钻机简介

立管 固控设备
加重装置
水龙带 水龙头 立管 地面高压管汇 方钻杆
水龙带 地面排出 管线
水龙头
钻柱 环形空间
钻头
废水池
泥Байду номын сангаас池
振动筛
岩屑下滑
钻杆
环空 钻铤 井眼 钻头
环形空间的概念
1 井眼 2 钻铤外壁 3 钻铤内壁 4 钻井液 5 环形空间 6 钻头
3、循环系统
→流程
泥泥浆泥通浆过泵立将管泥经浆水打龙入带循进环入管钻线柱
钻机简介
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。
钻机的综合功能：
完成钻进、接单根、起下钻、循环洗井、下套管、 固井、完井和处理井下事故等作业。
陆上钻机
海洋钻井平台
一、钻机的分类
1.钻井深度
(钻机的 起重能力)
W>800kN， 89 ～ 140mm钻杆，井径> 大型钻机 160mm
2、旋转系统
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
钻工正安放卡瓦
2、旋转系统
2、旋转系统
钻杆与钻铤
转动的转盘与方钻杆 (顺时针转)
2、旋转系统
→钻头
PDC钻头
取 芯
钻
头
交流电驱动钻机
以柴油机为动力，通过机械 传动或液力传动的钻机。
工作机用直流电动机驱动。 通常用于海上钻井。
工作机用交流电动机驱动。
陆地钻机 陆地（包括沙漠、沼泽等）使用的
3.使用地区
钻机。
海洋钻机 自升式钻井平台、半潜式钻井平台、 钻井船和钻井固定平台上的各种类 型的钻机。
国内外钻机现状
• ZJ32钻机、ZJ45钻机、ZJ50钻机、ZJ70 钻机 • 美国和德国等已形成9000m以上成套钻机的生产能力，
钻井八大件
天车 游车 大钩 水龙头 转盘 绞车 泥浆泵 井架 +柴油机、传动装置为十大件
小结
起升系统
循环系统
旋转系统
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
转盘不旋转 不需要方钻杆
几乎垄断了世界超深井钻机市场。我国已完成了 9000米交流变频电驱动钻机的样机试制。 • 我国目前已研制成功12000米钻机。 • 生产厂家 国企四家：
宝鸡石油机械厂、南阳石油机械厂、江汉第四石油机械 厂、胜利油田动力机厂；
二、钻机的组成及功能
起升系统
循环系统
旋转系统
驱动与传动系统 动
力
气控系统
系
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 W＝800～1600kN
W<300kN， 42 ～ 89mm钻杆，井径<
150mm， 钻井深度从几十米到1000m，常 用于钻地质勘探井和水井等。
柴油机驱动钻机 2.动力设备 直流电驱动钻机
水龙带 水龙头
立管 地面管汇
方钻杆
泥浆振动筛 泥浆池
钻杆 环空
钻屑下滑
钻铤 井眼
钻头
3、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
泥浆池
泥浆循环流程
泥浆泵 高压管汇
振动筛、除气器、除砂
器、除泥器、离心
机 泥浆泵
(2)功能：
确保对整个钻机各个工作机构及其部件的准确、迅速控制，使 整机协调一致的工作。
动力系统：驱动与传动系统、气控系统
钻机平台上的气体发动机
远离钻机平台的柴油机
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。
2、旋转系统
→钻头
三牙轮钻头
新 钻 头 正 准 备 入 井
钻 井 液 高 速 流 过 喷 嘴
2、旋转系统
→井下钻具振动方式
钻柱扭振
钻柱横振
钻 柱 纵 振
3、循环系统
泥浆池 泥浆泵 立管 水龙带 分离装置
加重装置
功能：
①从井底清除岩屑； ②冷却钻头和润滑钻具。
废水池
泥浆泵号称钻机的“心脏”
泥浆泵
6、井控系统
国内防喷器产品
井
闸板防喷器 环形防喷器
口
分流器
旋转防喷器
防
喷
电缆防喷器 带压作业装置
器
防喷器可实现的功能：
组
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
6、井控系统
节流管汇：
由一系列特殊的、 可远程控制的管 线组成，用井口 防喷器组关井后， 司钻可以通过它 释放井底压力， 不至于造成井下 失控。
浆
经
井
眼
环
空
泥浆泵
流
泥浆回
回
流管线
泥
浆
水地龙面带管汇
池
(至立管)
立管
3、循环系统→分离装置
4、驱动与传动系统
(1)组成：动力机、传动部分
联轴器、离合器、 变速箱、皮带传动 及链条传动等装置
(2)功能
柴油机或 电动机
产生动力，并把动力传递给泥浆泵、绞车和转盘。
5、气控系统
(1)组成：控制机构、传输管线和阀门、执行机构（气动 离合器等）以及压气机等。
统
井控系统
1、起升系统
快绳
起升系统是必不
旋 转 滚筒
可少的，一般由
钻
井
井架、绞车、天 平
车、游车、大钩、 台
提
滚筒和钢丝绳组 升
成。
系
统
功能：
天车 死绳
钻绳 游车
大钩
绞车
死绳锚
存储滚筒
①下放、悬吊或起升钻柱、套管柱和其它井下设备进、出井眼；
②起下钻、接单根和钻进时的钻压控制。
起 升 系 统 ↓ 天 车 | 游 车 | 钢 丝 绳