石油钻机的旋转系统
石油钻井机工作原理
石油钻井机工作原理石油钻井机是一种复杂的机械设备，用于在地层中钻探油井或气井。
其工作原理可以概括为以下几个核心部分：1. 动力系统：石油钻井机通常配备有强大的动力源，如柴油发动机、电动机或燃气轮机等，它们为整个钻井作业提供所需的能量。
2. 旋转系统：通过传动装置将动力传递给转盘，转盘带动钻杆及连接在钻杆底部的钻头进行高速旋转。
钻头利用切削、研磨等方式破碎地下岩石。
3. 起升系统：包括井架、天车、绞车和游动滑车等组件。
绞车通过钢丝绳（或链条）拉动大钩，从而实现钻具（包括钻杆、钻铤等）的起下动作，以便于更换钻头或者加深井眼。
4. 钻井液循环系统：泥浆泵（也称为钻井泵）将钻井液（通常是经过处理的水、泥浆或其它流体混合物）压入钻杆内腔，然后从钻头喷嘴喷出，以冷却钻头、润滑钻柱并携带破碎后的岩石颗粒返回地面。
在某些情况下，采用泵吸反循环方式，即通过钻杆内部形成的负压将破碎的岩屑吸入钻杆，并由泥浆泵排出到沉淀池，经分离处理后循环使用。
5. 控制系统和监测显示仪表：钻井过程中的各种参数，如钻压、扭矩、深度、钻井液性能等，均受到严格监控和控制，以确保钻井操作的安全性和有效性。
6. 辅助设备系统：这包括固控设备（用于处理和回收钻井液）、井控设备（防止井喷事故）、压缩空气系统（供气动工具使用）、液压系统以及供电系统等。
总的来说，石油钻机通过钻进、冷却润滑、钻井液循环等步骤，将地下的岩石层削碎并将油气储层暴露出来，从而实现石油和天然气的提取。
此外，石油钻井机还可以采用旋冲钻井技术，通过在钻头顶端设置冲击器装置，利用动力源给冲击器施加压力，使钻头持续旋转并产生更大的冲击力，从而快速击碎岩石，提高钻进效果。
同时，冲击器的工作内容也是旋冲钻井技术的关键部分，其工作原理是将系统力直接作用到钻头结构上，与防回水的动力联合，产生更大的冲击力，并将扭矩传输到钻头上。
在电力驱动方面，石油钻井机通常采用直流电动机进行驱动，通过通电导体在磁场中受电磁力的作用实现连续供电。
石油钻机工作原理
石油钻机工作原理
石油钻机是一种用于从地下地层中提取石油或天然气的设备。
其工作原理可以简要地分为以下几个步骤：
1. 钻井液循环：石油钻机通过泵将钻井液（一种由水、泥浆和化学添加剂混合而成的液体）从钻井井口注入井筒中。
钻井液在井筒中形成一股循环流动，起到冷却和润滑钻头的作用。
2. 钻头转动：钻机通过转动机构带动钻杆和钻头旋转。
钻头通常由金属钻材制成，具有旋转切削地层的功能。
3. 钻进地层：钻井液从钻杆中通过喷嘴射向钻头，将钻进的碎屑和岩石颗粒带至井面。
钻进过程中，钻井液的循环不断清除井筒中的碎屑，保持井筒的稳定性，并传递地层信息。
4. 钻井套管：当钻进到一定深度后，钻井套管将会安装入钻井井筒中。
钻机停止旋转，钻杆和钻头会被临时拆卸出来。
钻井套管由一节一节的钢管组成，通过下沉至井底来加固井筒壁。
5. 井壁固井：在钻井套管装置完成后，水泥浆会从钻井套管顶部注入井筒中。
水泥浆填充井筒与地层之间的空隙，形成固定的井壁。
石油钻机通过不断循环钻井液、旋转钻杆和钻头、钻进地层并固井来提取地下的石油和天然气。
这是一个高度复杂和精密的工程过程，需要合理的工程设计和操作技术。
钻井机械.3旋转系统
用离心式鼓风机对 电机进行强制冷却。
职培中心
第三章 钻机的旋转系统
加高进气口的 近距离冷却系统
职培中心
第三章 钻机的旋转系统
四、转盘的使用及维护保养
1、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。
2、转盘启动前，对锁紧装置上的销轴注入润 滑脂。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。检查转台与方瓦、方瓦与补心是否锁紧。
转盘主要由水平轴、转台、主轴承、壳体、方 瓦及方补心等组成。
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。
职培中心
第三章 钻机的旋转系统
4、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。
5、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
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。
职培中心
第三章 钻机的旋转系统
三、水龙头的使用、维护和保养
