绞车石油钻机
钻井绞车PPT课件
齿轮箱故障
检查齿轮箱是否有异常声 音或振动，检查齿轮箱润 滑油是否充足，检查齿轮 箱密封是否良好。
钢丝绳故障
检查钢丝绳是否有断丝、 松股、扭曲等现象，检查 钢丝绳润滑是否良好，检 查钢丝绳固定是否牢固。
维修与保养注意事项
严格按照规定操作
按照设备操作手册和安全规程进 行维修和保养工作。
使用合格配件
使用合格的配件进行维修和保养， 确保设备性能和安全性。
适用于深井、斜井等复杂钻井作 业，调速范围广，稳定性好。
多卷筒钻井绞车
适用于大型钻井设备，可同时控 制多根钻杆，提高钻井效率。
双卷筒钻井绞车
可同时控制两根钻杆，提高钻井 效率。
单卷筒钻井绞车
结构简单，操作方便，适用于常 规钻井作业。
选型原则与步骤
考虑绞车的功率、 速度、扭矩等性能 参数是否满足要求。
01
02
03
每日检查
检查绞车外观是否完好， 各部件连接是否紧固，润 滑系统是否正常。
定期更换润滑油
按照规定周期更换润滑油， 保持绞车内部清洁。
定期清洁
对绞车表面进行清洁，去 除灰尘和污垢，保持设备 整洁。
常见故障及排除方法
电机故障
检查电机是否有异常声音 或振动，检查电机温度是 否过高，检查电机接线是 否松动或断路。
可靠性提升
加强关键部件的耐磨、耐压和 耐高温性能，提高设备的使用
寿命和稳定性。
市场发展前景与趋势
市场需求增长
随着全球能源需求的增加，钻井行业 将迎来更多发展机遇，带动钻井绞车 市场的增长。
技术升级换代
随着技术的不断进步，钻井绞车将向 更高效、智能、可靠的方向发展，推 动市场更新换代。
石油钻机绞车三种刹车系统的优缺点分析
石油钻机绞车三种刹车系统的优缺点分析
邓筱宁
【期刊名称】《石油石化物资采购》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】石油钻机绞车的刹车系统对于安全和效率至关重要,常见的包括:机械、液压和电磁刹车系统。
机械刹车系统稳定可靠,适应恶劣环境,但制动力受限,响应速度较慢;液压刹车系统具有高制动力、快速响应,但维护成本较高,在极端温度下可能出现问题;电磁刹车系统则具有独特优势和劣势。
综合对三种刹车系统的优缺点进行比较分析后,可以为石油工业提供在选择和改进刹车系统时的参考依据。
【总页数】3页(P43-45)
【作者】邓筱宁
【作者单位】四川宏华石油设备有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE9
【相关文献】
1.石油钻机绞车三种刹车系统的优缺点研究
2.石油钻机绞车刹车实验台的钩载模拟系统设计
3.石油钻机绞车刹车系统优缺点分析
4.石油钻机绞车3种刹车系统优缺点研究
5.石油钻机绞车3种刹车系统分析
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石油钻机型式与基本参数标准
《石油钻机型式与基本参数》修订标准技术分析1标准制修订回顾70年代我国石油工业蓬勃发展，但装备落后。
在这种形势下，1975年原石油工业部与机械工业部联合组织成立了“钻机系列化及链条钻机调查小组”，1978年又成立了“三化小组”，在分析各国钻机标准及美国钻机和API规范的基础上，起草了我国《石油钻机型式与基本参数》标准。
1979报国家标准总局，经批准定为中华人民共和国国家标准，标准号为GB1806—79，于1981-01实施。
此标准在技术上的显著特点是，在最大钩载参数上突破了以往沿袭原苏联、罗马尼亚标准的作法，这两国标准基本上是根据综合井身结构下套管负荷需要来确定最大钩载；我国这次标准是在有关规范和设计准则要求下，最大限度地发挥钻机绞车本身能力可提供的负荷来确定最大钩载。
因此，该标准制订的这一参数比苏、罗标准均要大(见表1)，它较大地提高了钻机对地层和钻井工艺的适应能力。
表1GB1806—79与苏76*和罗75*标准的最大钩载对比注：*指1976年或1975年标准。
首次标准发布以来，至今已进行了2次修订，它们在规范和促进我国石油钻机发展上起到了重要作用。
前后标准对比见表2。
表2历次钻机标准主要参数对比2美国石油钻机技术基本作法美国在世界石油钻机技术和销售量上均属首位，与国际技术接轨实质上是与以美国为代表的技术作法及采用API规范接轨。
我国石油钻机标准采纳了这一趋向。
就普遍使用的机械驱动钻机而言，美国在60年代已达成熟阶段，从那时至70年代其石油机械制造业得到迅速发展。
钻机制造公司主要有8大家，统计1973年美国286个陆地和40个海洋钻井公司使用的1 891台钻机，这8家所占比例达90%，其中尤以National、Emsco、Ideco公司为甚，它们所占比例分别为，National30.8%，Emscoo 13.9%,Ideco10.7%，Oil Well8.25%，Mid-Continent8.25%，Wilson7.15%，Cardner-Denver5.15%，Brewster4.85%。
石油钻机绞车3种刹车系统优缺点研究
