小于地层流体压力时，地层流体将进入井眼，引起井涌，此时需要采用防喷器来防止井喷种类：闸板、万能（环形）、旋转要求：
q—钻柱线密度（单位长度质量）， g ≈ 10 L —最大井深，km。

3. 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

tbdr
Q1V1

V1—起升I档速度，（0.4～0.6m/s）； t —游动系统效率； b—滚筒轴传动与缠绳效率； dr —输入轴至滚筒前，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,t。

钻机的组成
旋转系统设备循环系统设备
起升系统设备
动力驱动系统传动系统设备控制系统和监测仪表钻机底座

钻机八大系统

钻机八大系统1、旋转系统在钻井过程中，旋转系统通过转动井中钻柱带动钻头旋转破碎岩石。

它主要包括转盘、水龙头。

转盘型号：ZP375，功率：5850kN。

水龙头型号：SL-450，功率：4500kN。

2、循环系统循环系统主要作用是循环钻井液，及时清洗井底、携带岩屑，分离钻井液中多余固相、保护井壁和冷却钻头等。

它主要包括泥浆罐、泥浆泵、地面管线、立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤、钻头、环空、导流管、振动筛、除砂器、除泥器、离心机、搅拌机等。

泥浆泵型号：F-1600，功率：1176kW。

水龙头型号：SL-450，功率：4500kN。

振动筛型号：ZSW-2，振动筛负荷：50L/s，数量：3个。

除砂除泥一体机型号：ZCN250，数量1个。

离心机型号：LW450-1000-N1、LW450-1000-N3，负荷：40m3/h、60m3/h。

3、起升系统起升系统用于起下钻具、下套管、控制钻压及钻头钻进等。

它主要包括绞车、辅助刹车、井架、天车、游动滑车、大钩、钢丝绳、吊环、吊卡、卡瓦、液压大钳、“B”型大钳等。

绞车型号：JC70D，功率：1470kW。

井架型号：JJ450/45-K7，负荷：4500kN。

天车型号：TC450，负荷：4500kN。

游动滑车型号：YG450，负荷：4500kN。

4、动力系统动力系统主要是为各工作机提供动力，按动力设备不同分为机械驱动和电驱动两大类，即分别以柴油机和电动机为动力。

柴油发电机组型号：TYM-ZJ1600，功率：1000kW，数量：4个。

发电机：YG505，功率：400kW。

5、传动系统传动系统的作用是连接发动机与工作机，实现能量从驱动设备到工作机组的能量传递、分配及运动方式的转换。

电传动系统型号：VFDSL70715，功率1900KV A。

6、控制系统控制系统的作用是指挥各机组协调进行工作，常用的有气控、电控、液控等。

7、钻机底座钻机底座包括钻台底座和机房底座。

钻台底座用于安装井架、转盘、放置立根盒及必要的井口工具等。

钻井设备八大系统工作原理

钻井设备八大系统工作原理1. 钻机系统：钻机系统是用来提供旋转动力和推力，完成钻孔作业的设备。

通过钻杆将旋转动力传递给钻头，同时将推力施加在钻头上，使钻头能够穿透地层。

2. 钻杆系统：钻杆系统由一根根钻杆组成，通过螺纹连接在一起，传递钻机的旋转力和推力给钻头。

钻杆的材质通常是高强度合金钢，以保证足够的强度和刚度。

3. 钻头系统：钻头是钻井设备中的主要工作部件，通过旋转和推力将钻孔机械力的能量转化成对地层的切削力，实现钻孔作业。

钻头通常由合金钢材料制成，具有高强度和耐磨性。

4. 循环泥浆系统：循环泥浆系统用于冷却和润滑钻头，同时将岩屑和钻井液带上地面。

泥浆由泵驱动，通过钻杆进入钻头的钻杆内部孔道，随着钻杆的旋转和推力，冲刷并带走地层中的岩石碎屑。

5. 支撑套管系统：支撑套管系统用于稳定井壁和防止井塌。

当钻头钻进一定深度后，需要安装套管来支撑井壁，以保证井身的稳定。

