钻井机械1概论
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石油钻采机械概论1-6
钻井泵类型
根据结构形式，钻井泵可 分为三缸单作用钻井泵、 五缸双作用钻井泵等。
钻井液净化设备
钻井液净化设备概述
01
钻井液净化设备用于清除钻井液中的固相颗粒，维护钻井液的
性能稳定。
钻井液净化设备组成
02
钻井液净化设备主要包括振动筛、除砂器、除泥器、离心机等
。
钻井液净化设备类型
03
根据处理原理，钻井液净化设备可分为机械式净化设备和水利
。
03 采油机械设备
有杆泵采油设备
抽油机
通过电动机提供动力，经过减速 箱将动力传递给曲柄连杆机构， 带动抽油杆做上下往复运动，从
而将原油从井底举升到地面。
抽油杆
连接抽油机与井下抽油泵的细长 杆件，主要承受拉应力。
抽油泵
安装在井下的工作部件，由柱塞 、泵筒、游动凡尔和固定凡尔组 成，当抽油杆带动柱塞上下运动
电气设备保养
检查电气线路和元件的绝缘性能，更换损坏的电器元件，保证电 气系统的安全可靠。
石油钻采机械维修技术
故障诊断技术
运用现代检测技术和故障诊断方法，准确判断设备故障的原因和部 位。
维修操作技术
掌握常用维修工具的使用方法，具备拆卸、安装、调试等维修操作 技能。
维修安全技术
遵守维修安全操作规程，采取必要的安全防护措施，确保维修过程的 安全。
燃气轮机类型
根据结构形式可分为轴流式、离心式等；根据用途可分为 航空燃气轮机、工业燃气轮机等。
燃气轮机在油田中的应用
主要用于驱动大功率注水泵、压缩机等油田设备，以及作 为联合循环发电系统的核心设备。
05 油田专用车辆与 工程机械
油田专用车辆
运输车辆
用于在油田内运输原油、天然气、水 、砂土、化学药剂等物资，包括油罐 车、水罐车、砂土车等。
钻机概述
第一章钻机概论
主参数
在基本参数中，选定一个最主要的参数作为主参 数。主参数具有以下特征：能最直接地反映钻机 的钻井能力和主要性能；对其他参数具有影响和 决定作用；可用来标定钻机型号，并作为设计、 选用钻机的主要技术依据。
我国钻机标准采用名义钻井深度L作为主参数。名 义钻井深度L是钻机在标准规定的钻井绳数下，使 用127mm（5in）钻杆柱可钻达的最大井深。
第一章钻机概论
五我国石油钻机的标准
1986年我国制订了石油钻机国家标准（GB180686）规定钻机6级： ZJ15、 ZJ20、 ZJ32、 ZJ45、 ZJ60、 ZJ80 。级别×100m即该钻机的 名义钻井深度。
1998年对石油钻机国家标准（GB1806-86）进行 修订，制订了石油工业标准 SY/T5609-1999。钻 机分9级，名义钻井深度和钻深范围按4 1/2in钻杆 柱确定。钻机每个级别代号用双参数表示，如 10/100，前者×100为钻机的名义钻井深度上限数 值，后者是以KN为单位计的最大钩载数值。
2、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
2、循环系统
→流程
水龙带 泥浆泵 加重装置 立管 地面管汇 方钻杆 水龙头
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
泥浆池
2.规模趋于两极化
深井钻机趋向大型化,钻深能力已达15000m， 最大钩载达12500kN。
轻便钻机趋向小型化，轻型石油钻机主要以 车装钻机为主。最小的微型钻机采用小井眼钻井 技术，钻深可达1500m，体积小，质量轻，最轻的 只有14t，节省钻井费用30%～40%，减少拆装时间 60%～70%，节约钻井液88%，减少井场面积70%。
钻井机械
（1）从总体结构上看 （2）从构件连接上看 优缺点 三、井架的基本参数 1、起重量（大钩的最大起重量） 2、工作高度 3、二层台高度 4、上下底尺寸（仅限塔型闭式） 5、二层台管子容量 6、井架大门高度（仅限塔型闭式） 小结 作业 第三节 井架的安装方法 一、安装设备 1、安装工作有：设备就位、校正设备、固定设备 先找正、后找平，再固定。 2、保证安装质量 达到“七字”标准和“五不漏”要求。 “七字”标准：正、平、稳、全、牢、灵、通。 “五不漏”要求：不漏油、气、水、电、钻井液。 二、塔型闭式井架安装 步骤 1、安装井架底座
P架风=P1×F 2.靠在指梁上的立根侧向力P2 ΣΜo=Ο p2LSinβ-ngL/2Ccoβ=0 p2=1/2 ng cosβ/sinβ p2=1/2 ng cotβ 3.风作用在里根排面上的压力P3 4.綳绳、死绳快绳的水平分力（略） 小结 作业 第五节 井架安装质量标准和使用规程 一、井架安装质量标准 1.井架基础的质量标准 2.井架底座的质量标准 3.井架的质量标准 二、井架的使用规程 1.一般检查工作 2.严防井架倒塌 ①新安装井架防止大风袭击 ②起升井架防止被拉到 ③钻鼠洞，防止卡钻 ④起下钻，防止碰天车