石油钻机绞车3种刹车系统优缺点研究马志会(中国石油集团渤海石油装备制造有限公司辽河钻采装备分公司,辽宁盘锦124010)摘要：分析石油开采过程中使用的3种主动刹车方式及3种辅助刹车方式的优缺点,提升作业的安全性以及石油开采效率。
关键词：石油钻井；主动刹车；辅助刹车；系统；优缺点中图分类号：TE922文献标识码：B DOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2019.07D.1210引言石油能源是推动社会发展的重要助力，是国家发展的重要资源。
发展石油钻井技术就可以有效提升国家的经济水平，推动国家的经济发展。
绞车是石油钻井机驱动与传动的重要组成部分，绞车性能的优劣决定了石油钻井的工艺与取油质量。
当前石油绞车机使用的制动方式主要分为带式刹车、液压刹车、电机耗能刹车等方式，这些方式用于主动刹车与辅助刹车2个位置。
1石油钻机主动刹车类型以及优缺点分析1.1单杠杆半包围式刹车单杠杆半包围式刹车装置主要由控制部分、传动部分、制动部分以及辅助制动等部分组成。
刹车时，司机操纵刹车把通过调节刹车把的松紧程度转动杠杆夹紧刹车带，使刹车带紧紧抱死刹车环，抑制刹车环的旋转进而实现刹车过程。
整个刹车过程还利用平衡梁调节左右两侧刹车的松紧程度，保证左右两边所受应力相等，保证整个设备所受的应力均匀，不会出现由于应力过大导致设备损坏的情况。
调节螺钉松紧程度的作用是调节刹车环与刹车带之间的间隙，保证刹车带的灵敏度，解决刹车换灵敏度过高或过低的问题。
及时调节间距还可以保证刹车的安全性，环与刹车带之间的距离贴合得越紧密，贴合力就越大，就可以提升整体安全性，降低溜钻发生的风险。
该刹车方式具有结构简单、容易加工、维护成本少、没有高精度的元器件的特点，操作人员可以通过钻具的刹车把的受力情况了解到钻井下的工作情况。
这种钻井设备本身具有很大的优势，但在实际应用过程中也同样存在缺点。
由于结构设计的原因，钻进设备及钻井操作人员要长时间暴露在外面，给操作人员带来很大消耗，同时恶劣天气也对钻进设备的刹车带与刹车环中的物质造成很大损耗，容易导致贴合出现问题，长时间使用难以保证溜钻情况不发生。
石油钻机绞车档位优化配置
石油钻机绞车档位优化配置1. 引言石油钻机是钻井作业的重要设备之一，钻机绞车是钻机的关键部件之一。
绞车的档位配置对钻机的性能和效率有着重要影响。
本文将探讨石油钻机绞车档位的优化配置方法。
2. 绞车档位选择的重要性绞车档位的选择直接影响钻机的钻进速度和效率。
合理的绞车档位配置可以提高作业效率，减少能源消耗，并确保钻机作业的安全性。
3. 绞车档位优化配置原则在进行绞车档位配置时，应考虑以下原则：3.1 载荷和速度的平衡绞车的载荷和速度之间存在一定的平衡关系。
如果绞车档位过低，可能会导致绞车速度过慢，影响钻机的钻进效率；如果绞车档位过高，可能会导致绞车速度过快，对绞车和钻井设备造成过大的负载，增加故障风险。
3.2 适应不同作业条件钻机在不同的作业条件下，对绞车档位的要求也不同。
在岩层较硬的情况下，需要选择较高的绞车档位以提高钻进速度；而在岩层较软的情况下，可以选择较低的绞车档位以减少绞车和钻井设备的负载。
3.3 安全性考虑档位配置还应考虑到钻机作业的安全性。
选择过高的绞车档位可能会导致设备超载，增加故障和事故的风险。
因此，在进行档位配置时，要确保绞车档位不超过设备的额定负载，以确保钻机作业的安全。
4. 绞车档位优化配置方法在进行绞车档位优化配置时，可以采取以下方法：4.1 考虑钻井参数钻井参数包括钻头直径、钻杆长度、岩心类型等。
根据不同的钻井参数，选择合适的绞车档位。
一般来说，钻头直径较大、钻杆长度较长、岩心类型较硬的情况下，应选择较高的绞车档位；钻头直径较小、钻杆长度较短、岩心类型较软的情况下，可以选择较低的绞车档位。
4.2 考虑井深和作业条件井深和作业条件也是确定绞车档位的重要因素之一。
一般来说，井深较浅、作业条件较好的情况下，可以选择较低的绞车档位；井深较深、作业条件较差的情况下，应选择较高的绞车档位。
4.3 根据实际经验总结钻井作业是一个具有一定复杂性的过程，档位配置也需要根据实际经验进行总结。
钻机绞车
8
滚316 筒轴。绞车整个变速过程完全由主电机 7交8 流变频控制系统操作实现。绞车自动送 7钻8 由一台42.5kW(57hp)的交流变频电机 4驱164 动，经大传动比立式减速机和推盘离合 2器764 后，将动力传入右箱体输入轴端，再经 齿轮箱一级减速后带动滚筒轴完成自动送
• （2）班维护
• ① 停机检查油池油位，如油位太低应及时补充润滑油；
• ② 检查润滑油压力表读数是否正常，如超出许可范围应 及时查找原因或进行调整；
• ③ 检查润滑系统工作是否正常，润滑管线是否漏油,各喷 嘴有无堵塞，如有异常应及时排除；
• ④ 检查绞车与底座的联接螺栓、快绳绳卡U型螺栓、电机、 减速箱地脚螺栓、联轴器固紧螺栓、滚筒轴轴承座与绞车 架主墙板连接螺栓、盘刹装置固定螺栓等是否松动，如松 动，应及时紧固；
游动系统为5X6绳系时绞车钩载、钩速参数
绳系
钩载 连续工况下