套管通过下放到井眼内，并通过水泥固化使其与井壁紧密连接。

6. 提升系统：提升系统用于将钻杆和套管由井口提升上下。

提升系统通常包括钻机的提升设备、钻杆和套管提升器、千斤顶等。

通过这些设备，钻杆和套管可以安全地从井口升降。

7. 环空设备系统：环空设备系统用于确保井身的完整性。

包括井口防喷器、井口承压设备、防喷器等。

它们可以提供安全的环境以防止突发的高压气体和流体对钻井人员和设备的伤害。

8. 钻井液处理系统：钻井液处理系统用于处理并循环使用钻井液，以提供良好的冷却和润滑效果，并清除井底的岩屑。

它包括钻井液调配和搅拌设备、钻井液过滤和固液分离设备等。

通过处理，钻井液可以循环使用，提高钻井效率。

钻井设备和工具PPT课件

24
6、井控系统
(1)组成：防喷器组、节流管汇、压井管线以及液、气压控制机构组成。
(2)功能：控制井内的压力，防止地层流体无控制地流入井中。
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6、井控系统
国内防喷器产品
闸板防喷器环形防喷器
分流器
旋转防喷器
电缆防喷器带压作业装置
防喷器可实现的功能：
1) 密封钻具 2) 强行起下钻 3) 悬挂钻具 4) 手动、液动锁紧闸板 5) 用作分流系统 6) 可以剪断钻具
2
第一节钻机
陆上钻机
海洋钻井平台
3
4
一、钻机的分类
1.钻井深度
(钻机的起重能力)
大型钻机
W>800kN， 89 ～ 140mm钻杆，井径> 160mm
超重型钻机 H>5000m，
W>2500kN
重型钻机 H＝3000～5000m
W＝2000～2500kN
轻便钻机
中型钻机
H＝1000～ 2500m
驱动与传动系统动
力
气控系统
系
统
井控系统
起升系统旋转系统循环系统
天车游车大钩水龙头转盘绞车泥浆泵井架
五大系统→三大系统→八大件 29
转盘不旋转不需要方钻杆
30
31
第二节钻井工具
井下工具井口工具
一、井下工具
水龙头以下至钻头的管柱和工具的总称。主要包括钻头和钻柱。
1、钻头
11
游车下部的大钩正在锁住水龙头提环
钻工正安放卡瓦
2、旋转系统
12
2、旋转系统
钻杆与钻铤
转动的转盘与方钻杆 (顺时针转)

钻机的循环系统资料

引入智能控制技术
利用先进的控制算法和传感器技术，实现对循环系统的智能控制，提高系统的响应速度和稳定性。
提高系统效率
减少能量损失
通过改进循环系统的设计，减少能量在传输和转换过程中的损失，如优化管路接头、减少流体阻力等。
采用高效工作介质
根据循环系统的特点，选择合适的高效工作介质，以提高系统的热效率和动力传输效率。
循环系统的组成与结构
组成
钻机循环系统通常由油箱、油泵、过滤器、冷却器和油路等部分组成。
结构
循环系统的结构包括封闭的油路，通过油泵的作用，将润滑油从油箱抽出，经过过滤器过滤后，输送到需要润滑的部位，冷却后回到油箱。
循环系统的工作原理
工作流程
在循环系统中，润滑油被油泵从油箱中抽出，经过过滤器过滤后，输送到钻头和内部零件进行润滑和冷却，然后通过冷却器将热量带走，最后回到油箱。
油箱
油箱用于储存润滑油，为循环系统的各个部件提供润滑和冷却。
油箱的容量和油位高度对于确保循环系统的正常运转至关重要，应定期检查和补充润滑油。
油箱应具有良好的密封性能，以防止润滑油泄漏和污染。
油管与接头
油管用于连接循环系统中的各个部件，确保润滑油的循环流动。
应选择具有耐压、耐腐蚀和耐高温性能的油管，以确保循环系统
油路循环
润滑油在封闭的油路中不断循环，持续为钻头和内部零件提供润滑和冷却，同时带走产生的热量和杂质，保持钻机正常运转。
02
钻机循核心部件，负责提供高压冲洗液，以冷
却钻头并携带岩屑。
钻机泵的性能参数包括排量、压力和功率，这些参数直接影
响钻进效率。
常见的钻机泵类型包括柱塞泵和叶片泵，选择合适的泵类型对于确保循环系统的稳定运行至关重要。