1、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。
2、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。
石油钻井八大系统[知识探索]
![石油钻井八大系统[知识探索]](https://img.taocdn.com/s3/m/1a1eafc7f46527d3250ce0a0.png)
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1.4、大钩
钻井大钩是重要提升 设备。
上部与游车相接，尖 钩钩住水龙头上部提 环。
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2、旋转系统
作用：驱动钻具旋转以破碎岩层
组成：水龙头、转盘、钻具（一般包括方钻杆、钻杆、钻 铤和钻头，扶正器、减震器以及配合接头等）
工作原理：转盘通过方钻杆带动整个钻柱（由钻杆和钻铤
等钻具组成）和钻头旋转，钻头直接破碎岩石，水龙头提
供高压泥浆的通道。
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2.1、水龙头
钻机提升部件与旋转 钻具之间的过渡部件。
上部的提环与大钩相 连，下部中心管与方 钻杆相连。水龙头上 的鹅颈管与水龙带相 连接，中心管与钻具 相连形成泥浆循环通 道。
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提环 鹅颈管
中心管
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2.2、转盘
钻杆铤头 14
钻柱
方钻杆
钻柱连接示意图
钻铤
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3、循环系统
作用：由钻井液（泥浆）将井底钻头破碎的岩屑及时携带到地 面上来，同时冷却钻头保护井壁
组成：泥浆罐、钻井泵、地面管汇（包括高压管汇、立管、水 龙带等 ）泥浆净化设备（包括震动筛、旋流器、离心机等）。
工作原理：钻井泵将泥浆从泥浆罐中吸入并加压，经过地面管 汇进入水龙头，通过空心的钻具下到井底，从钻头的水眼喷出， 经井眼和钻具之间的环行空间携带岩屑返回地面，经各级泥浆 净化设备净化，然后重复使用。
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5、传动系统
作用 把柴油机或柴油机 组的动力分配到各 个工作机组
组成 机械传动、电动传 动、液压传动
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6、控制系统
作用 指挥各系统协调工 作
钻井设备介绍
石油钻机drilling rig:用于钻油气井和开采地下石油天然气的成套设备。
通常由起升系统、旋转系统、钻井流体循环系统、动力驱动系统、传动系统、控制系统、钻机辅助设备等构成。
功能：1.通过钻柱给钻头提供必要的钻速、扭矩、钻压，以破碎井下岩石达到钻探目的。
2.循环系统能及时清洗井底产生的碎屑，并使之携带出地面，以利于钻头在井下继续钻进。
3.起升系统能以一定速度起升井内钻柱和下放钻柱，并能下放套管。
4.钻井过程中，钻柱可能在井内发生遇阻、卡钻等情况，钻机必须有能处理以上事故的能力。
5.钻完一口井后钻机必须有移动性和拆装能力。
分类按钻井能力不同分类：浅井钻机、中深井钻机、深井钻机和超深井钻机。
按驱动方式来分类：机械驱动钻机mechanical drive rig、直流电驱动钻机AC-SCR-DC drive rig、交流变频电驱动钻机AC-VFD-AC drive rig、机电复合驱动钻机和液压钻机hydraulic drilling rig；按搬家rig move、安装、移动方式不同区分:撬装钻机skid-mounted rig、车装钻机self-propelled rig、拖挂式钻机trailer-mounted rig、整体移动钻机unitary move rig；按使用场合分类：陆地钻机、海洋钻机、沙漠钻机、极地钻机；此外还有区别与常规钻机的斜直井钻机。
基本参数1.名义钻深：钻机在规定的钻井绳数下使用规定的钻杆柱时，钻机的经济钻井深度。
2.最大勾载：在规定的最多绳数下，下套管、处理事故或进行其他特殊作业时，大钩不允许超过的载荷。