最大钩载 短时工况
(1 min)
最大钩速
10绳系 0～2917kN 3750kN 1.53m/s
• （5）绞车结构
• JC70DB绞车按部件划分，主要包括绞车架、 滚筒轴、左右齿轮减速箱、电动机（2台）、 自动送钻装置、液压盘式刹车、电气控制 系统和润滑系统等。
• ⑥ 检查绞车冷却水系统各管线、接头的情况，如有损坏 及时更换；
• ⑦ 放掉油池内的润滑油，彻底清洗清理油池；
• ⑧ 检查输入轴联轴器的同轴度情况并及时调整；
• ⑨ 检查所有油封，如有损坏及时更换；
• ⑩ 检查气控系统全部管线、阀件、压力表执行机构的状 态，并及时更换；
JC-30DB3绞车
AF300306-绞车是 ZJ30/1700DB 钻机的重要配套部件。绞车担负钻机的起下钻、 下套管、在钻头钻进过程中控制钻压、处理事故和提取岩芯筒，试油等作业，同 时还担负井架的起升和下放。
钻机绞车设计符合 SY/T 5532-2002《石油钻机用绞车》标准及有关的 API 规范。
为了使油田有关操作人员熟悉和掌握钻机绞车的使用，本说明书对绞车作了 全面概括介绍。在使用绞车时所需的配套设备（或部件）结构参数和使用维护等 项内容以及相关的资料，详见配套设备的使用说明书和其他有关的技术文件。
在使用本钻机绞车以前，参与此项工作的管理人员、技术人员和操作者必须 仔细阅读本说明书及与绞车有关的说明书和相关资料，了解并熟悉所有的细节， 此外还应具备相应的安全操作知识和技能。所有的活动应符合 HSE（健康、安全、 环境）的要求。
全部的管理工作和具体操作应按照本系统、本单位相关的规章制度要求执 行。
目录
前 言 .....................................................................................................................................................................................I 1 概述.................................................................................................................................................................................. 1
石油钻机概论
（1320M型钻机，指钻深13000～20000英尺，钻深 6100m，NSCO国家供应公司，National Supply CO.）
2.钻机型号 我国钻机型号意义： ZJ □ □ □
稍旧标准
（厂家代号用一个汉语拼音表示；改型序号用阿拉伯数字表示） 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
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 Z—钻井有效绳数； Z max 指钻机配备的的最大有效绳 数，用于下套管或解卡作业。 例，5×6, 游车（轮数）×天车 （轮数）， Z=5 × 2=10, 死绳、快绳 去掉，为有效绳数。 正常用5×6，解卡用6×7（Zmax ＝6×2=12）,不同钻机结构不同。 指游车和天车及有效绳数Z，Zmax。
二、主参数与钻机型号
1. 主参数
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。 新国标规定：钻机名义井深L为主参数。 符合我国以井深编井队号的习惯。
我国以前用Qds（最大钻柱重量）为主参数。
前苏联和罗马尼亚，钻机用最大钩载 Q max 作
第三节
一、基本参数
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）；
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。
1．名义井深L，主参数。
石油钻井直流电动钻机绞车的故障和处理
《装备维修技术》2020年第4期— 209 —石油钻井直流电动钻机绞车的故障和处理罗军（西部钻探吐哈钻井公司 新疆 鄯善 8382000）摘 要：随着油气能源开采力度加大，油气勘探开发向深海等难动用储量延伸，大功率直流电机具有调速性能优良的优点，被广泛应用于钻井平台拖动机械设备，电机调速系统是强弱电控制结合的系统，系统弱电部分检测工作转速，电机温度等信号，强电部分根据控制信号调节电机转速。
随着中国经济高速发展，我国已成为世界最大石油消费国。
我国海域油气资源丰富，需要加大海洋石油勘探开发力度。
随着石油钻探行业新工艺技术发展，电动钻机具有诸多优势得以广泛应用，电气传动系统是钻机核心控制部分，本文围绕西部钻探克拉玛依钻机公司某队采用直流调速器钻机电气传动系统研究，阐述故障处理工作，为相关工作开展提供借鉴。