钻井主要设备的基本组成及功用

DZ225/7.5-ZT底座起升前
八、钻机的辅助设备
（1）组成由供电、供气、供水、供油、器材储存、防喷设施、钻
井液的配制、储存、处理设施及各种仪器仪表等组成。
（2）作用满足钻井工艺的各种要求。
二、钻井主要设备的基本组成及功用
1、井架 2、天车 3、绞车 4、游动滑车 5、大钩 6、转盘
7、水龙头（动力水龙头） 8、钻井泵 9、动力机 10、联动机
4、游动滑车
（1）组成：由上横梁、滑轮、滑轮轴、侧板组、轴承、下提环及侧护罩等组成。
（2）功用：
与天车组成游动系统。
5、大钩
（1）组成：由吊环、吊环
销、吊环座、定位盘、弹簧、筒体、钩身、轴承及制动锁紧装置等组成。
（2）功用：
是悬挂水龙头和钻具；悬挂吊环、吊卡等辅助工具，可起下钻具和下套管；起吊重物，安装设备或起放井架等。
游动系统。
3、绞车
（1）组成：由支撑系统、传动系统、控制系统、制动系统、卷扬系统、润滑及冷却系统等组成。
（2）功用：是起下钻具和下套管；控制钻压；上卸钻具螺纹；起吊重物和进行其他辅助工作。
伊顿水冷盘刹的应用
2000M钻机绞车
70D钻机绞车
JC50D
卷扬系统
（主滚筒、副滚筒、各种猫头等卷绳装置）
动力设备
10、联动机
联动机是指由动力机至工作机的传动装置。
（1）组成：由并车、倒车、减速增扭、变速变矩及方向转换装置等组成。
（2）功用：是将动力机发出的动力分配给各工作机。
一、钻机的主要系统和设备有：起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动设备、钻机底座、钻机的辅助设备。二、钻井主要设备有：井架、天车、绞车、游动滑车、大钩、转盘、水龙头、钻井泵、动力机、联动机、固控设备、井控设备等。