3.绞车额定功率、游动系统绳数、钻井钢丝绳直径、钻井泵单台功率、钻盘开口直径、钻台高度、井架高度。
井架derrick树立于钻台上用于石油钻井时提升和下放钻具的起重架。
主要有井架主体、天车台、立管操作台、下套管扶正装置和工作梯组成。
按主体结构可分为塔型架、K型架cantilever mast、A型架A-mast(具体包括伸缩式K型架telescoping mast和垂升式K型架bootstrap mast)。
第2节-旋转钻机的六大系统
窗口 空心轴
叶轮
泥浆出口
工作原理： 真空除气器是利 用真空泵抽吸作用， 在真空罐内造成负压 区，泥浆在外界大气 压的作用下，通过吸 入管进入空心轴，再 从空心轴窗口向四周 喷射，与罐壁发生碰 撞，破碎气泡，使气 液分离，气体被真空 泵抽出，液体则在叶 轮的旋转作用下，从 排出管排至泥浆罐中。
泥浆入口
方 钻 杆 钻 柱 环 空
井 壁
钻头
钻井泥浆泵——结构
钻井装备 循环系统-泥浆泵、泥浆池、立管、水龙带、钻柱、
分离装置
水龙头 钻井泵 地面管线 加重装置 方钻杆
泥浆池
振动筛 环空 钻铤
钻屑下滑
废水池
钻头
真空除气器
主要结构：
电机
罐体
泥浆出口 过滤器 泥浆入口 真空泵 出气口
真空除气器
主要结构：
6 井控系统 – 功能： • 控制井内压力，防止 地层流体无控制地流 入井中。 – 组成：防喷器组、钻井 四通、节流管汇、压井 管汇以及液气压控制机 构。
钻井装备
井控系统-防喷器、节流管汇、压井管汇、远控台
远程控制台由油箱、泵组、蓄能器组、管汇、各种阀件、仪表及电
控箱等组成。远程控制台的主要功能是由泵组产生高压控制液，并 储存在蓄能器组中。当需要开、关防喷器时，来自蓄能器的高压控
离心机
• 工作原理：
待处理的泥浆，从泥浆入口进入由锥形滚筒（转鼓）和螺旋输 送器所形成的分离室，并被加速到与输送器或滚筒大致相同的转速 。由于离心力的作用，在滚筒内形成一个液层，而其中的重晶石和 大颗粒的固相被甩向滚筒内壁，形成固相层，固相由螺旋输送器输 送到锥形滚筒处小头处，从底流口排出，而自由液体和悬浮的固相 颗粒由于具备流动性，则流向滚筒的大头，通过溢流孔排出。
第三章 钻机的旋转系统
2.转盘代号
转盘代号的标示方法如下图所示。 示列：ZP175
表示通孔直径为17.5英寸的转盘，型号为ZP175。
ZP
更新设计标号：用阿拉伯数字表示 驱动形式：Y-液压，D-电，机械省略 型号级别：转盘通孔直径(in×10) 转盘代号
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3.转盘的技术参数
石油钻机常用的转盘有ZP175、ZP205、ZP275、ZP375、 ZP495等五种标准规格，技术参数见表3-1。
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2．转台总成
转台体如同一根又短又粗的空心立轴，借助主轴承坐在壳 体上。下部辅助轴承防止转台倾斜和向上振跳。转台中心通 孔都比较大，以便通过钻井中开井所用的最大号钻头。通孔 内装着方补心和小方瓦(小方瓦正好跟方钻扦相配合)，两者 通过锁销锁在转台体上。转台上部静配合装着一个迷宫盘， 构成一整体结构，防止泥浆污水漏入转盘油池内。
但一些非标准型号转盘目前仍在部分油田使用。 （1）通孔直径：转盘通孔直径是转盘主要几何参数，它应比 第一次开钻时所用最大号钻头的直径至少大l0mm。 （2）最大静载荷：转盘上能承受的最大重量，应与钻机的最 大钩载相匹配。该载荷经转台作用到主轴承上，因此决定着 主轴承的规格。
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（3）最大工作扭矩：转盘在最低工作转速时应达到的最大工 作扭矩，它决定着转盘的输入功率及传动零件的尺寸。 JB4304—86规定，以150r／min在最大扭矩下运转2小时，齿轮 齿顶不得有损伤现象。 （4）最高转速：转盘在轻载荷下允许的最高转速，一般规定 为300 r／min。 （5）中心距：转台中心至水平轴链轮第一排轮齿中心的距离。
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3.1.1概述
1.钻井工艺对转盘的要求
(1) 能提供足够大的扭矩和一定的转速。带动钻头破碎岩石， 并能满足其它特殊作业的要求。
第三章钻机的旋转系统(第一讲)
转盘的结构图