8.动力卡瓦 作用 结构 使用 9.方钻杆旋扣器 作用 结构 使用 10.动力小绞车 作用 结构 使用 二、常用手工具 1.压杆式黄油枪 组成及作用 使用操作要求 2.管钳 组成及作用 使用操作要求 3.链钳 组成及作用 使用操作要求
4.液压千斤顶 组成及作用 使用操作要求 小结 作业 第四章 大钩 第一节 概述 一、大钩的功用 二、钻井工艺对大钩的要求 三、大钩及游车大钩型号 四、技术规范 小结 作业 第二节 大钩的结构与使用 一、DG-350大钩 1.DG-350大钩结构 2.大钩的使用 ⑴工作前的检查 ⑵使用注意 ⑶维护保养 二、DG-220大钩
石油钻采机械概论(1-6)课件PPT课件
降低能耗和提高产量；通过优化油气分离技术，可以提高原油质量和处理效率。
06
石油钻采机械的未来发展
石油钻采机械的技术创新
自动化技术
提高钻采机械的自动化水平，减 少人工操作，提高生产效率。
智能化技术
利用人工智能、大数据等技术，实 现钻采机械的智能决策、智能控制 和智能监测。
环保技术
研发低能耗、低排放、低污染的钻 采机械，降低生产过程中的环境污 染。
石油钻采机械概论(1-6)课 件ppt课件
• 石油钻采机械概述 • 石油钻机 • 钻井泵 • 钻头与钻具 • 采油设备 • 石油钻采机械的未来发展
01
石油钻采机械概述
石油钻采机械的定义与分类
定义
石油钻采机械是指用于钻探和开 采石油、天然气等资源的专用机 械设备。
分类
根据用途和功能的不同，石油钻 采机械可分为钻井机械、采油机 械、修井机械等。
石油钻采机械的应用场景
陆地油田
石油钻采机械主要用于陆 地油田的钻探和开采。
海洋油田
随着海洋资源的开发，石 油钻采机械也逐渐应用于 海洋油田的钻探和开采。
其他领域
石油钻采机械还可应用于 地热能、煤层气等其他资 源开采领域。
02
石油钻机
石油钻机的组成与工作原理
总结词
了解石油钻机的组成和工作原理是掌握其性能和操作的基础。
选择和使用合适的钻头与钻具对于提高钻井 效率、降低成本和减少事故至关重要。
详细描述
根据地层特性、钻井设计和技术要求，选择 适合的钻头类型和规格。同时，要确保钻具 的强度、耐磨性和抗腐蚀性能等满足要求。 在使用过程中，要注意控制钻压、转速和送 钻等参数，以充分发挥钻头与钻具的性能。
钻头与钻具的维护与保养
06
石油钻采机械的未来发展
石油钻采机械的技术创新
自动化技术
提高钻采机械的自动化水平，减 少人工操作，提高生产效率。
智能化技术
利用人工智能、大数据等技术，实 现钻采机械的智能决策、智能控制 和智能监测。
环保技术
研发低能耗、低排放、低污染的钻 采机械，降低生产过程中的环境污 染。
石油钻采机械概论(1-6)课 件ppt课件
• 石油钻采机械概述 • 石油钻机 • 钻井泵 • 钻头与钻具 • 采油设备 • 石油钻采机械的未来发展
01
石油钻采机械概述
石油钻采机械的定义与分类
定义
石油钻采机械是指用于钻探和开 采石油、天然气等资源的专用机 械设备。
分类
根据用途和功能的不同，石油钻 采机械可分为钻井机械、采油机 械、修井机械等。
石油钻采机械的应用场景
陆地油田
石油钻采机械主要用于陆 地油田的钻探和开采。
海洋油田
随着海洋资源的开发，石 油钻采机械也逐渐应用于 海洋油田的钻探和开采。
其他领域
石油钻采机械还可应用于 地热能、煤层气等其他资 源开采领域。
02
石油钻机
石油钻机的组成与工作原理
总结词
了解石油钻机的组成和工作原理是掌握其性能和操作的基础。
选择和使用合适的钻头与钻具对于提高钻井 效率、降低成本和减少事故至关重要。
详细描述
根据地层特性、钻井设计和技术要求，选择 适合的钻头类型和规格。同时，要确保钻具 的强度、耐磨性和抗腐蚀性能等满足要求。 在使用过程中，要注意控制钻压、转速和送 钻等参数，以充分发挥钻头与钻具的性能。
钻头与钻具的维护与保养
钻井机械概论
26
ZJ45钻机传动图
27
3.4 电驱动钻机 3.4.1 发展历程 电驱动钻机发展历程可分为： (1)交流电驱动钻机 即交流发电机（或工业电网）-交流电 动机驱动（AC-AC）。 (2)直流电驱动钻机 DC）。 即直流发电机-直流电动机驱动（DC-
(3)可控硅整流直流电驱动钻机 即交流发电机-可控硅整流 -直流电动机驱动（AC-SCR-DC）。 (4)交流变频调速驱动钻机，即交流发电机-变频调速器-交 流电动机驱动(AC-VFD-AC)。
13