钻机起升系统整理资料

钻机起升系统概述：钻机的起升系统实质上是一台重型起重机，它是钻机的核心。

它主要由井架钻井架、天车、游车、大钩、游动系统钢绳、绞车和辅助刹车等设备组成。

起升系统的作用主要是起下钻具、下套管、控制钻头送进等。

2.1 井架井架是一种具有一定高度和空间的金属桁架结构。

它在钻井或修井过程中，用于安放天车，悬挂游车、大钩、吊环、吊卡等机具，以及起下、存放钻杆、油管及抽油杆，并需承受井中钻柱重量。

对井架的要求如下：1)应具有足够的强度、刚度和整体稳定性。

以保证起下一定深度的钻杆柱、套管或油管柱。

2)有足够的工作高度和空间，足够的钻台面积。

3)应保证拆装方便，安全，移动迅速。

为此，结构应简单、轻便，并尽可能采用分段或整体运输，水平安装及整体起放的安装移运方法。

2.1.1概述1.井架的基本组成主要包括：井架主体，天车台，二层台，立管平台，工作梯。

2.井架的基本参数：井架的基本参数是反映井架特征和性能的技术指标，亦是设计、选择和使用井架的依据。

基本参数主要包括：井架高度、最大钩载、二层台立根容量、抗风能力等。

2.1.2井架结构类型井架按其主体结构形式可分为四种基本类型：塔形井架、A形井架、桅形井架、前开口井架。

1．塔形井架塔形井架是一种横截面为正方形或矩形的四棱截锥体空间桁架如图所示。

塔形井架的主要特点：(1)井架主体部分为封闭结构，整体稳定性好，承载能力大。

(2)整个井架由许多单一构件用螺栓联接而成，制造简单，运输方便。

(3)井架内部空间大，起下操作方便，安全。

(4)拆装工作量大，高空作业不安全，搬迁不方便。

塔形井架适用于较少搬迁而要求承载能力大，稳定性好的钻机，如海洋钻机、超深井钻机。

2、前开口井架前开口井架亦称为K形井架。

其主要结构特征是：1)整个井架主体是3～5段焊接结构组成。

段间采用锥销定位和螺栓联接。

2)通常采取水平拆装，整体起落和分段运输的办法搬迁井架。

搬迁方便、安全、迅速。

3)因受运输尺寸限制，井架主体截面尺寸较小，使井架内部空间比较狭窄。

第二章++钻机与泵

工程钻探与取样技术
第四节冲击钻机
工程钻探与取样技术
CZ-22冲击钻机外貌
第四节冲击钻机
工程钻探与取样技术
冲击机构
第四节冲击钻机
冲击钻具组成：（1）冲击钻头（2）冲击钻杆（3）钢丝绳接头（4）抽筒
工程钻探与取样技术
第四节冲击钻机
工程钻探与取样技术
一字形钻头
十字形钻头
圆形钻头
工程钻探与取样技术
另外包括各种管材、工具、仪器仪表等。
第一节钻机设备概述
二、钻机分类
1、按用途分
（1）石油天然气勘探开发钻机（2）固体矿产勘探钻机（3）水文地质调查和水井钻机（4）工程地质勘察钻机（5）工程施工钻机（6）砂矿钻机
2、按钻进方法分
（1）冲击式钻机（2）回转式钻机（3）振动钻机（4）复合式钻机
S（散装）
G（工程）
K（坑内）
Q（潜钻）
R(地热）
第一节钻探设备概述
工程钻探与取样技术
水文地质与水井钻机
名义钻进深度, m 钻机型号
300
600
SPC-300 SPC-500 SPC-600SPC-1200 SPS-2000
勘察钻机系列
名义钻进深度，m 钻机型号
30 G-1 G-1A
第三节转盘式钻机
工程钻探与取样技术
大小补心式转盘
第三节转盘式钻机
工程钻探与取样技术
回转梁式转盘
第三节转盘式钻机
工程钻探与取样技术
一级传动
两级传动
第三节转盘式钻机
工程钻探与取样技术
三、GPS-15型钻机
大口径转盘钻机，适用于高层建筑、桥梁等的桩基孔和大口径水井的施工。

第一章石油钻机概述

石
油
钻
采
机
械
主讲：马卫国
第一章：石油钻机概论——钻机载荷特性
钻机载荷：大钩载荷、转盘载荷、钻井泵载荷大钩载荷：钻进和起下钻过程中吊卡、钻具、钻压等载荷。按钻头周期和全井周期呈现规律性。
石
油
钻
采
机
械
主讲：马卫国
第一章：石油钻机概论——钻机载荷特性
钻头周期：指从钻头下井到钻头磨损被起出为止的一段时间；在一个钻头周期内，大钩载荷变化分为三个阶段（下钻－钻进－起钻）。全井周期：指从开始钻井到完钻的全过程，大钩载荷与井深成正比。
石
油
钻
采
机
械
主讲：马卫国
第一章：石油钻机概论——钻机载荷特性
转盘载荷：指钻井过程中转盘驱动钻具旋转是承受的扭转振动载荷；另外，在起下钻过程中，转盘悬挂钻具重量或套管重量承受的静载荷。特性：不稳定、随井深增加而增大。
石
油
钻
采
机
械
主讲：马卫国
第一章：石油钻机概论——钻机载荷特性
钻井泵载荷：钻井过程中钻井泵的泵压随井深增加而加大；在泵压和排量一定时，由于泵的往复运动，曲柄轴的扭矩呈周期性变化。特性：与其它工作载荷相比较，载荷相对稳定、功率消耗最大。
第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型
是用于石油天然气钻井的专业机械，是由多台设备组成的一套联合机组。主要包括动力机组、动力传动机组、提升设备、旋转设备、循环设备、仪器仪表及控制系统等。
石
油
钻
采
机
钻机总图
械
主讲：马卫国
第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型
石