1-箱体2-上盖3-齿圈4-组合轴承5-内衬6-方补心7-转台8-输入轴9法兰10-密封11-轴承12-轴承盒13-轴承14-伞齿轮15-压紧圈16-锁 紧装置17-油标18-螺栓19、20-O型密封圈
钻井机械电子教案
钻井机械电子教案
1．水平轴总成
水平轴头部装有小锥齿轮，尾部装联接法兰(万向轴传 动时)或链轮(链传动时)。轴通过一付双列调心轴承和套 筒座在壳体中，套筒的作用是使水平轴能进行整体式装 配。轴中部有制动棘轮，通过壳体上的棘爪可实现转台 的制动。水平轴下方壳体构成一独立油池，使水平轴轴 承得到良好的润滑。
钻井机械电子教案
链传动的找正
钻井机械电子教案
3.2 水龙头
钻井机械电子教案
钻井机械电子教案
钻井机械电子教案
3.2.1概述
钻井水龙头是钻机中非常具有专业特点的设备。 水龙头通过提环挂在大钩上，随大钩运行而上提下放。 下部接方钻杆，连接井中钻具；上部通过鹅颈管与长长 的水龙带相连，通过它们向钻具中心导入钻井液。 水龙头是起升系统、旋转、循环三大工作机组相交汇 的关节部件，在钻机组成中处于重要的地位。
转盘结构图 钻井机械电子教案
大方瓦 方补心 转盘是用 来承托管柱重 量，提供扭矩 和转速。转盘 实质上相当于 一个特殊结构 的角传动减速 器，主要由箱 体、转台、主 轴承、副轴承、 齿圈、 输入 轴总成、锁紧 装臵、方瓦、 箱盖等部分组 成。
水平轴
锁销
主轴承
小伞齿轮
防跳轴承
大伞齿轮
钻井机械电子教案
钻井机械电子教案
3．主、辅轴承
主轴承起承载和承转作用。静止时，承受最重套管柱重量； 旋转工作时，承受主要有方钻杆下滑造成的轴向载荷及锥齿 轮传动形成的径向载荷。主轴承、锥齿轮共用一个油池，飞 溅润滑。
旋转导向钻井系统原理
旋转导向钻井系统原理旋转导向钻井系统原理是：旋转钻井是从顿钻钻井演变而来的，它的应用最为广泛。
转盘钻井是通过一套地面设备，即钻机、井架以及一套提升系统，通过提升系统将井下钻具提起、下放、靠转盘转动。
钻具转动带动下边钻头转动，钻头转动时就可破碎岩石，破碎了的岩屑被泥浆泵泵人井内的泥浆循环带到地面。
钻头磨损了，再将钻具起出来换上新钻头，再下钻钻进，这样井不断加深直到将井钻到预计井深。
石油和天然气埋藏在地下几十m到几km深度不等的有孔隙、裂缝或溶洞的岩石中，为了寻找和开采石油天然气，从地面向地下的油气层之间，钻凿出一个通道的过程称之为石油天然气钻井。
其工序为：①钻井前，要在地面确定钻井的位置，然后在井位处打好安装钻机的基础并安装井架和钻机。
②钻井作业时，依靠钻机带动钻杆和钻头旋转，钻头逐次向下破碎岩层，形成一个井眼（钻井井眼尺寸的大小是由钻头大小来决定的）。
钻头在破碎岩层的同时，通过空心的钻杆向地下注人钻井液，将钻头破碎地层而产生的大量岩屑由循环的钻井液带到地面。
地面的固控装置将钻井液中的岩屑清除后，通过钻井泵再次将钻井液打入井内。
③钻达设计深度后，要在井眼内下入专用仪器进行测井作业，目的是确定井下地层岩性和各个油、气、水层的位置。
然后再下入小于钻井井眼的套管，并在套管与井壁缝隙间内注入水泥浆将套管固定在井壁上。
④最后一道工序是对油层位置的套管进行射孔，形成一个井下油气流人套管内的孔道。
油气的地层压力高时可自行流出地面，这种井称为自喷油气井r油气压力较低时借助外力从井下抽吸，这种井称之为非自喷井。
钻井时要有一套配套完整、功能齐全的钻机，有质量优异不易发生事故的钻杆、套管和钻头，有性能优良和钻遇地层岩性相匹配的钻井液等。
总之，石油天然气钻井的目的就是要凿穿岩石，发现和保护好油气层，并钻成一个通道确保石油和天然气通畅地流到地面。
石油行业中常见的钻井设备及作业流程
石油行业中常见的钻井设备及作业流程钻井是石油行业中的一个重要环节，它涉及到石油的开采和探明储量。
在钻井作业中，常见的钻井设备有钻机、钻铤、岩石钻头等。
本文将介绍这些设备的功能和使用方法，并对钻井作业流程进行详细的探讨。
一、钻机钻机是钻井作业中最常见的设备之一，它具有将钻铤或岩石钻头推进到地下的功能。
钻机通常由钻井塔架、提升系统、旋转系统和钻井液循环系统组成。
钻机的运作原理是利用钻杆的旋转和下压力来推进钻铤或岩石钻头。
在钻井过程中，钻机将钻铤或岩石钻头连续地向地下推进，同时还会通过旋转系统对其进行旋转，从而加速钻进速度。
二、钻铤钻铤是一种用于切削和破碎地下岩石的工具。
它的形状通常是圆柱形，底部有齿轮或其他切削结构。
在钻井作业中，钻铤经常被安装在钻杆的末端，并通过钻机的旋转系统进行旋转。
钻铤的主要功能是将地下岩石切削或破碎成小块，以便于后续的钻井作业。