关键词：石油钻井；直流电机；故障处理电机调速发展与电子技术发展相关，电机调速与电子技术相互促进，以弱电检测发出控制信息，现代电气控制技术是强弱电结合的技术。
石油钻井由多种机器设备组成的联合工作机组，主要功能是打通地下油气层井筒，整套钻机必须具备起升设备，旋转设备，传动系统等。
绞车是钻机工作机组之一，是钻井中的核心设备，用于起下钻具，钻井中控制专家等。
绞车是石油钻井等石油钻采机械核心部件，其可靠性直接影响系统安全性能。
随着油气能源开采力度加大，油气勘探向深地层等难动用储量延伸，致使钻机发展向大型化方向推进，引了发国内开发适合深井钻采设备热潮。
对直流电机绞车故障问题分析，对保证石油钻井电机正常工作，提高石油开采生产效率具有重要意义。
1 石油钻井直流电动钻机绞车结构简介石油钻机是由机电液气等设备组成的联合工作组，是油气田开发的专业设备，随着钻井作业要求发展不断进步。
石油钻机主体机械设备驱动形式包括液压驱动等，通过传动系统完成并车，换向等功能。
是由主体机械包括提升设备，旋转设备与循环设备。
电气控制系统完成对主体机械驱动钻机为电动钻机，随着科技的发展，大型钻机进入全面电气传动时代。
石油钻机40B绞车传动系统设计
２ 传 动 轴 系 统 计 算
２ １滚 筒轴 计算 分析 ．
滚 筒 轴 受 快 绳 拉 力 ，链 条 力 和 自重 力 的 共 同 作 用 ， 满
载 特 点 是 经 常 变 化 的 ： 伴 有 振 动 和 冲 击 。计 算 工 况 取 恶 并
的静 强 度 分 析 、刚度 校 核 和疲 劳 寿命 分 析 ，分 析 结 果 表
明 ， 钻 机 绞 车传 动 系 统设 计 合 理 ， 合 于 油 田 的生 产 需 该 适
要
式 中 ， ａ ， ｍ ｘ为 轴 计 算 截 面 上 所 受 的最 大弯 矩 和 扭 Ｍｍ ｘ Ｔ ａ
矩 （ ｇｍ ） Ｚ Ｚ 为 轴 计 算 截 面 的 抗 弯 和 抗 扭 截 面 模 数 Ｋ． ，，
Ｆ ￣
Ｉ／ ［［］ ／ ３ 三母 Ｉ Ｉ图 ３ 钻机 绞 车工 Nhomakorabea原 理 图
１动 力 机 ； 变 速 箱 ； ． 动 转 换 机 构 ； 刹 车 等 控 制 系 统 ； ． 丝 绳 ； ． ２ ３运 ４． ５钢 ６． 车 ； 游 车 ； ． 钩 天 ７ ８大
本次 案 例分 析 的绞 车 主要 参 数 为 ： 入 功 率 ：３ ｋ ； 输 ７５Ｗ
Ｍ Ａ ｕｘ ｉｎ Ｇ ｔ／ａ ｇ
（ ｈｎ ｉ ｅｄ Ｄ ｎｙ ｇ ２ ７ ６ ，Ｃ ｉ Ｓ ｅＳｉｏｆ ｌ， ｏｇｉ ， ５ ０ １ ｈｎ ｌ ｉ ｎ ａ）
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂａ ｅ Ｏ ４ Ｂ ｂ ｒｎ ｗｉ ｃ ａ ｅ ａ ｌ ． ｔ ｅ ｓｒ ｃ ： ｓｄ ｎ ０ ｏｉｇ ｎ ｈ ｓ ｘ ｍｐ ｅ ｈ ｐａ ｅ ｐｒ
4000米钻机液压驱动绞车的设计
钻机绞车属于石油钻机中的起升系统，它的性能直接决定了起升系统的工作效率和钻井作业效率。
因此，绞车在钻机设计过程中应进行充分合理的计算和分析。
一、绞车的设计计算1.4000米钻机的基本参数根据GB/T23505-2009《石油机和修井机》，得4000米钻机的基本参数如下：最大钩载：Pmax＝2250kN名义钻深范围：2500～4000m(4-1/2”钻杆)2000～3200m(5”钻杆)钻井绳数：Z=8最大绳数： Zmax=10钢丝绳公称直径：d=32钻柱重量：Q柱==1200kN2.绞车的基本参数计算（1）快绳拉力。
绞车快绳拉力分正常工况和事故工况两种，分别用P和Pmax表示，主要用于疲劳强度计算和静强度计算。
正常工况下绞车的快绳拉力为：其中：游η为游动系统的总效率；η为单滑轮的效率，其值为0.97。
事故工况下的绞车快绳拉力为：其中：游η′为绞车事故工况下游车的总效率。
（2）滚筒尺寸。
绞车滚筒基本尺寸主要包括滚筒直径D筒，和滚筒长度L筒。
合理选择这两个尺寸，既能得到合理的缠绳容量，又能够满足滚筒的强度要求。
根据实践经验，滚筒的直径D筒=（18～24）d绳，滚筒长度约为L 筒=（2.2～1.8）D筒，钢丝绳直径为32mm，取D筒=20d绳，L筒=2D筒，得滚筒直径和滚筒长度分别为：D筒=20d绳=20x32=640mm L筒=2D筒=2x640=1280mm（3）滚筒每层缠绳圈数。
每层缠绳圈数关系到钢丝绳缠绳的层数，由于钢丝绳直径和滚筒长度已经确定，所以每层的缠绳数也是一定的, 根据公式，得滚筒每层的缠绳圈数为：其中：n为每层缠绳圈数；∆为缠绳间歇，一般取1～2mm。
3.绞车滚筒的设计计算（1）缠绳层数。
绞车的缠绳层数是指绞车在正常工作条件下，大钩起升到最高点时缠绕在绞车滚筒上总的缠绳层数，可根据标准选择相应的多层缠绕系数A。
在4000m钻机中，绞车大多使用带槽滚筒。
出于安全起见和实际生产需要，滚筒在工作过程中必须留8～10圈的缠绳余量。
石油钻机检验内容(绞车)
3.8 绞车应检查的项目3.8.1绞车滚筒检测项目：1)检验滚筒表面磨损情况，当发现滚筒表面磨损量达原壁厚20％时应报废（ZJ70DB开槽滚筒直径φ770mm）。