第一节_钻机系统简介

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。 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。
二、石油钻机的基本构成
石油钻机是由多种机器设备组成、具有多种功能的联
合工作机组。为满足钻井工艺的基本要求，整套钻机必
须具备下列八大系统和设备:
一）地面旋转送进设备
一、石油钻机系统的基本组成
为了转动井中钻具，带动钻头破碎岩石，钻机配备
有转盘系统。为实现钻头给进，钻机配备有钻具送进装置。
主要组成：转盘、水龙头、钻具，顶驱钻机配备有顶
第六章
石油钻机
石油钻机是用来钻油气井的一套钻井设备。
钻井作业正向高效率、低成本、自动化、智能化方向
发展。钻井技术的进步依靠的是钻井装备的发展和突破。
石油钻机的重大技术进步:
1.深井、超深井钻机； 2.特种钻机； 3.电动钻机及顶驱； 4.钻机概论
DQ-60D/D1/D2顶驱
2.循环系统设备
作用：输送钻井液，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。主要设备组成：全套钻井液的循环设备、钻井液净化、处理调配装置。
水龙头
立管泥浆管泥浆泵
软管方钻杆
钻杆导流管固控设备
环空
钻铤

第一章钻机概论

《钻井机械》第一章钻机概论
17
1）名义钻井深度L
名义钻井深度L定义为：钻机在标准规定的钻井绳数下，使用127mm（5in)钻杆柱时可钻达的最大井深。它等于名义钻深范围的上限Lmax。
2）名义钻深范围Lmin～Lmax
名义钻深范围是指钻机在规定的钻井绳数下，使用规定的钻柱时钻机的经济钻井深度范围。即对于井深在Lmin～Lmax范围内的井，采用该型钻机钻井是经济合理的。名义钻深范围下限Lmin，在标准中是按名义钻井深度Lmax的 50～70％确定的，这与国外多数公司保持一致。
包括钻台、机房、钻井泵等底座。用以安装和运移设备。
8.辅助设备
成套钻机还必须具有供气、供水设备、辅助发电设备、辅助起重、防喷设备等，高寒地区施工还需配备防冻保温设备。
《钻井机械》第一章钻机概论
11
1.2.2钻机的类型
1.按钻井方式分为：
1）冲击钻机（也称为顿钻钻机）。 2）旋转钻机，转盘旋转钻机，也称为常规钻机，是目前世界各国通用的钻机。
钻井机械第一章钻机概论1第一章第一章钻机概论钻机概论钻井机械第一章钻机概论2埋藏在地下深处的石油天然气和地热等能源要开发利用必须要经过一个通道才能开采目前钻井是形成这个通道最有效的办法
第一章钻机概论
《钻井机械》第一章钻机概论
1
埋藏在地下深处的石油、天然气和地热等能源要开发利用必须要经过一个通道才能开采，目前钻井是形成这个通道最有效的办法。而要钻井就需要一套完善、专业的机械设备，这套专门用来钻井的设备通常称为钻机。现代钻机是由现代机械技术、液压技术、气动技术、电气技术和计算机控制技术等多种技术组成的联合工作机组，因此，一些国家称之为钻井工厂。
《钻井机械》第一章钻机概论

