石油钻杆接头选材及工艺路线设计-材料毕业论

石油钻杆接头选材及工艺路线设计

学院：机电工程学院

专业：机械设计制造及其自动化

学号：1304010402

姓名：韩西浩

指导老师：宋玉强

二零一五年六月

摘要：尽管现在都在提倡新能源，但石油依然是全球的主要能源，并且可以肯定的是在未来很长的一段时间内这种局面将一直保持。所以石油钻井技术依然有着它不可忽视的价值。本文着重就钻杆接头的选材及工艺路线的制定进行分析，同时会从总体上对石油钻采机械做一个基本的介绍。

关键词：石油钻采机械、钻杆接头、选材、工艺路线。

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1.中国石油行业及钻井设备现状及发展简介

1.1中国石油行业现状及发展

2012年以来，我国石油行业生产发展平稳，主要产品产量保持低速增长。现阶段，国内市场对石油的消费需求量不断增大，而国内石油产量上升空间有限，所以我国现阶段对石油的进口依然保持着高依存度，2013年已经达到57.39%，超过警戒线50%，就现在的国际国内形势来看，短期内我国对石油的依存度还将继续升高，这将对我国的经济发展，国防安全，与其他国家经济政治关系产生影响。从国内石油生产来看，中国东部油田在减产，西部发展比预期慢，海洋油气产量仍较低，所以中国石油产量短期内不会有大幅的增长，再加上国内石油行业企业分布较散，难以发挥产业集群效应，既不利于减低生产成本也不利于环境保护。所以总体来说我国石油行业虽保持着稳步的发展，但由于自身存在的一些问题加上国内石油消费需求的不断增大，在国际上仍面临着激烈的竞争。

迅猛的工业增长和不断提升的国内生活水平进一步加大了中国对能源的需求，在这些能源中，石油毋容置疑在未来很长的一段时间内将扮演着主要角色，因此石油行业的前景依然是乐观的。结合中国自身的实际情况及国际大环境，中国石油行业在未来的发展中将继续依靠老油田的稳产，加大对西部地区及海洋地区的开发，加大中国石油企业与西方公司的合作，获得与非常规石油生产相关的必要技术，逐步向油气并重的方向发展，在保障国家安全的战略中从单纯的“开源”向“开源”与“节流”并重的方向发展。

1.2 中国钻井设备现状及发展

我国石油钻井的规模位于世界前列，年动用钻机数量也在不断增加，钻井地

域由陆地到海域，钻井井深由浅井到中深井到深井、超深井，钻井井型由打直井到定向井、丛式井、水平井和大位移井。总而言之，我国经过许多年的探索基本上形成了较先进的整套钻井设备及技术，在钻头制造技术，钻头选型技术及钻头实用技术等方面都有了较大的提高，但我国目前的钻井设备与国外先进水平还有很大的差距，就钻头来说，国外钻头型号多，并且每种型号都有可供选择的附加项目钻头对地层的适应性强，工作效率高。因此在未来的发展中要走向世界，学习西方的先进技术，同时发挥中国石油的整体优势，加强钻井专业高端技术装备以及软件的研发和应用，积极推广和发展核心技术，提高专业化技术服务水平。海洋领域的竞争无疑会在未来的石油行业竞争中占据主要地位，所以我国要加快提高海上采油装备水平，集中力量克服海洋钻采的瓶颈问题，掌握住海洋钻采设备的核心技术，加快进军国际先进行列的步伐。

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2．石油钻采机械简介

2.1钻井机械设备

2.1.1钻机

1.定义

石油钻井的地面配套设备

2.八大系统

（1）起升系统

组成：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。

（2）地面旋转系统

组成：转盘、水龙头、钻具。

作用：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他要求。

（3）循环系统设备

组成：钻井泵、地面管汇、泥浆罐、泥浆净化设备。

作用：从井底清除岩屑；冷却钻头和润滑钻具。

（4）动力驱动系统

组成：动力设备（柴油机组）、发动机组、电动机组。

作用：提供动力。

（5）传动系统设备

组成：联动机组-动力并车

作用：传递、分配动力。

（6）控制系统和监测仪表

组成：司钻台、液、气、电控制、仪表，各种钻井仪表及随钻测量系统。

作用：控制各系统、设备按工艺要求进行。

（7）钻机底座

组成：钻台底座、钻机底座

作用：支撑和安装各钻井设备和工具，提供钻井操作场所，方便钻机设备的移动。（8）辅助设备系统

组成：供气设备、辅助发电设备、井口防喷设备、钻鼠洞设备及辅助起重设备。作用：协助主系统工作，保证钻井的安全和正常工作。

2.1.2钻具

方钻杆、钻杆、接头、钻铤、钻头

2.1.3套管

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2.2采油机械设备

2.2.1自喷井设备

套管头：连接套管和各种井口装置的部件。

油管头：位于采油树和套管头之间。

清蜡闸门：其上方可连接清蜡方喷管等，清蜡时才打开。

总阀门：控制着油气流入采油树的通道。正常生产是打开，需要关井时关闭。节流器：控制自喷井的产量。

生产阀门：控制油气流向出油管线，正常生产时打开，更换检查油嘴停产时关闭。

2.2.2有杆泵采油设备

1.抽油机

1.1游梁式抽油机

（1）常规式抽油机：驴头、游梁、横梁、连杆、曲柄

（2）前置式游梁抽油机

（3）异相曲柄游梁式抽油机

（4）双驴头式抽油机

（5）矮型异相曲柄游梁式抽油机

（6）下偏杠铃式游梁抽油机

（7）无游梁式抽油机

1.2链条式抽油机

1.3皮带-链条式抽油机

1.4直线电机式抽油机

1.5智能换向式抽油机

2.抽油泵

2.1管式泵和杆式泵

由泵筒、吸入阀、活塞、排气阀四大部分组成

2.2抽油杆

2.3悬绳器

2.4井口装置

由套管头、油管头、抽油三通和光杆密封器（盘根盒）组成。

2.2.3无杆泵采油设备

1.电动潜油离心泵

井下部分：多级离心泵、油气分离器、保护器、潜油电动机

地面部分：变压器组、自动控制台、辅助设备

中间部分：电缆、油管

2.水力活塞泵

2.2.4螺杆泵采油设备

按驱动方式分为：电动潜油螺杆泵、地面驱动井下螺杆泵、水力驱动螺杆泵