它的使用方法是通过钻机的下压力和旋转系统的旋转使其逐渐钻入地下，同时利用其齿轮或切削结构来切削或破碎岩石。
三、岩石钻头岩石钻头是一种用于切削地下岩石的工具，它的形状通常是圆锥形或圆柱形。
岩石钻头被安装在钻杆的末端，并通过钻机的旋转系统进行旋转。
岩石钻头的主要功能是切削地下岩石，使其变成碎屑并带出地面。
与钻铤相比，岩石钻头更适用于较硬的岩石层。
在钻井作业中，通常需要根据地质勘探结果选择合适的岩石钻头。
钻井作业流程钻井作业流程包括井口准备、套管下套、钻井阶段、取芯、测井、完井等几个主要环节。
井口准备是为了确保钻井作业的安全和顺利进行，包括搭建钻井塔架、安装钻机等工作。
套管下套是为了加固井壁，防止井壁塌方。
在这一环节中，钻机会安装套管，并通过旋转和下压力将其推入地下。
钻井阶段是钻井作业的核心环节，从地表钻入地下并取芯。
它的目的是探明石油储量，并为后续的工作提供数据支持。
取芯是指在钻井作业中获取地下岩石样品。
通过取芯，可以对地下岩石的性质、组成和储油能力进行分析。
石油钻井机工作原理
石油钻井机工作原理石油钻井机是石油勘探和开发过程中不可或缺的机械设备，它的工作原理涉及到多个方面的知识和技术。
石油钻井机是一种用于在地下开采石油和天然气的设备，它通过旋转钻头在地下岩层中钻孔，将地下的石油或天然气开采出来。
石油钻井机的工作原理主要包括钻头的旋转、钻柱的传递、钻井液的循环以及钻井设备的控制等几个方面。
首先是钻头的旋转。
石油钻井机的钻头通常由钢制成，其下面有许多锋利的齿轮，通过机械传动将其旋转，以便能够在地下的岩层中快速穿过。
钻头的旋转速度通常由钻机操作员控制，根据岩层的硬度和深度来调整，以提高钻井的效率和速度。
其次是钻柱的传递。
钻柱是连接在钻头上面的一根管道，通过它将钻头下方钻过的岩层碎屑和地层中的石油或天然气带到地面。
钻柱通常由许多根金属管和钻头连接组成，通过旋转传动的方式将岩屑带到地面。
随着钻井的深入，钻柱长度会逐渐增加，因此在钻井机的设计中需要考虑到钻柱的支持和传递问题。
另外是钻井液的循环。
钻井液是石油钻井机中不可或缺的一部分，它主要由水、泥浆和化学添加剂组成，用于冷却钻头、减少摩擦力、稳定井壁和运输岩屑等功能。
钻井液通过钻柱将岩屑和地层中的石油或天然气带到地面，然后经过分离装置将其中的岩屑和化学物质分离出来，再循环使用。
这样不仅可以保护地下水资源，还可以提高钻井的效率。
最后是钻井设备的控制。
石油钻井机通常由一台控制器控制，可以通过操作面板对钻头的旋转速度、钻柱的下压力、钻井液的流量等参数进行调整。
同时，钻机操作员需要根据地质勘探数据和钻井机的压力、转速等参数来及时调整钻井方向和速度，确保钻井的进度和安全。
总的来说，石油钻井机在石油勘探和开发中起着至关重要的作用，其工作原理涉及到钻头的旋转、钻柱的传递、钻井液的循环以及钻井设备的控制等方面。
通过不断的技术创新和设备改进，石油钻井机的效率和安全性将得到进一步提高，为石油勘探和开发提供更好的技术支持。
石油钻采机械概论
2. 水龙头 （1） 水龙头的作用 ） ①承重 承重—承受钻柱重量 承重 ②旋转 旋转—支承旋转的钻具 旋转 耐压—输送高压泥浆 ③耐压 耐压 （2） 结构组成与特点 ） 承重部分：提环；壳体 ①承重部分 承重部分 ②旋转部分 旋转部分：中心管总成 旋转部分 主轴承，防跳轴承；扶正轴承（2个） 主轴承，防跳轴承；扶正轴承 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）。 扶正好） 两扶正轴承分置于主轴承两边 扶正好 耐压： ④耐压 鹅颈管；冲管总成 耐压 冲管总成为快卸密封结构（易损件） 冲管总成为快卸密封结构 浮动冲管（工作时不转动，有轴向窜动 有轴向窜动。），Y形液压自密 浮动冲管 有轴向窜动 封、快卸结构（参见图3-14）。
第二章 石油钻机概论 钻机是用于油气勘探、开发的一整套钻井设备 整套钻井设备。 钻机是 整套钻井设备 第一节 钻机的组成 一、地面旋转设备 主要组成：转盘、水龙头、钻具 顶驱装置。 主要组成 转盘、水龙头、钻具，顶驱钻机配备有顶驱装置 转盘 顶驱装置 作用：转动钻具，带动钻头破碎岩石 破碎岩石。 作用：转动钻具 破碎岩石 1. 转盘（参见图2-1） 转盘（参见图 ） （1）转盘的作用 ） 钻进时—转动钻具 转动钻具；井底动力时—承受反扭矩； 承受反扭矩； 转动钻具 承受反扭矩 起下钻、下套管时—承托钻杆或套管重量； 承 重量； 重量 处理事故时，造扣 倒扣 造扣、倒扣 造扣 倒扣(上提)。
