钻井机械.2起升系统
钻井的八大件
钻井的八大件：天车，大钩、游车、井架、泥浆泵、水龙头、绞车、转盘钻井作业的八大系统（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、钻机辅助设备系统循环系统包括钻井泵，地面管汇、泥浆罐、泥浆净化设备等，其中地面管汇包括高压管汇、立管、水龙带，泥浆净化设备包括震动筛、除砂器、除泥器、离心机等。
钻井泵将泥浆从泥浆罐中吸入，经钻井泵加压后的泥浆，经过高压管汇、立管、水龙带，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，从井底返回的泥浆经各级泥浆净化设备，除去固相含量，然后重复使用。
起升系统是为起升和下放钻具、下套管以及控制钻压、送进钻具服务的，钻具配备有起升系统。
起升系统包括绞车、辅助刹车、天车、游车、大钩、钢丝绳以及吊环、吊卡、吊钳、卡瓦等各种工具。
起升时，绞车滚筒缠绕钢丝绳，天车和游车构成副滑轮组，大钩上升通过吊环、吊卡等工具实现钻具的提升。
下放时，钻具或套管柱靠自重下降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放速度。
在正常钻进时，通过吊环、吊卡等工具实现钻具的提升，下放时，钻具或套管柱靠自重下降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放速度。
在正常钻进时，通过刹车机构控制钻具的送进速度，将钻具重量的一部分作为钻压施加到钻头上实现破碎岩层。
旋转系统是转盘钻机的典型系统，其作用是驱动钻具旋转以破碎岩层，旋转系统包括转盘、水龙头、钻具。
在钻井现场我们观察到的钻具包括：方钻杆、钻杆、钻铤和钻头，此外还有扶正器以及配合接头等。
其中钻头是直接破碎岩石的工具，有刮刀钻头，牙轮钻头、金刚石钻头等类型。
钻铤的重量和壁厚都很大，用来向钻头施加钻压，钻杆将地面设备和井底设备联系起来，并传递扭矩。
方钻杆的截面为正方形，转盘通过方钻杆带动整个钻柱和钻头旋转，水龙头是旋转钻机的典型部件，它既要承受钻具的重量，又要实现旋转运动，同时还提供高压泥浆的通道。
第二章钻机起升系统(第一讲)
钻井机械电子教案
3.井架型号 井架型号的组成：JJ(表示井架)、最大钩载/井架 高度-井架型式、改进序号
井架型式：T-塔形井架；K-前开口 井架；A-A形井架；W-桅型井架
井架有效高度
最大钩载，以 10KN为单位计
改进序号：用阿拉 伯数字表示
井架代号
JJ □ / □ - □ □
钻井机械电子教案 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： (1)塔形井架； (2)前开口井架； (3) A形井架； (4)桅形井架. 1．塔形井架 如图所示，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。
钻井机械电子教案
2.1.3典型自升式井架简介 JJ450/45-K4、JJ300/43-A和JJ225/43-KC1三种井架的 结构特征、现场安装拆卸和起升方法及规程。 2.1.4井架的维护和保养 井架的润滑、维护保养的要点和规程，以及注意事项。
钻井机械电子教案
2.2 钻 机 的 游 动 系 统
变型序号： 用阿拉伯数 字表示，原 型不标
□
□ - □
钻井机械电子教案 2.2.2游动系统钢丝绳与滑轮力学分析 1.运动分析 起下钻的目的是为了更换新钻头，继续钻进。 为了提高钻井效率，要充分利用绞车功率，以缩短起下钻时 间。为此，首先要了解起下钻过程的运动规律和大钩载荷变化 规律。 如图2-1所示，设V为大钩速度，V1～V6 为各段钢绳速度， Vf 和Vd 为快绳和死绳速度，Z为有效绳数，D为滑轮直径, V'和n为 天车滑轮旋转的线速度和转速。