2.2.4 固井
在井眼内下入一层套管，并在套管与井壁的环形空间里 灌注水泥浆进行封固，称为固井。一般需下多层套管,因此， 经常需要进行数次固井作业。
2.2.5 完井
固井后，油层为水泥和套管封固， 必须设法使油层与井筒沟通，普遍采用 射孔完井法。对于岩石比较坚硬和稳 定的油（气）层也可采用不将油（气） 层用水泥封固的完井方法，如裸眼完井 法、贯眼完井法、衬管完井法等。
21
3.2.3 钻机的型号 行业标准SY/T5609规定了钻机型号的表示方法。
ZJ□/□□□-□
其中：ZJ表示钻机； 第一框为钻机级别，以100m为单位计算的名义个别深范 围上限（钻杆直径114mm）； 第二框为最大钩载，单位kN； 第三框为钻机特征，L—链条并车，J—V带并车，C—齿 轮传动，Y—液压，DJ—交流电动，DZ—直流电动，DB交流 变频电动； 第四框为移运方式，块装式符号省略，Z—自行式，T— 拖挂式； 第五框为改型序号，用阿拉伯数字表示，原型不写。
如：ZJ50/3150DZ-2 5000m块装直流电驱动钻机第二次改型
22
3.3 机械驱动钻机
机械驱动钻机是指以柴油机为动力，通过液力变矩器、 链条、齿轮、三角胶带等不同组合的传动形式所驱动的钻机。 依据所采用的主传动副类型，可分为皮带钻机、链条钻机和 齿轮钻机 。
ZJ45钻机传动图
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3.4 电驱动钻机 3.4.1 发展历程 电驱动钻机发展历程可分为： (1)交流电驱动钻机 即交流发电机（或工业电网）-交流电 动机驱动（AC-AC）。 (2)直流电驱动钻机 DC）。 即直流发电机-直流电动机驱动（DC-
(3)可控硅整流直流电驱动钻机 即交流发电机-可控硅整流 -直流电动机驱动（AC-SCR-DC）。 (4)交流变频调速驱动钻机，即交流发电机-变频调速器-交 流电动机驱动(AC-VFD-AC)。
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2.2.4 固井
在井眼内下入一层套管，并在套管与井壁的环形空间里 灌注水泥浆进行封固，称为固井。一般需下多层套管,因此， 经常需要进行数次固井作业。
2.2.5 完井
固井后，油层为水泥和套管封固， 必须设法使油层与井筒沟通，普遍采用 射孔完井法。对于岩石比较坚硬和稳 定的油（气）层也可采用不将油（气） 层用水泥封固的完井方法，如裸眼完井 法、贯眼完井法、衬管完井法等。
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3.2.3 钻机的型号 行业标准SY/T5609规定了钻机型号的表示方法。
ZJ□/□□□-□
其中：ZJ表示钻机； 第一框为钻机级别，以100m为单位计算的名义个别深范 围上限（钻杆直径114mm）； 第二框为最大钩载，单位kN； 第三框为钻机特征，L—链条并车，J—V带并车，C—齿 轮传动，Y—液压，DJ—交流电动，DZ—直流电动，DB交流 变频电动； 第四框为移运方式，块装式符号省略，Z—自行式，T— 拖挂式； 第五框为改型序号，用阿拉伯数字表示，原型不写。
如：ZJ50/3150DZ-2 5000m块装直流电驱动钻机第二次改型
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3.3 机械驱动钻机
机械驱动钻机是指以柴油机为动力，通过液力变矩器、 链条、齿轮、三角胶带等不同组合的传动形式所驱动的钻机。 依据所采用的主传动副类型，可分为皮带钻机、链条钻机和 齿轮钻机 。
现代钻井机械概论PPT课件
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23
§2.2 顶驱装置的类型及主要技术参数
一、顶驱装置的类型 1、按驱动方式分 1）电驱动 直流电驱动——成本低，谐波干扰少 交流变频电驱动——调速范围宽、过载能力强、工作 效率高 2）液压驱动 质量轻、体积小
.
24
§2.2 顶驱装置的类型及主要技术参数
2、按承载能力分 按承载能力来分，一般分为1000t、750t、500t、 350t、250t、150t，均指美制短吨。 3、按作业区域分 陆地顶驱 海洋顶驱
.
28
§2.3顶部驱动钻机 的结构★
本体： 动力水龙头 管子处理装置 钻井液循环通道 辅助装置 导轨与滑车
.
29
一、动力水龙头
上部与钻机提升
系统的游车或大钩
连接，下端与管子
处理装置相连。
在钻进作业中为
钻杆柱提供钻进和
上卸扣提供动力，
同时承受起下钻载
荷、钻井载荷及钻
井扭矩。
.