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。 我国钻机型号意义如下：
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（厂家代号用一个汉语拼音表示；改型序号用啊拉伯数字表示）
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 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 自行车装钻机为Z；半拖挂车装钻机为T 新标准增： 液压钻机；DJ-交流电驱动钻机； 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；DBDZ-直流电驱动钻机；DB-交流变频电驱动钻机 钻机级别：以100m计的钻机名义钻深范围的上限。 钻机级别 钻机代号。 钻机
石油钻机采油设备组成结构系统介绍
作用：为绞车，转盘，钻井泵提供动力
组成：柴油机或柴油机发电机，电动机；
5.传动系统
作用：把柴油机或柴油机发电机组的动力分配到各个工作机组
组成：机械传动-减速，液力传动，并车和分动，变速等
电气传动-可控硅直流传动SCR/交流变频传动VFD
液压传动
6.控制系统
作用：指挥各系统协调工作。
组成：电，气，液控制管，线路，各种控制阀门，离合器；
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。
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。
钻井泵载荷：
钻井过程中钻井泵的泵压随井深增加而加大；
石油钻机组成介绍
石油钻机：
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
石油钻机组成：十大部分
1.起升系统：
作用：起下钻具，下套管，控制钻进;
组成：绞车（主滚筒，辅助滚筒，主刹车，辅助刹车）；
游动系统（天车，游动滑车，钢丝绳）；大钩；井架
2.旋转系统
作用：旋转钻具（在钻压作用下旋转钻具破碎岩石）
组成：转盘；水龙头
3.循环系统
作用：循环钻井液以连续高效钻井
钻井液的主要作用：
及时清除井底破碎的钻屑并将钻屑携带至地面，冷却钻头，稳定井壁，控制地层压力等。
循环系统组成：钻井泵，高压管汇（地面管汇，高压立管）
石油钻机常识
5.传动系统
作用：把（柴油机或柴油机发电机组的）动力 分配到各个工作机组。 组成：机械传动——减速、液力传动、并车和 分动、变速等； 电气传动——可控硅直流传动SCR/ 交 流变频传动VFD; 液压传动
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7.钻机底座
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在寒冷地区钻井时还需配备保温设备。
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3.提升系统
作用：起下钻具、下套管、控制钻压。 组成：绞车、游动系统（天车、游车、钢丝绳）、 大钩及井架。 上述三大系统设备是直接服务于钻井生产的，是 钻机的三大工作机组。 4.动力系统 主要作用：为钻机三大工作机组和辅助设备提供动 力。可以是柴油机及其供油设备，或交流、直流电机 及其供电、保护、控制设备等。 创新 领先 超越
工作制动：通过操作刹车阀的控制手柄，调节工作钳对制动 盘的正压力，从而为主机提供大小可调的刹车力矩，满足 送钻、起下钻等不同工况的要求。 紧急制动：遇到紧急情况时，按下红色紧急制动按钮，工作 钳、安全钳全部参与制动，实现紧急刹车。 过卷保护：当游车上升到某位置，由于操作失误或其它原因， 应该工作制动而未实施制动时，过卷阀或防碰阀会发出信 号，工作钳和安全钳全部参与刹车，实施紧急制动，避免 出现游车碰天车事故。 驻车制动：当钻机不工作或司钻要离开操作台时，拉下驻车 制动手柄，安全钳刹车，以防大钩滑落。 误操作保护：当司钻未按规定解除驻车制动、紧急制动时， 所有刹车钳都处在制动状态，从而起到了安全保护作用。
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二.石油钻机的主要系统