钻井机械电子教案
因此,当对天车、游车进行检修时应将其滑轮及轴承 进行倒换，即把靠近死绳侧的滑轮及轴承与靠近快绳侧 的滑轮及轴承对换，以均衡它们的寿命。 当轮槽磨损严重或已经出现波纹状沟痕时，应更换滑 轮，以延长钢绳的寿命。
第二章 钻机的起升系统
第二章钻机的起升系统钻机的起升系统是钻机的核心，它主要由井架、天车、游车、大钩、游动系统钢丝绳和绞车等设备组成。
本章主要介绍这些设备的结构原理、特点、使用及维护。
第一节井架井架是钻机提升系统的重要组成部分之一。
作用：安放和悬挂游动系统、吊环、吊卡等，并承受井中钻柱重量，在起下钻作业时还要存放钻杆或套管。
结构：它是一种具有一定高度和空间的金属桁架结构.因此，井架必须具有足够的承载能力、足够的强度、刚度和整体稳定性。
一、概述1、井架的基本组成石油矿场上使用的各种竞价主要由以下及部分组成：（1）、井架主体：由型钢材、横、斜拉筋组成的空间桁架。
（2）、天车台：用来安防天车及天车架，天车架是供安装、维修天车时起吊天车之用。
天台车上有检修天车的过道，周围有护栏。
（3）、二层台：是由操作台和指梁组成，是起下钻作业时井架工工作场所。
塔形井架二层台在井架内部，其余井架二层台在井架外前侧。
（4）、立管平台：是装拆水龙带的操作台，也是供上井架人员短暂休息的场所。
（5）、工作梯：有盘旋式和直立式两种，是井架工上下井架的通道。
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，是设计、选择和使用井架的依据。
3、井架代号井架代号如下：JJ改进序号，用阿拉伯数字表示井架形式：T-- 塔形井架；K--前开口井架；A--A型井架；W--桅型井架井架有效高度，m井架代号二、井架结构类型虽然用于石油矿场的井架种类繁多，但按其主体结构形式主要可分为塔形井架、前开口井架、A型井架、桅型井架等基本类型。
1塔形井架塔形井架是一种四棱截椎体的金属空间桁架结构，其横截面为正方形，立面为梯形，井架前扇有大门，后扇有绞车大门，主体部分是一个封闭的四棱锥体桁架结构。
每扇平面桁架又分成若干桁格，同一高度的四面桁格在空间构成井架的一层，因此，整个井架可看作是由多层空间桁架所组成的四棱截锥空间桁架结构。
井架的四个大腿和横、斜拉筋都是通过螺栓连接而成的，拆装繁琐，且不安全。
钻井机械.2起升系统2
第二章 钻机的起升系统
钻机的起升系统是钻机的核心，它主要有： 井架、天车、滑车、大钩、游动系统钢丝绳和绞 车（主滚筒、辅助滚筒、主刹车、辅助刹车）等
设备组成。
主要介绍这些设备的结构原理、特点、使用 及维护
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第二章 钻机的起升系统
第三节： 钻井绞车
一、概述
绞车是构成提升系统的主要设备，是组成一 部钻机的核心部件，是钻机的主要工作机械之一。 常用的JC—50D型绞车为内变速、墙板式、全 密闭四轴绞车，JC—45型绞车是五轴绞车，JC— 14．5型绞车是三轴绞车。
再见！
4.影响水刹车制动力矩的主要因素有：
水刹车尺寸愈大，则制动力矩愈大；叶片 越多，则制动力矩越大；水刹车转子转速越高， 则水的流量越大；水刹车内液面越高，则制动 力矩越大。所以，现场一般采用分级调水位的 办法，来改变制动力矩的大小。
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第二章 钻机的起升系统
二）电磁涡流刹车（新型辅助刹车） 利用电磁感应原理实现制动。无损制动，性
电磁刹车。
一）水刹车
1.
2.