当发现滚筒表面有影响使用性能的缺陷时，如有裂纹时应报废。
2）滚筒体缠钢丝绳的要求。
起井架前，在快绳绷紧的情况下，滚筒预缠绳一层半。
井架起升后，将游车下放至钻台面时(方便平时的保养和维护、及特殊作业)，调整快绳，使绞车滚筒上第一层应留有10圈以上的钢丝绳。
或者当大钩在最低位置时（吊卡坐在转盘上），无槽滚筒应有1.5层钢丝绳，有槽滚筒应有不少于12圈钢丝绳。
3）滚筒侧板磨损严重时（经验数据是：磨的槽深度达1/4钢丝绳直径）应修复后使用。
4）滚筒钢丝绳头固定装置应符合设计要求。
在可能的情况下滚筒钢丝绳头固定装置应进行无损探伤。
5）钢丝绳排绳器应完好且能保证排绳整齐不乱绳。
6）过卷阀防碰装置的触杆应调整到合适长度，保证其防碰天车的功能。
7）绞车滚筒轴端的水气龙头是否完好。
没有水气串通、渗漏现象。
8）绞车滚筒轴的轴承及润滑状况应良好。
9）绞车滚筒轴在可能的情况下应进行超声波和磁粉探伤。
3.8.2绞车盘刹应检查的项目：1）刹盘的中心面与盘刹架的中心面的共面度应≤1mm。
2）刹车盘最大的磨损量，单面应＜5mm。
（ZJ70 /4500D刹车盘的总厚度76mm，若水冷式的水道宽度约为25mm）3）刹车盘表面允许有龟裂，但不许有贯穿性和开放性裂纹，更不准有漏水现象，刹车盘表面不允许有油污。
刹车盘可以按照规定的工艺要求修复，经验收合格后可以继续使用。
4）刹车块的剩余厚度应＞12mm( 型号不同，厚度不同)。
5）安全钳的刹块与刹盘的间隙应隙应在≤1mm。
刹块不应有偏磨、裂纹现象、表面不许有油污。
6）所有转动部位应灵活、无卡阻、润滑良好。
图 2- 1 盘刹摩擦片偏磨损坏间隙过大7）绞车盘刹所有控制系统的手柄、按钮、应灵活、可靠，标识清楚正确。
8）绞车盘刹所有功能如：工作钳制动、安全钳制动、紧急制动、驻车制动、失电保护、误操作保护等都应运行正常、可靠。
海洋石油钻井知识介绍
7. 钻机底座：用来安装钻井设备、方便钻井设备钻井设备的移动等。 8. 辅助设备：包括供气设备、井口防喷设备、辅助发电及起重设备等，以保证
钻机能安全、可靠、正常地运行。
7
钻机设备介绍
二．钻机的基本参数：
1. 名义钻深范围：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。
2. 最大钩载荷：钻机在规定的最多绳数下起下套管、处理事故或进行其它特殊
海洋石油钻井知识介绍
介绍提纲
平台介绍 钻机设备介绍 钻井常用工具介绍 钻井作业流程
2
半潜式钻井平台
3
自升式钻井平台
4
采油生产平台
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钻机设备介绍
石油钻机是一套联合的工作机组。它是由动力机、传动箱、绞车、天车、游动滑车、 大钩、水龙头、转盘、钻井泵以及钻井液净化设备等组成。还有井架、底座等结构以 及电力、液压和空气动力等辅助设备。
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钻井常用工具介绍－井口工具
三．吊环
吊环是钻柱不可缺少的 提升工具，分为单臂吊环， 双臂吊环。 我们平台用的钻柱吊环为 长2 ¾“/132“，350吨负 荷；下套管用吊环为3 ½“/144”，500吨负荷。 钻挺提升器小吊环分单臂 和双臂两种，单臂吊环150 吨负荷，双臂吊环80吨负 荷。
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28
钻井常用工具介绍－井下工具
6. 刮管器
用于清除残余在套管内壁上的水泥块、硬腊、各种盐类结晶或沉积物、射 孔毛刺以及套管锈蚀后所产生的氧化铁等脏物，以便畅通无阻地下入各种 井下工具。
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钻机设备介绍
c、功率和效率：功率指泵在单位时间内所做的功。一般把在单位时间 内发动机传到泵轴上的能量称作输入功率或主轴功率。把在单位时 间内液体经过泵后增加的能量称作泵的有效功率。功率的单位为 “KW”。泵的效率是指有效功率与输入功率之比。 d、冲次：泵的冲次是指在单位时间内活塞的往复次数，单位为 “次/min”。 e、泵压：指泵排出口处的液体压力，单位“MPa”。
石油钻机绞车刹车系统优缺点分析
石油钻机绞车刹车系统优缺点分析本文着重分析了带式刹车（刹把控制）、液压盘式刹车、气控刹车三种绞车主刹车控制形式及优缺点以及与之配合使用的水刹车、电磁涡流刹车、伊顿刹车三种辅助刹车控制形式的优缺点，旨在引导石油钻井现场钻机的操作者司钻对钻机主刹车和辅助刹车的认识，在使用过程中提供支持和帮助。
标签：主刹车；辅助刹车；优缺点；分析0 前言石油钻井钻机绞车是钻机的重要组成部分，它的运行涉及到人身安全、设备安全、井下安全。