1.旋转系统 为了转动井内钻具，带动钻头破碎岩石，常 规钻机配备有转盘、水龙头或顶部驱动装置。 2.循环系统 作用：循环钻井液以连续高效钻井。 钻井液的主要作用：及时清除井底破碎的钻屑并 将钻屑携带至地面、冷却钻头、稳定井壁、控制 地层压力等。 创新 领先 超越
钻机八大系统组成及作用
钻机定义石油钻井的地面配套设备称为钻机，石油钻机是由多种机器设备组成的一套大功率重型联合工作机组。
钻机八大系统（1）起升系统组成：天车、游车、大钩、绞车、滚筒、钢丝绳以及吊环、吊卡、吊钳、卡瓦等井口工具。
作用：下放、悬吊或起升钻柱、套管柱和其它井下设备进、出井眼；起下钻、接单根和钻进时的钻压控制。
（2）旋转系统组成：转盘、水龙头、钻头、钻柱。
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它要求。
（3）循环系统组成：泥浆泵、地面管汇、泥浆罐、泥浆净化设备。
其中地面管汇包括高压管汇、立管、水龙带，泥浆净化设备包括振动筛、除砂器、除泥器、离心机等。
作用：从井底清除岩屑；冷却钻头和润滑钻具。
泥浆泵号称钻机的“心脏”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、钻铤）－钻头－环形空间－地面排出管线－固控设备－泥浆池－泥浆泵起升系统、循环系统和旋转系统是钻机的三大工作机组（4）动力系统组成：柴油机、电动机。
作用：为整套机组（三大工作机组及其他辅助机组）提供能量。
（5）传动系统组成：联轴器、离合器、变速箱、皮带传动、链条传动等装置作用：把动力传递给泥浆泵、绞车和转盘（三大工作机）（6）控制系统组成：机械控制、气控制、电控制和液控制等。
作用：控制各系统、设备按工艺要求进行。
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。
（7）钻机底座系统组成：钻台底座、机房底座。
作用：支撑和安装各钻井设备和工具，提供钻井操作场所，方便钻机设备的移运。
（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等。
石油钻机原理
石油钻机原理
石油钻机是一种用于钻探石油或天然气井的设备，它的工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 钻井液循环系统：石油钻机通过管道将钻井液从地面泵送到井口，然后通过钻杆输送到井底。
钻井液在井底通过钻嘴进入井眼，然后再经过井壁，最后从地层的孔隙中返回到地面，形成循环。
2. 钻头和钻杆系统：钻头是位于钻杆底部的工具，它主要负责在井底钻探地层。
钻杆则用于输送钻头的旋转运动和钻井液的输送。
钻杆一般由多节钻杆组成，通过螺纹连接起来。
3. 钻进过程：石油钻机通过旋转钻杆，使钻头钻入地层。
钻头下方有凿岩器，它通过冲击和旋转的力量来破碎地层。
钻杆由钻杆底部的驱动机构提供旋转力，钻杆的旋转将钻头带动起来。
4. 钻井液的功能：钻井液在石油钻机中起到很重要的作用。
首先，它能冲刷井眼和减少钻屑。
其次，钻井液能够平衡地层压力，避免井底喷发事故的发生。
此外，钻井液还能稳固井壁，防止井壁塌陷。
5. 钻井液循环系统中的设备：石油钻机的钻井液循环系统包括旋转顶驱、旋转鼓风机、钻井液搅拌器等设备。
旋转顶驱通过压力将钻杆推向井底，旋转鼓风机则用于增加钻井液的流动速度，钻井液搅拌器则用于搅拌钻井液，保持其性能。
总之，石油钻机通过钻井液循环系统、钻头和钻杆系统以及钻进过程来完成石油或天然气井的钻探工作。
钻井液在其中起到很重要的作用，帮助冲刷井眼、平衡地层压力、稳固井壁等，同时还需要其他设备的配合来完成钻探过程。
第二章 石油钻机总体参数设计
石油钻采机械主讲：马卫国第二章：石油钻机总体参数设计第二章：石油钻机总体参数设计第一节：概述第二节：钻井井身结构第三节：钻机基本参数第二节：起升系统参数第三节：旋转系统参数第四节：循环系统参数第五节：钻机总体参数设计学习目的：掌握石油钻机参数及总体参数设计与计算石油钻采机械主讲：马卫国第二章：石油钻机总体参数设计第一节：概述石油钻采机械主讲：马卫国第二章：石油钻机总体参数设计钻机特点：1、起升、旋转、循环三个系统联合的工作机组。
由于各工作机组的作用、工作程序、载荷特性不一样，所以，钻机的传动与控制系统庞大复杂。
石油钻采机械主讲：马卫国第二章：石油钻机总体参数设计2、钻井操作不连续。
更换钻头、下套管固井、处理事故等。
辅助性操作比重大：非钻进时的起下钻、搬家拆装、故障停机等。