作用
下钻时刹慢滚筒，保持钻具均速下放。 结构 定子、转子、各自之上有叶片。结构图
职培中心
第二章 钻机的起升系统
职培中心
第二章 钻机的起升系统
3. 作用原理： 下钻时，滚筒
带水刹车转子旋转， 运动中倾斜的叶片， 迎面去切割水涡流， 形成阻力矩。
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第二章 钻机的起升系统
职培中心
第二章 钻机的起升系统
刹车时，操
1.带刹作用原理
作刹把转动传动
杠杆，通过曲拐 拉拽刹带活动端 抱住刹车鼓。 扭动刹把手
柄可控制司钻阀
启动气刹车。气
刹车起省力作用。
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。
钻机双升式井架及底座起升规程详细版
文件编号：GD/FS-3350（操作规程范本系列）钻机双升式井架及底座起升规程详细版The Daily Operation Mode, It Includes All The Implementation Items, And Acts To Regulate Individual Actions, Regulate Or Limit All Their Behaviors, And Finally Simplify ManagementProcess.编辑：_________________单位：_________________日期：_________________钻机双升式井架及底座起升规程详细版提示语：本操作规程文件适合使用于日常的规则或运作模式中，包含所有的执行事项，并作用于规范个体行动，规范或限制其所有行为，最终实现简化管理过程，提高管理效率。
，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。
1 总则1.1 双升起升方式是指井架与井架底座共用一套起升系统，井架底座与井架用铰链组成一个起升整体，在起井架的同时，井架底座随井架一同起升到位。
1.2 本规程对井架起升与下放前的检查、对动力源的要求、作业过程中的注意事项、起升规程等做了要求。
该规程适用于采用双升式起升井架及底座的机械钻机。
2 动力源要求2.1 起升作业可以利用钻机配备的柴油机作为起升动力，也可以采用专门起升装置的电动机作为起升动力。
在两种动力性能均良好的情况下，优先选用电动装置。
2.2 两种动力不能并机使用。
在采用电动机作为起升动力时，柴油机本身离合器必须处于分离状态，气门有自锁装置的必须锁死。
在采用柴油机作为起升动力时，必须将起升装置与钻机传动装置的传动路线断开，摘下并车链条。
2.3 在采用起升装置起升时，在条件允许的情况下，启动两台发电机组，一台用于起升装置供电，另一台作为备用。
同时，应启动两台柴油机作为备用起升动力。
钻井起升系统使用操作要求
钻井起升系统使用操作要求提升系统由绞车、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、钢丝绳组成的系统通称为游动系统。
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。
一、井架井架的用途主要是悬吊和起下钻具，安装天车、游动滑车、大钩、吊环、吊钳、吊卡等起升设备与工具，存放钻具。
井架主要由以下几部分组成：主体、人字架、天车台、二层台、立管台、钻台、井架底座和工作梯。
1. 主体。
包括井架大腿、横拉筋、斜拉筋等。
多为型材组成的空间桁架结构。
若主体失去几何形状或桁架结构被破坏，则整个井架就失去了整体稳定性和承载能力。
2. 人字架。
位于井架的最顶部，可悬挂滑轮，用于吊装、吊卸天车。
3. 天车台。
在井架顶部，用来安放天车。
天车台上有检修天车的过道，周围设有栏杆。
每次在天车台上工作之前，应首先检查天车台周围栏杆是否完好。
4. 二层台。
位于井架中间，塔型井架二层台在井架内部，其余井架二层台在井架外部前侧，它包括井架工的操作台和靠放立柱的指梁。
5. 工作梯。
有盘旋式和直立式两种，是井架工上下井架的通道。
6. 立管平台。
钻工装拆水龙带的操作台。
另外还有钻台的底座等。
目前，在国内外石油矿场上使用的井架种类繁多，但大多数结构型式为塔型、A型、K型井架三种。
1. 塔型井架塔型井架是一种截面为正方形或长方形的四棱锥体空间结构，主体是由四扇平面桁架组成，每扇平面桁架又分成若干个桁格，同一高度的四面桁格在空间构成井架的一层，因而整个井架也可以看作是由许多层空间桁架组成。
我公司使用的大庆Ⅱ型钻机JJ—41型井架就属于这类井架。