钻井绞车的主刹车和辅助刹车的配套选型以及操作者了解其性能和结构尤为重要，钻机绞车的刹车按照功能分为主刹车和辅助刹车，钻机绞车的主刹车和辅助刹车相互配合使用缺一不可，工作中的钻机绞车主要担负着钻进、起下钻、下套管、试油和辅助工作任务，作用是与钻机控制系统一起控制绞车滚筒旋转运动，从而控制游动系统起升、下放、停止操作。
主刹车和辅助刹车的安全性和可靠性关系着石油钻机的设备安全、操作者的人身安全和井下安全，若刹车系统安全性和可靠性差易出现出现故障，刹车失效，轻者会导致设备损坏，严重者会造成停钻、顿钻、溜钻、顶天车等事故，甚至造成机毁人亡的重大设备和人身安全事故。
1 石油钻机绞车主刹车形式及优缺点主刹车是钻机游动系统起升、下放过程中通过控制绞车滚筒停止运动的一种机构，也是绞车驻车常用的一种形式。
在游动系统起升、下放过程中用辅助刹车均匀控制其运动速度，用主刹车完成定点驻车制动。
1.1 带式刹车（刹把控制）是一种杠杆式半包围刹车毂刹车装置，也就是通过刹把控制刹带包围贴合制动。
是由刹把、传动杠杆、刹帶、摩擦块、滚筒刹车榖、平衡梁和调整螺栓等机构组成，是一种机械式传动刹车机构。
游动系统起升时司钻抬起刹把，刹带离开滚筒刹车鼓，游动系统无摩擦阻力向上运动，游动系统需要停止刹车时，司钻操纵刹把向下按压，刹把通过传动杠杆使刹带紧密的贴合刹车毅，通过刹车鼓控制绞车滚筒轴的旋转，使游动系统停止运动，从而刹住绞车滚筒或驻车。
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）
全球最大钻深石油绞车电机通过验收
本刊辑 ・
・
８ ・ ７
［ ］ 张学义 ， ２ 王爱传． 星齿轮减速器优化设计 ［］ 机械 ，ＯＯ ２ ） 行 Ｊ． ２Ｏ （７
（ 刊）６ ６ ． 增 ：８— ９
［ ］ Ｃ ｉ ｓ ｇ ｉ Ｈ ｎ ｕ ｈ ｕ Ｃ ｉ ｈ ａ ｕ ｇ ｅ ａ Ｉｔ ｒ— ３ ｈ ｎＨ ｉ ， ｏ ｇ ｈ ｎＣ ｉ ， ｈ ｇＨ ｎ ， ｔ ． ｎ ｇ ｅ ｎＬ Ｓ ｏ ｎ Ｈ １ ｅａ
ｔ ｎ ｏ ｎ ｔ ｌ ｍｅ ｔ ａ ａｙ ｉ ｄ ｏ ｔ ｍ ｅ ｉｎ ｏ ｅ ｒ ｓ ｓ ｍｓ ｉ ｆｆ ｉ ｅｅ ｎ ｎ ｌ ｓｓ ａ ｐ ｍｕ ｄ ｓｇ ｎ ｇ ａ ｙ ｔ ｏ ｉ ｅ ｎ ｉ ｅ
５ 结
论
［ ］ Ｆ ｉ ｅ ｅ ｔｉ ａ ａ ｓ ａｄ ｅｉ ， ０２ ３ ） １ ９ １２ Ｊ ． ｉ ｔ ｅ ｍ ｎ ｎ ｎｌ ｉｎ ｓ ２０ （８ ： — ９ ． ｎｅ ｌ ｓ ｙｓ ｄ ｇ ｎ ７
（ ）应用 Ａ Ｄ １ Ｐ Ｌ命 令 流语 句 对 行 星 架 部 件 和壳
［ ］ 余伟炜 ， ｇ 高炳军 ． Ｎ Ｙ Ａ Ｓ Ｓ在机 械与 化工装 备 中的应 用 ［ ． Ｍ］北
京： 中国水 利水 电出版社 ，Ｏ６ ２Ｏ ．
体部件编写了集参数化造型、 网格划分、 边界条件处
［ ］ 饶振钢． 星齿轮传动设计 ［ ． ５ 行 Ｍ］北京 ： 化学工业出版 社 ， ０． ２ ３ ０
动， 因此对 传 动性 能影 响不 大 。
图 ８ 壳体优化前后 的综合位移 云图
图 ７ 壳体结构示意 图 表 ３ 壳体 优化 前后尺寸比较 ／ｍ ｍ
图 ９ 壳体优化前后的等效应力 云图
初始结果
优化结果
中国石油绞车标准
ICS75.180.10SY E 09备案号：XXXX-XXXX目 次前言 (II)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 绞车型式和型号的表示方法 (2)5 绞车基本参数 (2)6 技术要求 (3)7 检验方法 (4)8 检验规则 (6)9 标志、包装、运输、贮存 (6)附录A （规范性附录）开槽滚筒绳槽尺寸 (8)参考文献 (9)I前 言本标准是在SY/T 5532-2002《石油钻机用绞车》的基础上进行修订而成的，在绞车的形式和基本参数上，保持同GB/T 23505—2009 《石油钻机和修井机》的一致；充实了新的技术性能和指标等内容，以适应市场的需要。
本标准与SY/T 5532-2002相比，主要变化如下：——替换及新增部分规范性引用标准；——在技术要求中新增了齿轮传动绞车、盘式刹车、应急装置等以普及技术的要求；——在检验方法中扩充了盘式刹车的检验，新增关键焊缝无损检验、强制润滑报警检验等；——标志、包装、运输、贮存中细化了贮存的要求，提高设备非工作状态的防护要求。
本标准的附录A为规范性附录。
本标准由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会提出并归口。
本标准负责起草单位：宝鸡石油机械有限责任公司。
本标准参加起草单位：兰州兰石国民油井石油工程有限公司、四川广汉宏华石油设备有限公司、南阳二机石油装备（集团）有限公司、中国石化集团江汉石油管理局第四机械厂。
本标准起草人：张福、闫永宏、董辉、田弟勇、张勇、文必雄。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为：——SY/T 5532-2002。
II石油钻机用绞车1 范围本标准规定了石油钻机用绞车（以下简称绞车）的术语和定义、型式和型号的表示方法、基本参数、技术要求、检验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存。