钻机概述

二石油钻机的组成 1、旋转系统设备
转盘水龙头钻头钻柱
功能：保证在钻井液高压循环的情况下，给井下钻具提供足够的
旋转扭矩和动力，以满足破岩钻进和井下其它要求。
游车下部的大钩正在锁住水龙头提环
钻工正(顺时针转)
旋转系统
→钻头
PDC钻头
取芯钻头
2、循环系统
→循环介质
泥浆功能：
1、悬浮和携带钻屑 2、润滑和冷却钻具 3、稳定井壁 4、平衡地层压力 5、传递水功率 6、泥浆录井
2、循环系统
→流程
水龙带泥浆泵加重装置立管地面管汇方钻杆水龙头
泥浆的循环流程：
泥浆泵－地面高
压管汇－立管－水龙
带－水龙头－钻柱（方钻杆、钻杆、钻
泥浆池
立管
2、循环系统→分离装置
第一章钻机概论
3、起升系统设备
主要作用为了起下钻具、下套管、控制钻压及钻头送进、完成钻井辅助作业等。主要有钻井绞车、辅助刹车、游动系统（如钢丝绳、天车、游动滑车）大钩、井架和用于起下钻操作的井口工具及机械化设备（如吊环、吊卡、卡瓦、气动绞车、动力大钳、立根移动机构等组成。绞车是起升系统的核心，是钻机的三大工作机之一。
制。司钻控制台或司钻控制房。机械控制设备有手柄、踏板、操作杆等；气液控制设备有气动元件、液动元件、工作缸、管汇等；电控制设备有电开关、继电器等。
第一章钻机概论
（7）钻机底座
包括鉆台底座和机房底座。
作用：用于安装钻井设备，方便钻井设备的移运。鉆台
底座用于安装井架、转盘，放置立根盒及必要的井口工具和司钻控制台，多数还要安装绞车。鉆台底座还应容纳必要的井口装置，因此必须有足够的高度、面积和刚性。机房底座主要用于安装动力机组及传动设备，因此必须有足够的面积和刚性。

钻机的循环系统 PPT课件

动画演示
本节课学习的内容
1.往复泵的基本构成和工作原理（重点） 2.往复泵的分类 3.活塞的运动规律 4.往复泵的流量 5.往复泵流量不均匀的危害及解决方案
4.2 往复泵的流量
一、活塞的运动规律
若往复泵的动力端不同，则活塞的运动规律也不同。石油矿场用往复泵的动力端大多采用曲柄连杆机构。如图4-3所示。现以此为例来分析活塞的运动规律。
钻机的循环系统包括：钻井泵、钻井液池、钻井液槽(罐)、地面管汇、钻井液净化设备、钻井液调配设备。钻井泵是钻机循环系统的核心设备，是循环系统的工作机。目前国内外石油钻机中采用的钻井泵都是往复式液压泵。习惯上也把钻井泵称为往复泵。钻机循环系统采用往复泵，就是为整套钻机提供高压钻井液。往复泵在石油矿场上应用非常广泛。它常常用于高压下输送高粘度、大密度和高含砂量的液体，而流量相对较小。例如：钻井泵、固井泵(也叫水泥泵)、压裂泵、注水泵、采油泵等都是在石油矿场常用的往复泵。与叶片泵、离心泵等相比，往复泵具有较高的工作效率和良好的运行性能。
二、往复泵的分类
（2）双作用泵：如图4－2所示，活塞的两面均为工作面。液缸被活塞分成两个工作室，无活塞杆的为前工作室，有活塞杆的为后工作室，每个室都有吸入和排出阀。活塞往复运动一次，其液缸完成吸入过程和排出过程各二次。
图4-2 双作用往复泵液缸示意图
二、往复泵的分类
4.按液缸的布置方式及其相互位置分为: 卧式泵、立式泵、V形泵、星形泵。 5.按传动或驱动方式分为: 机械传动泵、蒸汽驱动泵、液压驱动泵、手动泵。通常以泵的上述主要特点来区分各种不同类型的泵，如单缸单作用立式柱塞泵、双缸双作用卧式活塞泵、三缸单作用柱塞泵等。
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4.1 概述
一、往复泵的基本组成和工作原理