其主要特征是井架的横截面为正方形，立面为梯形。
为了工作方便，在井架的前扇下部装有大门，因而前扇下部不能封闭，但是整个井架主体仍是一个封闭的整体结构，所以它的总体稳定性好，承载能力大。
其缺点是拆装井架必须高空作业，安全系数小，拆装时间长。
2. “A”型井架。
目前公司使用的“A”型井架有：MA—32型、JJ300/43型等。
第二章 钻机的起升系统
《钻井机械》第二章 钻机起升系统
24
0
4
Ff
Fd
Vf
F1 F2 F3 F4 F5 F6
Vd
V1 V2 V3 V4 V5 V6
a
c
b
图2-1 游动系统运动和钢丝绳拉力分析图
《钻井机械》第二章 钻机起升系统
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则钢绳速度依次为：
Vf=V1=6V=ZV; V2=V3=4V; V5=V4=2V; V6=Vd=0 天车滑轮速度依次为：
《钻井机械》第二章 钻机起升系统
34
天车架是由钢粱焊接的矩形框架，用以安装天车滑轮轴 并与井架顶部相连接（如下图所示）。
《钻井机械》第二章 钻机起升系统
35
1.天车的结构特点
三种基本结构形式： 滑轮轴共轴线，并且各滑轮相互平行； 滑轮轴线平行，快绳滑轮在另一根轴上； 滑轮轴不共轴线，并且快绳滑轮偏斜。
《钻井机械》第二章 钻机起升系统
21
2.2
钻
统
机 的
游
动
系
《钻井机械》第二章 钻机起升系统
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2.2.1概述
钻机的游动系统由天车、游车、钢丝绳和大钩组成。它实 质上是用钢丝绳把天车和游动滑车联系起来组成的动滑轮系 统。它可以大大降低快绳拉力，从而大为减小钻井绞车上的 载荷。
通常所说的游动系统结构，指的是游车轮数×天车轮数。 如“游动系统5×6”，即表示游车轮数为5，天车轮数为6。
（2-1）
V1‘=ZV， n1=60ZV/(πD);
V2’=4V， n2=60×4V/(πD);
V3‘=2V， n3=60×2V/(πD);
V4’=0， n4=0
（2-2）
《钻井机械》第二章 钻机起升系统
2钻机起升系统
4)井架各段两侧桁架结构形式相同，背扇则采用特殊腹杆布
置形式，如菱形，以保证司钻视野良好。
由于前开口井架具有结构简单，移运、搬迁方便、良好的承
载能力和整体稳定性，而成为应用最广泛的陆地钻机井架。
美国陆地钻机几乎全部采用前开口井架。
我国制造的各种钻机(从15－60)都可以配置此类井架。
2020/10/13
石油钻采设备
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石 油 钻 采 设 备—钻机起升系统
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。
为了方便游系设备上下运行和立根排放，井架主体作成前扇 敞开，横截面为开口矩形(即Π形)的不封闭空间结构，其整体 稳定性较塔形井架差。
有的前开口井架最上段作成四边封闭结构以增强其稳定性。
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。
石油钻采设备
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石 油 钻 采 设 备—钻机起升系统
2)有足够的工作高度和 空间，足够的钻台面积。
（1）工作高度大，方便 起下立根。
（2）工作空间大，以安装 天车，并保证起下操作时 游动系统设备畅行无阻；
井架型号的组成：JJ(表示井架)、最大
钩载/井架高度-井架型式、改进序号。
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石 油 钻 采 设 备—钻机起升系统
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； 前开口井架； A形井架； 桅形井架。
1．塔形井架
如图所示，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。
由于两腿间联系较弱，致使井 架整体稳定性较差。
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。
钻井主要设备的基本组成及功用
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。
钻机双升式井架及底座起升规程