30
1、动力机
§2.1 国内外顶部驱动钻机的发展现状
2、自主设计
1991年，中国石油天然气总公司北京石油勘探开发研
究院石油机械研究所与宝鸡石油机械厂开始联合研制顶部
驱动钻机。
1）DQ-60D型顶部驱动钻机
1995年8月生产，是我国首台顶部驱动钻机。1997年
11月在塔里木进行工业试验，完成一口井深为5590m的
采用立式安装方式，一般要求双输出轴机构。
驱动端连接传动齿轮
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§2.3顶部驱动钻机的结构★
2）冷却风机 目前顶驱装置大多采 用风冷形式。 冷却风机一般采用离 心式结构，由交流异步电 动机驱动，可安装于主电 动机的上部或侧面。
5、钻井液通道直径
石油钻采机械概论(1-6)课件PPT课件
泥浆净化系统
处理循环泥浆，去 除岩屑和杂质。
钻井设备选型原则与方法
地质条件适应性
根据地层岩性、井深、 井斜等选择合适的钻机
和钻具。
经济性
在满足钻井要求的前提 下，尽量降低设备投资
和运行成本。
可靠性
选用技术成熟、性能稳 定的设备，确保钻井作
业顺利进行。
安全性
考虑设备的安全防护措 施和应急处理能力，保
根据故障诊断结果采取相应的维修措 施，如更换损坏的元件、清洗堵塞的 管路、调整压力或流量等参数，使系 统恢复正常运行。同时，加强日常维 护和保养工作，定期检查并更换液压 油或润滑油，保持系统清洁和干燥， 以延长使用寿命和减少故障发生。
06 石油钻采机械自动化与智 能化技术
自动化与智能化技术应用概述
行。
03 采油设备
采油设备分类及特点
抽油机
通过抽油杆带动深井泵，将原油从地下抽到地面，适用于不同粘度和 产量的油井。
电潜泵
将电动机和多级离心泵一起下入油井液面以下进行抽油的举升设备， 适用于高产液、高含水油井。
螺杆泵
通过螺杆在泵壳内旋转产生的吸力和压力来抽取原油，适用于高粘度、 高含砂、高含气油井。
分类
石油钻采机械种类繁多，按照功能和用途可分为钻井设备、采油设备、修井设 备等；按照驱动方式可分为电动、液动、气动等；按照结构形式可分为立式、 卧式、移动式等。
石油钻采机械发展历程
初期阶段
早期的石油钻采主要依靠人力和简单 的机械设备，效率低下，安全风险高。
未来趋势
未来石油钻采机械将继续向高效、节 能、环保、智能化方向发展，同时注 重提高设备的可靠性和维护性。
THANKS FOR WATCHING
石油钻采机械概论(1-6).讲解学习
一、油井自喷基本原理 1．自喷的诱导 钻井作业完成以后，由于井简内充满着钻井液，液柱作用于井底的压
力一般大于油、气层压力，加上钻井和射孔过程中污染物的堵塞和阻 碍，油、气一般不能流入井筒内，更不能自动喷到地面。因此，采油 之前一般要降低井简内的液性压力，清除堵塞油层的污物，使油、气 能够畅流到地面。这种诱导作业过程称作诱喷或诱流。 方法：替喷法，抽及法，气举法，提捞法
制和调节油井的流量和井口压力，必要时可关 闭油井。
第二节 机械采油
随着自喷油井油层压力的逐步降低，流到井底的油气所有的剩余能量 不足以将油液喷到地面时，或者在低渗透、低压力油层，其原始能量 不能将油液自喷到地面时，通常要应用专门的抽油装置，特油井中的 油浓举升到地面，以便保持并底和油层之间油浓流动的压力差，保证 油气源源不断地流向井底。这种采油方式称作机械采油或人工举升采 油。
抽油泵总是下放到液面以下的某一深 度，故当柱塞上行时，游动阀受油管 内液校的压力自动关闭，随着校塞的 上行，油管上部的一部分液体排出地 面；与此同时，柱塞下部泵筒空间内 压力降低，井内液体在压差作用下顶 开安装于泵筒上的固定阎阀球，进入 泵筒，抽油泵处于吸人过程，直至栓 塞到达上死点为止。当拄塞下行时， 泵筒内液体受压缩，压力升高．达到 与泵筒外环形空间液拄压力相等后， 固定阀阀球靠自重下落，使固定阀关 闭；校塞继续下行，泵内压力进一步 升高，当超过油管内液柱压力时，泵 筒内液体即顶开游动阀阀球并进入油 管，抽油泵开始排出过程．直至校塞 到达下死点，如此循环不已。
二平衡压力钻井 平衡压力钻井是指钻井过程中保持钻井液动压力与地层空隙相等，即
Pfp Pf Pa
第四节钻井技术的新发展
一欠平衡钻井技术 当今新兴的钻井技术之一．保持钻井液柱静水头施加的井底压强低于井
力一般大于油、气层压力，加上钻井和射孔过程中污染物的堵塞和阻 碍，油、气一般不能流入井筒内，更不能自动喷到地面。因此，采油 之前一般要降低井简内的液性压力，清除堵塞油层的污物，使油、气 能够畅流到地面。这种诱导作业过程称作诱喷或诱流。 方法：替喷法，抽及法，气举法，提捞法
制和调节油井的流量和井口压力，必要时可关 闭油井。
第二节 机械采油
随着自喷油井油层压力的逐步降低，流到井底的油气所有的剩余能量 不足以将油液喷到地面时，或者在低渗透、低压力油层，其原始能量 不能将油液自喷到地面时，通常要应用专门的抽油装置，特油井中的 油浓举升到地面，以便保持并底和油层之间油浓流动的压力差，保证 油气源源不断地流向井底。这种采油方式称作机械采油或人工举升采 油。