钻井机械循环系统

连杆
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第四章钻机的循环系统
4、钻井泵的工作图（1）
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第四章钻机的循环系统
4、钻井泵的工作图（2）
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第四章钻机的循环系统
4、钻井泵的工作图（3）
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第四章钻机的循环系统
二、钻井泵空气包
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％。
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第四章钻机的循环系统
6）开泵时，必须与有关操作人员联系，确认无误，操作人员要密切注意泵压表的压力变化，循环未正常前不许离开气开关。非工作人员应离开泵房。工作人员应离开危险区域。
7）在运转过程中，要经常检查泵压表的变化，检查泵各部位有无响声，经常检查十字头滑板油孔及拉杆盘根冷却润滑流道是否畅通，观察拉杆盘根有无刺漏现象，并检查活塞和进、排水阀有无刺、漏现象。
振动筛的结构示意图
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第四章钻机的循环系统
振动筛主要通过电机带动激振器旋转，产
生周期变化的惯性力，钻井液固相颗粒进入
筛面，在筛面上做抛掷运动，将大小不等的
固相颗粒分类去除。振动筛的分离颗径和处
理量是振动筛选配的重要因素。
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第四章钻机的循环系统
振动筛的选择
振动筛的技术水平主要反映在处理能力（处理量≥50L/S和分离粒度75μm以上颗粒）、工作的稳定性．寿命的长短和操作的灵活性几个方面。振动筛的处理能力与振动筛的结构、运动轨迹、振动频率、振动强度、筛网面积和筛网的粗细有关。

4.1钻机的循环系统

三缸单作用钻井泵Biblioteka 双缸双作用钻井泵
一、往复泵的基本组成和工作原理
1、往复泵基本构成如图4-1所示，往复泵由以下两个基本部分组成。（1）液力部分(或称液力端)—包括活塞、液缸、泵阀等部件。液力端的作用是把机械能转换成液体能。（2）动力部分(或称动力端)—包括曲柄、连杆、十字头、活塞杆等部件。动力端的作用是进行运动形式的转换。
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本节课学习的内容
1.往复泵的基本构成和工作原理（重点） 2.往复泵的分类 3.活塞的运动规律 4.往复泵的流量 5.往复泵流量不均匀的危害及解决方案
4.2 往复泵的流量
一、活塞的运动规律
若往复泵的动力端不同，则活塞的运动规律也不同。石油矿场用往复泵的动力端大多采用曲柄连杆机构。如图4-3所示。现以此为例来分析活塞的运动规律。
往复泵在石油生产中主要用于：
1、钻井：循环泥浆、固井、井口控制设备的动力泵；
循环泥浆固井动力泵
二、往复泵的应用
2、采油：洗井、注水及地层压裂酸化；
注水
洗井
压裂酸化
二、往复泵的应用
3、抽油泵也是一种特殊结构的往复泵。
本节课学习的内容
1.往复泵的基本构成和工作原理（重点） 2.往复泵的分类 3.活塞的运动规律 4.往复泵的流量 5.往复泵流量不均匀的危害及解决方案
图4-3 往复泵活塞运动示意图
一、活塞的运动规律
往复泵活塞运动的位移x、速度u和加速度a为： x r ( 1 cos ) （4-1） u r sin （4-2） a r 2 cos （4-3）式中 r—曲柄长度；ω—曲柄的角速度；φ—曲柄转角。活塞由液力端向动力端运动时，φ=0～π；活塞由动力端向液力端运动时，φ=π～2π。从上述公式说明，往复泵活塞的运动速度和加速度分别近似地按正弦和余弦规律变化。当φ=π时，活塞处于右死点位臵；当φ=0和2π时，活塞处于左死点位臵。当φ=0～π时，上述公式中的正负号取上面的；当φ=π～2π时，上述公式中的正负号取下面的。

第一、二章电动钻机概述

第一章电动钻机概述第一节电动钻机的基本结构电驱动钻机是当今发展迅速的一类钻机，它具有高价位、高性能，适合于各种油气井的钻探施工。

电驱动钻机主要有以下几个系统组成：动力系统、电传动系统、起升系统、旋转系统、泥浆循环系统、液气控制系统、供油供水系统、钻井参数检测处理及传输系统、井口工具及辅助设施。