钻机双升式井架及底座起升规程1.引言钻机双升式井架及底座是石油钻井行业中常用的设备之一，起到支撑钻机、起升钻杆和其它工具的作用。
为了确保钻机操作的安全性和稳定性，必须遵循一定的起升规程。
本文将对钻机双升式井架及底座起升规程进行详细的介绍。
2.设备起升前的准备工作2.1 检查设备的整体状况，确保各部件完好无损。
2.2 核查液压系统和电气系统的正常工作，确保其稳定性。
2.3 准备好安全防护用具，包括安全帽、安全鞋、防护眼镜等。
2.4 确定起升区域的安全范围，排除异物和其他障碍。
3.起升操作3.1 启动设备3.1.1 将起升控制开关置于“OFF”位置，保证起升系统处于关闭状态。
3.1.2 按下启动按钮，启动设备。
注意观察设备运行状况，确保各个部件正常工作。
3.2 钻机双升式井架起升3.2.1 保证操作区域的人员安全撤离，确保没有人员在井架下方。
3.2.2 将起升控制开关置于“ON”位置，使井架起升系统准备工作。
3.2.3 调整井架起升速度和方向，确保井架缓慢升起，并且垂直度达到要求。
3.2.4 检查井架起升链条和液压缸的工作情况，确保其正常运行。
3.2.5 在井架完全升起后，检查井架的稳定性，必要时进行调整。
3.3 钻机底座起升3.3.1 保证操作区域的人员安全撤离，确保没有人员在底座下方。
3.3.2 将起升控制开关置于“ON”位置，使底座起升系统准备工作。
3.3.3 调整底座起升速度和方向，确保底座缓慢升起，并且垂直度达到要求。
3.3.4 检查底座起升链条和液压缸的工作情况，确保其正常运行。
3.3.5 在底座完全升起后，检查底座的稳定性，必要时进行调整。
4.设备起升后的注意事项4.1 停止起升4.1.1 将起升控制开关置于“OFF”位置，关闭起升系统。
4.1.2 检查起升系统的关闭状况，确保井架和底座停止升起。
4.2 定期检查4.2.1 定期检查井架和底座的液压系统和电气系统，确保其正常工作。
4.2.2 定期检查井架和底座的链条和液压缸，确保其没有损坏和松动。
钻井主要设备的基本组成及功用
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。
是将动力机发出的动力分配给各工作机。 （2）功用：
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。
（1）组成： 由绞车、井架、天 车、游车、大钩及钢丝 绳等组成。 （2）作用： 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。
二、旋转系统
（1）组成： 由转盘、水龙头（动力水 龙头）、井内钻具（井下 动力钻具）等组成。
（2）作用： 其主要作用是带动井内钻 具、钻头等旋转、破碎岩 石，连接起升系统和钻井 液循环系统。
钻井设备
安全经验分享
钻井主要设备的基本组成
本章节介绍的主要内容有：
一、钻机的主要系统和设备 二、钻井主要设备的基本组成及功用
结束
钻井主要设备的基本组成
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。要具有起下钻能力、旋转钻
进能力、循环洗井能力。
主要设备有：井架、天车、绞车、游动滑车、大
三、钻井液循环系统
（1）组成： 由钻井泵、地面管汇、立管、水龙头、钻井液配 制净化处理设备、井下钻具及钻头喷嘴等组成。 （2）作用： 主要作用是冲洗净化井底、携带岩屑、传递动力。
四、传动系统
（1）组成： 由动力机与工作 机之间的各种传 动设备（联动机 ）和部件组成。 （2）作用： 是将动力传递并 合理分配给工作 机组。
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）
钻井机械.2起升系统
起升系统的常见故障与排除
如电机无法启动或运转不平稳，可能是由于电源问题、 电机损坏或控制线路故障等原因，需检查电源和控制
线路，更换损坏的电机。
输入 标题
链条断裂
如链条断裂，可能是由于链条老化、载荷过大或链条 安装不正确等原因，需更换链条，调整链条张紧度。
电机故障
轴承损坏
如控制系统无法正常控制升降，可能是由于控制线路 故障、传感器损坏或控制器故障等原因，需检查控制
钻井机械.2起升系统
• 引言 • 起升系统概述 • 起升系统的关键部件 • 起升系统的操作与维护 • 案例分析
01
引言
主题简介
起升系统是钻井机械的重要组成部分，负责将钻具 提升和下放，以及处理钻井过程中的各种作业需求 。
钻井机械的重要性
钻井机械在石油和天然气开采中发挥着至关重要的作用，其 性能和效率直接影响到钻井作业的成败和经济效益。
设备保养和维护。