抽油泵总是下放到液面以下的某一深 度，故当柱塞上行时，游动阀受油管 内液校的压力自动关闭，随着校塞的 上行，油管上部的一部分液体排出地 面；与此同时，柱塞下部泵筒空间内 压力降低，井内液体在压差作用下顶 开安装于泵筒上的固定阎阀球，进入 泵筒，抽油泵处于吸人过程，直至栓 塞到达上死点为止。当拄塞下行时， 泵筒内液体受压缩，压力升高．达到 与泵筒外环形空间液拄压力相等后， 固定阀阀球靠自重下落，使固定阀关 闭；校塞继续下行，泵内压力进一步 升高，当超过油管内液柱压力时，泵 筒内液体即顶开游动阀阀球并进入油 管，抽油泵开始排出过程．直至校塞 到达下死点，如此循环不已。
二平衡压力钻井 平衡压力钻井是指钻井过程中保持钻井液动压力与地层空隙相等，即
Pfp Pf Pa
第四节钻井技术的新发展
一欠平衡钻井技术 当今新兴的钻井技术之一．保持钻井液柱静水头施加的井底压强低于井
石油钻井行业钻机概论考试精华知识点
《电驱动钻机》第二章石油钻机概论（中原油田石油工程专升本，第二次课2005.3.3）钻机是用于油气勘探、开发的一整套钻井设备。
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，顶驱钻机配备有顶驱装置。
作用：转动钻具，带动钻头破碎岩石。
1.转盘（参见图2-1）（1）转盘的作用钻进时—转动钻具；井底动力时—承受反扭矩；起下钻、下套管时—承托钻杆或套管重量；处理事故时，造扣、倒扣(上提)。
（2）转盘的结构①水平轴总成—传递动力水平轴；小伞齿轮；轴承；输入链轮；制动装置(制动棘轮)②转台总成—驱动方钻杆转台；大伞齿轮；主轴承；防跳轴承；方瓦；方补心；泥浆密宫密封装置。
③壳体—连接，储油润滑（靠小锥轮旋转带油）2. 水龙头（1）水龙头的作用①承重—承受钻柱重量②旋转—支承旋转的钻具③耐压—输送高压泥浆（2）结构组成与特点①承重部分：提环；壳体②旋转部分：中心管总成主轴承，防跳轴承；扶正轴承（2个）③轴承布置两扶正轴承分置于主轴承两边（图2-2正轴承间距大，扶正效果好）。
④耐压：鹅颈管；冲管总成冲管总成为快卸密封结构（易损件）浮动冲管（工作时不转动，有轴向窜动。
），Y形液压自密封、快卸结构（参见图3-14）。
二、循环系统设备主要有：钻井泵，钻井液净化、处理调配装置。
作用：清洗井底，携带岩屑，保护井壁，冷却钻头。
为井下动力钻具提供高压动力液。
三、起升系统设备主要有：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。
上述三大系统是钻机的三大工作机。
四、动力驱动系统有：柴油机组、发动机组、电动机组。
作用：提供动力。
五、传动系统设备联动机组—动力并车。
作用：传递、分配动力。
六、控制系统和监测仪表司钻台、液、气、电控制、仪表各种钻井仪表及随钻测量系统（MWD）。
七、钻机底座安装钻井设备。
钻台底座用于安装井架、转盘，放置立根盒及井口工具及司钻控制台，安装绞车，下方应能容纳必要的井口装置。
钻井机的原理及应用论文
钻井机的原理及应用论文钻井机是一种用于构筑井孔的工程机械设备。
它通过旋转钻杆、传动装置、钻头等工具，钻进地下地层，达到开采矿产资源、寻找地下水源、评价地质构造等目的。
本篇论文将详细介绍钻井机的原理和应用。
一、钻井机的原理1.机械原理：钻井机的主要部件包括驱动装置、液压系统、控制系统等。
驱动装置通过驱动传动装置使钻杆旋转，钻头进入地下地层。
驱动装置一般采用柴油机、煤气发动机或电动机。
液压系统通过液压泵将液压油传输至各个液压执行机构，实现各种工作功能。
控制系统则用于控制钻井机的运行和操作。
2.液压原理：钻井机中的液压系统是实现其运行的核心，主要由液压泵、液压缸、液压马达等组成。
液压泵负责将液压油从油箱吸入并通过控制器的控制，将液压油分配至不同的执行机构。
液压缸则负责带动钻杆旋转。
液压马达则是将液压能转换为机械能，提供驱动力。
3.机电一体化原理：随着科技的不断发展，机电一体化技术已经应用于钻井机当中。
机电一体化技术是将机械和电器的结合，通过传感器、执行器等设备实现钻井机的自动化操作。
机电一体化技术主要体现在自动控制系统上，可以实现自动化控制、远程监控等功能，提高了钻井机的工作效率和安全性。
二、钻井机的应用钻井机广泛应用于油气勘探、矿山开采、地下水勘测和地质研究等领域。
1.油气勘探：钻井机在油气勘探中扮演着重要的角色。
通过钻井机，可以将钻杆和钻头钻进地下地层，进而开采油气资源。
钻井机不仅仅能够开采油气，还可以进行有关地下地质构造的评估，如地下水层位置、油气储层性质等。
2.矿山开采：矿山开采中，钻井机用于在地下进行钻井，准备爆破或提取矿石。
通过钻井机，可以将钻孔钻入地下，安装炸药或其他开采用具。
钻井机的高效工作能力，可以提高开采效率，减少人工和时间成本。
3.地下水勘测：钻井机在地下水勘测中发挥着重要作用。
通过钻井机，可以将钻头钻进地下水层，了解地下水的质量、储量和分布情况。
这是开发和管理地下水资源的基础，对于农田灌溉、城市供水等方面具有重要意义。
钻井机械
第二章 钻机的起升系统
游动系统钢丝绳与滑轮力学分析： 力学分析：1、起下钻过程中，快绳侧的钢丝绳 运动速度快弯曲次数比死绳侧多出数倍，容易 产生疲劳而断丝。所以，钢丝绳使用一段时间 后，应从死绳储绳卷筒向快绳方向补充新绳， 即倒大绳。 2、快绳侧的滑轮转速要比死绳侧的滑 轮高出数倍。
第二章 钻机的起升系统
第二章 钻机的起升系统