一、动力系统动力系统由柴油发电机组和辅助柴油发电机组组成，电驱动钻机亦可用网电作动力系统。

柴油发电机组按需要可任意并网运行，负荷均衡分配。

二、电传动系统电传动系统由SCR或VFD系统和MCC组成。

SCR或VFD系统对驱动绞车、钻井泵和转盘的电动机供电和控制，其特性满足绞车、转盘、钻井泵的工作要求。

MCC对低压交流电动机、照明系统、生活设施及其它交流用电设备供电和控制。

三、起升系统起升系统主要包括绞车、天车、游车、大钩、钢丝绳、井架、底座以及吊环、吊卡等用于钻井辅助作业的工具。

其作用：实现起下钻具、起下套管柱以及控制钻头送进等。

四、旋转系统旋转系统由转盘和水龙头（或使用顶部驱动钻井装置）。

其作用：旋转钻具，循环泥浆。

五、泥浆循环系统泥浆循环系统由钻井泵、高压管汇、泥浆罐、泥浆净化设备等组成。

用于循环、净化处理泥浆，保证连续钻井作业。

六、液气控制系统液气控制系统由液压站、气源及净化装置、控制阀、控制管线、执行机构组成。

液气控制系统与电传动系统一起实现对整套钻机的控制。

七、钻井参数检测及传输系统钻井参数检测及传输系统通常由传感器、信号处理器、显示记录仪、报警器、井场传输系统和远程传输系统等组成。

能够对整个钻井过程的有关参数进行检测、记录、处理、传输和远程管理。

八、供油供水系统供油系统由柴油供给和润滑油供给两部分组成。

由油罐、输油泵等组成，用于油料的储存和输送。

供水系统由水罐、水泵和输水管线等组成。

用于设备的冷却。

九、工具及辅助设施工具及辅助设施包括井口工具、钻杆架及其他辅助设施。

第二节电动钻机的基本参数电动钻机的基本参数不应低于SY/T5609—1999《石油钻机型式与基本参数》行业标准的推荐值，配套范围会因生产厂家的不同而不同。

钻井机工作作原理及两大系统简介

钻井机工作作原理及两大系统简介
钻井机的工作方式是泵吸反循环式。

在大气压力的作用下，循环液由沉淀池经回水沟沿着井孔的环状间隙流到井底，此时转盘驱动钻杆，带动钻头旋转进行钻进，由泥浆泵抽吸建立的负压把碎屑泥浆吸入钻杆内腔，随后上升至水龙头，经泥浆泵排入沉淀池，沉淀后的循环液继续流入井孔，如此周而复始，形成了反循环的钻进工作。

钻井机融合了现代液压桩工机械新技术和新工艺，主要结构：工程钻井机由主机部分、发电机组、液压系统、真空系统、起重设备六部分组成。

我公司生产的钻井机主要性能参数达到了国内同类产品先进水平，保证整机的可靠性。

下面给大家简要介绍一下钻井机的旋转系统和钻井的循环系统。

钻井机的系统分为很多种。

一、钻井机旋转系统设备和相关工具主要是用于是钻井机转动井中钻具，从而带动钻井机的钻头破碎岩石。

主要由钻井机转盘、水龙头、顶部驱动钻井机钻井装置、钻井机钻杆柱及钻头组成。

同时，钻井机钻杆柱和钻头也起着循环高压钻井液的作用。

钻井机转盘和顶驱设备是旋转系统的核心，钻机的三大工作机组的核心。

二、钻井机循环系统设备及工具主要作用是强迫钻井机钻井液的循环，及时清洗井底、携带岩屑、维护井壁以及向螺杆钻具、涡轮钻具提供高压动力液。

主要由钻井机钻井泵、地面钻井机压管汇、钻井机钻井液固控设备和调配装置等组成钻井机钻井泵是循环系统的核心，钻井机钻机的三大工作机之一。