本标准适用于石油钻机用密闭绞车。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
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4）采用双联电动齿轮油泵装置，对齿轮减速 箱强制润滑。 5）减速箱采用收缩盘式结构与滚筒轴相连， 安全可靠，减小轴向尺寸。 6）主刹车采用液压盘式刹车，两个刹车盘集 中布置在轴左端，每个刹车盘上装有两个 工作钳和一个安全钳，由司钻房集中控制。 7）装有过卷阀式和数码式防碰装置，使起下 作业安全可靠。 8）油气水管线布置于铺板下易于检修的地方
3、独立猫头轴-多轴绞车 ： 由于重型和超重型绞车 外形尺寸大、重量大（一般20~30t）、搬家安装困 难，尤其是现代深井和超深井钻机钻台较高（一般 6~11m），为了避免绞车上高钻台非自升式井架）， 近年来又研制了独立猫头轴-多轴绞车。此种绞车的 结构方案为：①独立猫头轴和转盘传动装置构成一 个单元，置于钻台上，担负接、卸钻具丝扣和提升 一般重物，还可充当转盘中间传动装置。②主绞车 置于钻台下面后台上或联动机底座上，担负起、下 钻具、下套管、处理事故等提升任务，可避免长的 上钻台链条。此种绞车的滚筒、猫头机构以及转盘 都单独有各自的档速、制动机构，这样它们都能根 据所需，获得较优的工作特性。ZJ32J-1、 ZJ50/3150L、ZJ40/2250JLD、ZJ70/4500LD等钻 机的绞车均属于这种类型
钩载T
150
100
50
0 0.000
0.200
0.400
0.600
0.800
1.000
1.200
1.400
钩速m / s
4、绞车主要部件 1）滚筒轴总成 滚筒轴总成主要由水气葫芦、两个 刹车盘、滚筒体、轴和轴承等组成。两个刹车盘 直径￠1400mm，厚度75mm，刹车盘内有冷却 水道、进、排水口和放水口。开槽滚筒体由三段 铸、焊而成，滚筒体直径￠790mm，缠绳部位长 度1555.6mm，总长度2108mm。滚筒轴轴承规 格23052CC/W33（260×400×104）。滚筒轴的 动力由两台型号为YJ31F（1000kW，800rpm） 交流变频电机通过3H215.04绞车齿轮减速机传至 滚筒轴
3）转盘链条箱和角传动箱 其作用是将转盘电机的动力通过LT500/250T离合器 和齿式联轴器传给角传动箱，链传动副采用2″3 排链条（140-3×64），小链轮Z21，大链轮Z27。 角传动箱中的主动锥齿轮Z25m16左旋，被动锥 齿轮Z26m16右旋，每根锥齿轮轴采用两个不同 型式的轴承支撑，靠近锥齿轮端的轴承是 22326CC/W33（130×280×93）双列调心滚子 轴承，远离锥齿轮端的轴承是NU326 （130×280×58）主要承受径向载荷的短圆柱滚 子轴承，角传动箱通过一根1574mm的传动轴和 两根W51.5×870万向轴传动转盘，三根轴共采用 三个22224C/W33（120×215×58）双列调心滚 子轴承支撑 （二）JC45绞车
15
20 30 40 50
135
200 210 275 340
257~330 （350~450）
330~400 （450~550） 400~550 （550~750） 735（1000） 1100（1500）
26（1）
29（11/8） 29（11/8） 32（11/4） 35（13/8）
800~1500
30
100 2952 7000×3600 ×2725
基 本 参 数 绞 车 级 别 10 最大快绳拉 力a kN 115 额定输入功率 kW（hp） 110~200 （150~270） 钢丝绳公称 直径 mm（in） 22（7/8） 500~1000 名义钻深范围 114mm钻 杆 m 500~800 127mm钻 杆
能耗制动原理 在钻具整个下放过程中，绞车滚筒以反力矩拖 动绞车电机反转，绞车电机这时处于“发电” 工况，产生电磁制动力矩，使游动系统和钻具 的下放以给定值运行。系统通过总线方式实时 采集绞车电机的相关电气参数，通过PLC系统 把实际速度与设定速度的差值发送到变频系统， 通过软件动态控制绞车电机的下放速度，实现 绞车的数控能耗制动
3、绞车提升能力： 如 表ZJ50/3150DB-1 钻机的最大钩载 3150kN，此时，必 须两台电机并车。当 单电机超载1.5倍时 的提升能力：大钩载 荷1857kN，提升速 度0.7m/s。交流变 频电机额定转速 803rpm，额定转矩 11876Nm
电机转数 （rpm）
803
大钩载荷 （kN）12 绳
钻机代号 绞车型号 技术参数 输入功率，kW
ZJ40/2250CJD JC40-3 735
ZJ50/3150L JC50 1100
ZJ70/4500DZ JC70D 1470
ZJ50/3150DB1 JC50DB 1840
ZJ45J、 ZJ45L JC45 1103
快绳拉力，kN