维护及保养： 1、检查各滑轮转动是否灵活，有无阻滞现象， 以一个人用手能自由旋转为宜。当旋转任一滑 轮时，其相邻滑轮不应随着转动。 2、检查各螺母是否松动，防止螺栓松动用的开 口销、铁丝是否装配牢固。在解卡、顿钻等重 大事故后，要仔细对天车进行全面检查。
第二章 钻机的起升系统
第二章 钻机的起升系统
第二章 钻机的起升系统
2、井架可在地面水平拆装、整体起放和分段运 输。 3、井架各段两个侧扇形式完全一样，其背扇横、 斜杆通过销轴与左右两个侧扇连接，并可组成 多种图形。 4、按照使用、制造等工艺要求的不同，可以将 大腿做成没有坡度、坡度不变和坡度成折线变 化三种形式。
第三节 基本参数和钻机系列标准
二、钻机标准系列 钻机的驱动形式：机械驱动 钻机的型号：
电驱动
ZJ
厂家带好几代型号 钻机特点：链条钻机无或L；三角带钻机J；齿轮传动 钻机为C；电驱动钻机为D;自行式车装钻机为z半拖挂 车装钻机为T 钻机级别：以100米为单位计的钻机名义钻深范围限。
钻机代号
第二章 钻机的起升系统
钩身：是铸钢件，其上部中空并加工油左旋螺纹， 与下体连接，并用止动块放松，构成大钩的主 钩部分。钩身上部安装转动锁紧装置，下部安 装安全锁紧装置，钩身中部有左右对称的两个 副钩及闭锁装置。 安全锁紧装置：由安全销体、安全锁块、安全插 销和弹簧组成。主要功能是挂上水龙头上提时， 安全锁体就能自动闭锁。
钻井机械培训课件
3.大钩的功用有哪些？
一、钻井机械
（五）绞车
塔 的 结 构
功用
用以起下钻具和下套管； 悬挂静止的钻具； 在钻进时，控制钻压、送进钻具； 利用猫头机构上、卸钻具丝扣； 起吊重物和其它辅助作业。
思考题
1.绞车的功用是什么？
一、钻井机械
（六）水龙头
1.悬挂钻具，承井液。
结束放映
钻井技术展望
面相21世纪，全球油气资源的可持续利用问题将更加突出，使得 钻井科技工作者在技术、成本及环保等方面面临许多新的挑战和 技术难题，需要认真规划、研究并解决。旋转钻井在20世纪初就 已经问世，迄今，它仍作为油气工业一种最主要的钻井方法而被 广泛采用。纵观旋转钻井的发展历程，在技术和装备上的明显进 步，还是最近20多年的事情。20世纪70年代末期出现了PDC钻 头，这是钻井领域一个明显的进步标志；进入80年代，相继出现 了随钻测量(Measurement While Drilling，简称MWD)仪器、可控 井下马达以及水平井钻井技术等；90年代，随钻测井（Logging While Dilling，简称LWD）和随钻地震(Seismic While Dilling，简 称SWD)等先进的测量技术不断投入使用，大位移井和复杂结构井 钻井技术，以及连续柔管技术等得到迅速发展和应用。展望未来， 由于石油工业上游成本差的驱动(亦即效益目标的驱动)以及人类对 “健康、安全、环境”更高目标的追求，进入21世纪后，旋转钻井在 技术上的积极发展势头仍将有增无减。
职工培训
制作人:
李国宾
职 工 培 训
一、钻井机械 二、采油机械 三、水利机械
一、钻井机械
（一）概论
塔 的 分 类
1.钻井方法
冲击钻井 旋转钻井 涡轮钻井 井底发动机钻井
第二章 石油钻机概论
第二， L影响和决定其它参数 影响和决定其它参数的大小； 影响和决定其它参数 符合我国以钻机钻井深度定型名和井队编号 井队编号的习惯用 符合 井队编号 法。
我国以前用 ds（最大钻柱重量）为主参 以前用Q 为主参数。 以前用 为主参 前苏联和罗马 罗马尼亚，钻机标准采用最大钩载 前苏 罗马 最大钩载 Qmax作为主参 为主参数。 为主参 美国钻机没有统一的国家标准，各大公司生 美国 产的钻机基本上以名义钻深范围 名义钻深范围（Lmin~Lmax） 名义钻深范围 为主参数。（1320M型钻机，指钻深13000～ 20000英尺，钻深6100m，NSCO国家供应公司 ，National Supply CO.）
4．按主传动副类型分（从动力并车 ．按主传动副类型分（ 并车角度分类） 并车 ） 胶带并车传动—胶带钻机；J ① 胶带并车 ② 链条并车 链条并车传动—链条钻机；L ③ 锥齿轮 万向轴并车 齿轮—万向轴并车传动—齿轮钻机C。 万向轴并车 5．按地区和用途分 ． 海洋钻机；浅海钻机（适用与0~5m水深或沼泽地区）； 海洋钻机 陆地常规钻机；丛式井钻机；沙漠钻机；直升机吊运钻 陆地常规钻机 机； 小井眼钻机（指90%井身直径小于7”或70%井身直径小 小井眼钻机 于5”的井。小钻机易运、钻速高、套管小、成本低。液压驱 动、配顶驱钻井装置、自动化高）； 连续柔管钻机（连续柔管代替单根钻杆，有绕管的卷筒 连续柔管钻机 。成功地用于作业机 用于作业机，如冲洗、人工举升、测井和射孔、挤 用于作业机 水泥、井下扩孔、防砂及酸化增产。钻井配合井下动力钻具 钻井配合井下动力钻具 。）
三、起升系统参数 1. 绞车输入功率 Ndr 输入轴最大功率，也称额定功率，绞车主参数。 QV N dr = 1 1 kW
ηtη bη dr
第一章 钻机概论
《钻井机械》第一章 钻机概论
17
1）名义钻井深度L
名义钻井深度L定义为：钻机在标准规定的钻井绳数下，使 用127mm（5in)钻杆柱时可钻达的最大井深。它等于名义钻深 范围的上限Lmax。
2）名义钻深范围Lmin～Lmax
名义钻深范围是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。即对于井深在Lmin～Lmax范围内 的井，采用该型钻机钻井是经济合理的。 名义钻深范围下限Lmin，在标准中是按名义钻井深度Lmax的 50～70％确定的，这与国外多数公司保持一致。