起钻能耗大、下钻产生的能量不能回收，而且需要设备消耗。
3、钻机的工作场所周期性变化。
石油钻采机械主讲：马卫国第二章：石油钻机总体参数设计钻具组成整套钻具由方钻杆、钻杆及其接头、钻铤和钻头组成。
有时候带有扶正器、减震器等井下工具。
1.方钻杆——钻杆——钻铤——井下工具组合（BHA)2.立根：三立根（28m）；双立根（19m）。
石油钻采机械主讲：马卫国第二章：石油钻机总体参数设计提高钻井速度的技术措施“钻速”——通常指机械钻速，即在纯钻进周期内每小时钻进的米数。
影响钻速的因素很多，除了组织因素和人的因素之外，主要有：地层特性、钻机性能、泥浆性能、钻头类型、钻压、转速以及水力因素。
钻压—转速—水力因素石油钻采机械主讲：马卫国第二章：石油钻机总体参数设计1、钻压钻压：当钻压超过岩石抗压强度决定的临界值时，钻速随钻压的提高而直线增长。
单位钻压（ω）：每单位钻头直径的钻压。
普通铣齿牙轮钻头：ω＝10－25 KN/inch；石油钻采机械主讲：马卫国“密封润滑、滑动轴承、镶齿、喷射”四合一优质钻头，可采用大钻压。
ω＝20－40 KN/inch；全钻压：W= ωD头石油钻采机械主讲：马卫国2、转速传统经验：对于一开，使用大尺寸钻头时，一般保持钻头周切线速度V为一常数。
石油钻机的主要系统
石油钻机的主要系统石油钻机在石油钻井中，带动钻具破碎岩石，向地下钻进，获得石油或天然气的机械设备。
一部常用石油钻机主要由动力机、传动机、工作机及辅助设备组成。
一般有八大系统（起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座、钻机辅助设备系统），要具备起下钻能力、旋转钻进能力、循环洗井能力。
其主要设备有：井架、天车、绞车、游动滑车、大钩、转盘、水龙头（动力水龙头）及钻井泵（现场习惯上叫钻机八大件）、动力机（柴油机、电动机、燃气轮机）、联动机、固相控制设备、井控设备等、[编辑本段]石油钻机的主要系统1. 提升系统提升系统主要是由绞车、井架、天车、游动滑车、大钩及钢丝绳等组成。
其中天车、游动滑车、钢丝绳组成的系统称为游动系统。
提升系统的主要作用是起下钻具、控制钻压、下套管以及处理井下复杂情况和辅助起升重物。
2.旋转系统旋转系统是由转盘、水龙头（动力水龙头）、井内钻具（井下动力钻具）等组成。
其主要作用是带动井内钻具、钻头等旋转，连接起升系统和钻井液循环系统。
3.钻井液循环系统钻井液循环系统是由钻井泵、地面管汇、立管、水龙带、钻井液配制净化处理设备、井下钻具及钻头喷嘴等组成。
其主要作用是冲洗净化井底、携带岩屑、传递动力。
4.传动系统传动系统是由动力机与工作机之间的各种传动设备（联动机组）和部件组成。
其主要作用是将动力传递并合理分配给工作机组。
5.控制系统控制系统由各种控制设备组成。
通常是机械、电、气、液联合控制。
机械控制设备有手柄、踏板、操纵杆等；电动控制设备有基本元件、变阻器、继电器、微型控制等；气动（液动）控制设备有气（液）元件、工作缸等。
6.起升系统起升系统一般由液压缸组成。
随着液压缸活塞杆的伸出将井架起升，活塞杆的缩回井架下放。
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旋扣部分动力传动原理
由风动马达 的转动带动 两对齿轮二 级变速，将 扭矩传递给 中心管起到 接单根或旋 开方钻杆的 作用。
水龙头
水龙头是石油钻机的钻井液输送、旋转和 提升设备之一，在钻井作业中，主要用于 为旋转的钻杆柱提供支撑和钻井液通道不 旋转部分的过度连接；钻具不旋转时悬吊 钻柱具有较高的承载能力和良好的密封性 能。 两用水龙头还具有足够大的旋扣扭矩特性。
水龙头
主要用途和适用范围 1) 悬挂钻杆柱 2) 提升部件（不旋转）与 旋转钻具之间的过渡联结 功能。 3) 高压泥浆输入钻具的通 道。 4) 旋扣功能。在钻井作业 过程中用于接单根或旋开 方钻杆。 5) SL450水龙头适用于5000 米~7000米石油钻机的配 套。
钻机的旋转系统
钻机的旋转系统配备转盘、水龙头或顶 部驱动系统
1、转盘
在钻井作业中，转盘 主要用于旋转钻柱， 在起下钻和下套管时， 支撑井下的钻柱（或 套管柱）的重量。转 盘可用链条传动，也 可用万向轴连轴器传 动。
转盘基本参数
转盘润滑
锥齿轮副和所有轴承是用油池内的油飞溅 润滑。润滑油用闭式工业齿轮油。每两个 月更换一次，每周检查一次，发现变质及 时更换。 锁紧装置上的销轴的润滑，每周一次。