钢丝绳直径，mm 滚筒（直径×长度）， mm 刹车盘（径×厚度）， mm 提升档数 主刹车 辅助刹车
4500~7000 6000~9000 7500~1200
4000~6000 5000~8000 7000~1000
二、现代绞车的结构方案 钻井绞车种类繁多，但最能体现其结构特点的是绞车中 轴的数目，下面按绞车轴数对各种绞车进行简单归纳 和分析 1、单、双轴绞车 ： 最初钻机的绞车是单轴绞车，这 种绞车仅有一根滚筒轴，绞车的变速由绞车前边独立 的一台四档-倒档的齿轮变速箱实现，这种绞车的特 点是，猫头转速偏高，位置过低，操作不方便。为了 克服单轴绞车的缺点，而研制了双轴绞车，即把猫头 单独装配在一根轴上，就成了双轴绞车。单、双轴绞 车一般适用于浅井或中深井。 2、三轴和多轴绞车 ： 为了满足深井和超深井钻井的 需要，三轴和多轴绞车相继问世，四轴以上的绞车为 多轴绞车，现代重型和超重型绞车属于此种类型的绞 车。如大庆Ⅱ型钻机绞车JC-14.5和ZJ40/2250CJD 钻机的JC40-3都是三轴绞车。ZJ45J和ZJ45L钻机的 JC-45是五轴绞车
（1）组成： 由壳体、转台、负荷轴承、防跳轴承、水 平轴、大小锥齿轮等组成。
结束 继续
转盘
水龙头
第二部分 钻井绞车操作规程
1）启动绞车主电机之前，先启动润滑油泵电机， 待润滑油循环正常后，再启动主电机，并可挂合 滚筒离合器（CH1940），进行绞车作业。 2）当空吊卡下放遇阻或上卸钻柱时需要点动操作 时，可操作CH1940离合器合主盘刹来完成。 3）为满足减速箱中间轴上的CH1940离合器的要求， 司钻控制房内总气压表压力应达到0.7~0.8Mpa。 当起升最大负荷时压力不低于0.75Mpa。
2）绞车齿轮减速机 该减速机的作用是将绞车电机 （型号为YJ31F（1000kW，800rpm）交流变频电 机）的动力通过减速器输入轴与绞车电机之间的齿 式联轴器传至滚筒轴，绞车电机也可以通过CH1250 伊顿离合器并车共同驱动滚筒轴。所以减速机是 JC50DB单轴绞车的外变速机构。该减速机为二级平 行轴直齿圆柱齿轮减速器，第一级小齿轮齿数35， 大齿轮齿数69，第二级小齿轮齿数34，大齿轮齿数 75，齿数比4.394，额定功率1840kW，输入转速 803~1800rpm。齿轮箱齿轮和轴承由电动油泵循环 润滑系统强制润滑和冷却，润滑油为N220。为了保 证润滑油能正常工作，在环境温度低于0℃时启动设 备应对润滑油进行预热，预热温度≥8℃。润滑油工 作温度为5~85，最大工作温升≤45℃，齿轮箱的工作 环境温度为-40~45℃。润滑油应3~9个月检查油质一 次
280
32 640×1175
340
35 685×113
485
38 770×1361.15
340
38 770×1556
343
32.5 685×1245
1600×76
4+4R 伊顿236WCB2 伊顿336WCS 4+2R PSZ751 DS50，YS50
1600×76
无级变速 PSZ751 伊顿436WCB
4、电驱动绞车 ： 由于直流电驱动和交流变 频电驱动钻机的问世，结构更为简单的电 驱动绞车应运而生。此种绞车利用直流电 机或交流变频电机为动力，分别驱动滚筒 轴和猫头轴。因电动绞车的结构较简单， 一般猫头轴不分设单元，和主绞车构成一 整体 三、典型绞车结构 （一）JC50DB绞车
1、总述： 绞车基本形式为单轴绞车，其结构主要由 滚筒轴、齿轮减速箱、转盘传动箱、绞车架及润滑、 气控、水冷却系统等组成。其传动形式为，电机通 过齿轮减速箱直接传动滚筒轴。钻台上配有液压猫 头，以满足钻进和起下作业的要求。绞车的主刹车 为液压盘式刹车，两个刹车盘集中布置在轴左端； 辅助刹车既可用能耗制动，也可用336WCB型伊顿 盘式气刹车。转盘由独立驱动电机通过链条传动箱、 锥齿轮箱及万向传动轴来驱动，独立驱动电机置于 钻台面上，并与绞车电机通过右侧伊顿CH1250离合 器连接，这样既可实现两电机并车传动绞车，也可 在一个电机出故障时相互替换使用，以提高绞车和 转盘的可靠性 计算机程序控制西门子全数字矢量变频器,驱动YJ型低 基频大扭矩变频调速电机，可实现带载起动及零转 速输出最大扭矩
4）下钻过程中由于电机的特性自动实现能耗 制动。严禁不挂辅助刹车将钻柱自由落体 下放，然后用主刹车猛刹。建议正常下钻 作业时，开始就使用能耗制动，以减少下 钻动能，使之匀速下钻。 5）处理事故时，可以操作转盘离合器和转盘 惯性刹车，以实现转盘点动或停止在某一 位置。转盘离合器和转盘惯性刹车的气控 阀是联锁的，在作业中相互切换时，必须 在放气位置即中间的“分”位上停留2~4秒， 使 挂合的离合器有充足的时间放气，以防 止过快磨损摩擦片或烧坏橡胶气胎
绞 车
气控 箱
刹把
返回
支撑系统（框架式支架或密闭箱壳式座架）
结束 继续
传动系统（由绞车轴、轴承、链
轮、齿轮、链条）
结束 继续
控制系统（牙嵌、齿式、气动离合
器，司钻操作台、控制阀）
ZJ40CJD 液压起升系统操纵箱 XSZF-40 司钻控制房 轮毂式离合器