包括钻台、机房、钻井泵等底座。用以安装和运移设备。
8.辅助设备
成套钻机还必须具有供气、供水设备、辅助发电设备、辅助 起重、防喷设备等，高寒地区施工还需配备防冻保温设备。
《钻井机械》第一章 钻机概论
11
1.2.2钻机的类型
1.按钻井方式分为：
1）冲击钻机（也称为顿钻钻机）。 2）旋转钻机，转盘旋转钻机，也称为常规钻机，是目前世界 各国通用的钻机。
钻井机械第一章钻机概论1第一章第一章钻机概论钻机概论钻井机械第一章钻机概论2埋藏在地下深处的石油天然气和地热等能源要开发利用必须要经过一个通道才能开采目前钻井是形成这个通道最有效的办法
第一章 钻机概论
《钻井机械》第一章 钻机概论
1
埋藏在地下深处的石油、天然气和地热等能源要开发利用 必须要经过一个通道才能开采，目前钻井是形成这个通道最有 效的办法。而要钻井就需要一套完善、专业的机械设备，这套 专门用来钻井的设备通常称为钻机。 现代钻机是由现代机械技术、液压技术、气动技术、电气技 术和计算机控制技术等多种技术组成的联合工作机组，因此， 一些国家称之为钻井工厂。
《钻井机械》第一章 钻机概论
2019年-机自08现代钻井机械概论总论-PPT精选文档
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2）预探井 主要为探明油田面积，油水边界线，为油田计 算可靠工业储量提供资料。
6
总论
3）详探井 在已证实有工业开采价值的油田上，为确定油 层参数，查明油田地质特性，为油田开发做好准备 的井，这种井在油层部位要求全取心。
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l C刘o海py浪r．ig小ht井2眼01和9连-2续0油19管A技s术po的s进e P展t与y 应L用td．. 石油工
业出版社．2019
l 郝俊芳．平衡钻井与井控．石钻井机械 ——用来进行油气勘探、开发的整套钻井设备 （石油钻机）。
钻机是石油E钻va井lu用at的io成n o套n重ly.型机械设备，是油 ated w田ith上A各s种po机se械.S设lid备es中f最or大.N、E最T重3.并5 具Cl有ien不t可Pr或o缺fil重e 5.2
一、钻井 从地面钻一孔道直达油气层，即钻井。
1、钻井目E的valuation only. ated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2
C1o）py确ri切gh地t 了20解19地-2下01地9质A情sp况os，e 正Pt确y L判t断d.储油构
原理。
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2）预探井 主要为探明油田面积，油水边界线，为油田计 算可靠工业储量提供资料。
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3）详探井 在已证实有工业开采价值的油田上，为确定油 层参数，查明油田地质特性，为油田开发做好准备 的井，这种井在油层部位要求全取心。
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l 郝俊芳．平衡钻井与井控．石钻井机械 ——用来进行油气勘探、开发的整套钻井设备 （石油钻机）。
钻机是石油E钻va井lu用at的io成n o套n重ly.型机械设备，是油 ated w田ith上A各s种po机se械.S设lid备es中f最or大.N、E最T重3.并5 具Cl有ien不t可Pr或o缺fil重e 5.2
一、钻井 从地面钻一孔道直达油气层，即钻井。
1、钻井目E的valuation only. ated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2
C1o）py确ri切gh地t 了20解19地-2下01地9质A情sp况os，e 正Pt确y L判t断d.储油构
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第一章 钻机概论
10、钻台操作设备
主要用于在钻台上起下钻具、排放钻具的专 用工具。
组成： 三吊一卡（吊环、吊卡、吊钳、卡瓦） 液气大钳（钻杆钳、套管钳） 自动卡瓦、自动吊卡等 钻杆排放装置，二层台液压排放装置
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第一章 钻机概论
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第一章 钻机概论
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第一章 钻机概论
钻井八大件
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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 钻机概论
第二章 钻机的起升系统