起升系统的维护保养
定期检查
对起升系统的各部件进行定期检查， 包括电机、减速器、轴承、链条等， 确保其正常运转。
润滑保养
定期对起升系统的各润滑点加注润滑 油，保持设备良好的润滑状态。
清洁除尘
定期对起升系统进行清洁除尘，清除 杂物和污垢，保持设备清洁。
紧固调整
定期对起升系统的各紧固件进行检查 和调整，确保其紧固可靠。
04
起升系统的操作与维护
起升系统的操作流程
启动前检查
在启动起升系统前，应检查各部 件是否正常，润滑油是否充足，
电缆和电气元件是否完好等。
启动操作
按照规定的顺序启动电机和控 制设备，确保系统正常运转。
钻井作业
通过起升系统控制钻杆、钻铤 等的升降，进行钻井作业。
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。
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钻井机械
主讲：周进年
江汉油田职工培训中心
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目 录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 钻机概论 钻机的起升系统 钻机的旋转系统 钻机的循环系统 钻机的驱动与传动系统 钻机气控制系统 离心泵 海洋石油钻井设备 液压、液力传动 钻井辅助设备
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第二章 钻机的起升系统
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第二章 钻机的起升系统
目前，在国内外石油矿场上使用的井架种类繁
多，但就结构型式来讲，一般可分为塔型井架和A 型井架两种。 塔型井架是从井架底座往上分层一次性组装完 成的，依其前扇结构是否封闭，又可分为闭式和
开式两类。闭式塔型井架的主要特征是：井架的
横截面为正方形，立面是梯形。为了工作方便， 在井架的前扇下部装有大门，因而前扇下部不能 封闭，但是整个井架主体仍是一个封闭的整体结 构，所以它的总体稳定性好，承载能力大。
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第二章 钻机的起升系统
3、游动系统基本参数
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第二章 钻机的起升系统
二、天车 主要由
天车架、滑
轮组和辅助 滑轮等组成。
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第二章 钻机的起升系统
天车和游车组成提升系 统的滑轮系。作为定滑轮的 天车改变力的方向，作为动 滑轮的游车起省力作用，减 轻绞车的负荷，从而使提升 系统获得很大的机械效能。
装臵和转动锁紧
装臵等组成。
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第二章 钻机的起升系统
DG—350 大钩结构图
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第二章 钻机的起升系统
A型井架是从地面分段，在地面组装完成后， 再用绞车、动力液压缓冲等辅助设施一次性起升 完成。A型井架的主要特征是：从总体结构形式 看，整个井架是由两个构架式或管柱式的大腿靠 天车台和井架上部的附加杆件与二层台连接成 “A”字形的空间结构，大腿前面和后面装有撑 杆，以便起升和支撑井架用。A形井架的两个大 腿可分为3～5段，并用螺栓连接成一个整体，因 而整个井架可在地面分段拆装、分段运输和整体 起放，方便而安全。由于这种井架主要靠两条大 腿承载，承受载荷时能均匀分布，而每条大腿又 是封闭的整体结构，所以承载能力和稳定性都较 好，但其总体稳定性较差。
固定螺栓有无松动；焊接钢板的焊缝有无裂纹等。各轴承
应每周注润滑油一次，注油时注至少量油脂挤出轴承外面 为止。冬季，在寒冷地区，应使用防冻润滑脂。搬运游车
时，应用起重机吊挂上横梁顶部的游车鼻子，不允许放在
地面上拖运。
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第二章 钻机的起升系统
四、大钩
主要由钩身、
筒体、吊环座、
内外弹簧、钩杆、
吊环、安全锁紧
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第二章 钻机的起升系统
⑤检查缓冲器气缸伸缩情况。 ⑥检查死、活绳头的固定情况。 ⑦检查刹把高度及刹车情况。 ⑧检查气路是否正常，气缸压力为0.6-0.8MPa ⑨检查绞车和人字架固定情况。 ⑩检查绞车顶杠是否安装好。
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第二章 钻机的起升系统
（2）试起升井架： ①大绳拉紧后，检查大绳的穿法是否正确，大绳 在滚筒上排列到第二层不少于4圈。 ②绞车1档，柴油机转速控制在800-1000r/min内， 缓慢起升井架，当井架大腿离开安装支架0.5m 左右时刹车，检查，停止时间不少于5min。 ③检查起升大绳绳头的绳卡，死、活绳头的绳卡 有无松动。井架大腿或拉盘有无变形。
井架有效高度，m 最大钩载，以10KN单位计 井架代号
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第二章 钻机的起升系统
2、井架结构类型
1）T塔形井架
2）K前开口井架 3）A形井架 4）W桅形井架
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第二章 钻机的起升系统
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第二章 钻机的起升系统
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第二章 钻机的起升系统
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第二章 钻机的起升系统
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第二章 钻机的起升系统
游车的形状为流线型，以防起下时挂碰二层台
上的外伸物。同时，游车要保证一定的重量，以便
它在空载运行时平稳而垂直地下落。现在，钻机各
型游车都是一根芯轴，滑轮在轴上排成一列，其结 构与天车相似。 常用的游车有TC—135、YC—130、YC—350、 MC—400、YC—450、YC—315等。
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第二章 钻机的起升系统
主要缺点是拆装井架必须高空作业，安全 系数小，拆装时间长。此类井架多用于深井钻 机和海洋钻机。 开式塔型井架的主要特征是：主体是由3—
5段构架组成，各段均为焊接结构，段与段之间
采用螺栓、销子或公母锥座螺栓等连成一体。
这种井架采用分段地面拆装、整体起放和分段
运输的方法，拆装方便、迅速、安全。一般多 用于中深井钻机。
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第二章 钻机的起升系统 2、起升A形或k形井架
（1）井架起升前的检查： ①检查所有设备销子的连接情况以及保险销的安 装情况。
②检查起升大绳绕过各部分滑轮的穿法是否正确，
死绳端的绳卡不少于7个，应卡紧。卡距为 0.3m。 ③检查各滑轮是否注油，有无阻卡现象。 ④检查大绳（含动力大绳）的磨损情况。
视频
（3分钟）
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第二章 钻机的起升系统
5.井架的使用安全技术要求主要有： (1)要经常教育职工爱惜井架，合理使用井架，
做好对井架的保养维护，时刻保持井架完好。井架
在起升之后和下放以前，要进行彻底的检查，以证 实没有部件发生变形和所有的螺栓齐全紧固并配备 合适的锁定垫圈。没有办理安装质量验收和交接手 续的井架不能使用。
第二章 钻机的起升系统
钻机的起升系统是钻机的核心，它主要有：
井架、天车、游动滑车、大钩、游动系统钢丝绳
和绞车（主滚筒、辅助滚筒、主刹车、辅助刹车）
等设备组成。
视频
（1分钟）
本章主要介绍这些设备的结构原理、特点、
使用及维护
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第二章 钻机的起升系统
第一节： 井架
一、组成
1、井架主体
2、天车台
3、二层台 4、立管平台 5、工作梯
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第二章 钻机的起升系统
二、功用 用于安放和悬挂游动系统、吊环、吊卡等，
并承受井中钻柱重量，在起下钻作业时要存放钻
杆和套管。井架必须具有足够的承载能力、足够 的强度、刚度和整体稳定性。
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第二章 钻机的起升系统
三、技术规范 1、井架代号
JJ □/□ □ □
改进序号，用阿拉伯数字表示 井架型式：T塔形、K前开口、 A-A形、W桅形
(2)上下绞车时，必须由井队干部负责指挥，力
求达到平稳施工。
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第二章 钻机的起升系统
(3)钻井队要定期、定人、定部位对井架 进行检查和维护。定期检查要求每个白班和下 套管前各进行一次。定人检查要求每个班的井 架工负责检查。定部位检查要求每个井架工各 承包一部分井架结构进行检查。在风、雨多发 季节，钻井队要班班对井架绷绳及绷绳坑进行 检查。对天车、猴台、指梁，死绳固定器、转 盘、钻机、钻杆盒大梁、立管台、二层台的固 定情况，由井队安全员每周检查一次。对查出 的问题，要立即组织整改。
第二节： 钻机的游动系统 一、概述 钻机的游动系统主要由天车、游动滑车、大 钩和钢丝绳等设备组成。 天车是固定在井架顶部的定滑轮组、游车是 动滑轮组，利用动滑轮省力的原理，在钻井中钻 机可以提起100多吨甚至几百吨的重量。
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第二章 钻机的起升系统
1、游动系统命名
游动系统是根据游车和的天车滑轮数目命名的
GF—400、TC—450、TC4—315等。
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第二章 钻机的起升系统
TC—350 天车结构图
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第二章 钻机的起升系统
天车技术规范
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第二章 钻机的起升系统
天车的维护保养及故障排出
在天车工作前，必须有专人检查天车轮的灵活性。各滑
轮的转动应灵活，无阻滞现象。当转动一个滑轮时，其相邻 滑轮不应随着转动。所有连接必须固定牢靠，不得有松动现 象。各滑轮轴承应定期逐个注满润滑脂。天车轴及天车层底 座应固定牢靠；护罩和防条绳应齐全完好，固定牢靠。当出 现顿钻或提断钻具等事故时，应仔细检查钢丝绳是否跳槽。 滑轮槽严重磨损或偏磨时，应视情况换位使用或更换滑轮。
□ □ × □
天车滑轮数目：用阿拉伯数字表示 游车滑轮数目：用阿拉伯数字表示 游动系统名称：用YX或游动系统表示
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第二章 钻机的起升系统
2、天车、游车、大钩的型号
□ □ — □
变型序号：用阿拉伯数字表示， 原型不标
产品级别：以10KN为单位的最大钩荷 产品名称代号：TC-天车 YC-游车 DG-大钩
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第二章 钻机的起升系统
④检查钢丝绳在滚筒上的排列是否整齐。 ⑤检查井架上有无遗留物。 ⑥检查刹车是否灵活、高度是否合适。 ⑦检查刹车及各项点固定有无松动。
⑧检查完将井架缓慢放回支架。
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第二章 钻机的起升系统
（3）起升井架：
①合上缓冲器气开关，起升井架。
②操作平稳，禁止猛刹，目送游车过指梁。
轴承温度过高、发出噪声或滑轮不稳和抖动时，应及时采取
降温措施和更换润滑脂或更换磨损的轴承。滑轮有裂痕或轮 缘缺损时，严禁继续使用，应及时更换。பைடு நூலகம்
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第二章 钻机的起升系统
三、游车
主要由横梁、
左、右侧版组、
滑轮、滑轮轴、
销座（钢板）、
下提环（吊环）、
保护罩等组成。
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第二章 钻机的起升系统
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第二章 钻机的起升系统
天车一般是多个滑轮装在同一根芯轴或两根 轴心线一致的芯轴上。现在的天车大都是滑轮通
过滚柱轴承装在一根芯轴上。芯轴一般是双支承
的，轴的直径较大，芯轴的一端或两端有黄油嘴，
芯轴里有润滑油道。润滑脂从黄油嘴注入，以润