第三章 钻机的旋转系统
第四章 钻机的循环系统
第五章 钻机的驱动与传动系统
第六章 钻机气控制系统
第七章 离心泵
第八章 海洋石油钻井设备
第九章 液压、液力传动
第十章 钻井辅助设备
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第一章 钻机概论
qst——每米钻柱质量，Kg L——名义钻井深度L，m
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第一章 钻机概论
3)起升系统钻井绳数Z和最大绳数Zmax 起升系统绳数Z——是指正常钻井时游动系
统采用的有效提升绳数。
最大绳数Zmax——是指钻机配备的游动系统 轮系所能提供的最大有效绳数，用于下套管或
解卡等特殊作业。
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第一章 钻机概论
2、起下钻具的能力； 参数指标：大钩的起重量
3、清洗井底的能力； 参数指标：钻井泵的许用泵压
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第一章 钻机概论
二、钻机的特点
1、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。
2、钻机具备综合作业能力：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。
底座
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第一章 钻机概论
8、井控系统
井控系统用于控制井喷发生时的专用设备。 主要组成：防喷器组（单闸板、双闸板、环形 防喷器）、四通、液压控制台、控制管路等。
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第一章 钻机概论
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第一章 钻机概论
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第一章 钻机概论
9、辅助设备
为钻机各工作机组正常工作配备的必要的辅 助设备。主要有：气源装置（空气压缩机、空 气净化系统、储气罐）等；辅助发电机组及井 场电路系统（固控设备电源、井场照明及其电 源）等；辅助起重设备；在寒冷地区钻井时必 须配备保温设备
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第一章 钻机概论
1、起升系统
钻机应配备一套起升设备以完成起下钻具， 下套管以及控制钻头钻进等工作。钻机起升系 统主要由钻井绞车、辅助刹车、游动系统（天 车、游车、大钩及钢丝绳等）和井架等组成。 它实质上是一台重型起重机。另外也包括起下 钻操作的井口工具及机械设备。
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第一章 钻机概论
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。0 2:21:09 02:21:0 902:21 10/20/2 020 2:21:09 AM
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 10.2002 :21:090 2:21Oct-2020-Oct-20
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。02: 21:0902 :21:090 2:21Tuesday, October 20, 2020
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第一章 钻机概论
例，ZJ32J-2；ZJ45；ZJ60D； ZJ70LDB：兰石厂04年生产，04年8月在胜利
钻井四公司安装试车，之后准备到四川打气井 （L链条并车、DB交流变频电驱，转盘电驱，其 他机驱）。
再见！
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20. 10.2020 .10.20T uesday , October 20, 2020
石油钻机是用来进行石油与天然气勘探、开 发的成套钻井设备。转盘钻机是成套钻井设备 中的基本形式，也称为常规钻机。
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第一章 钻机概论
陆上钻机
海洋钻井平台
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第一章 钻机概论
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第一章 钻机概论
第一节：钻井工艺对钻机的要求及钻机的特点
一、钻井工艺对钻机的要求
1、旋转钻进的能力； 参数指标：转盘的转矩
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第一章 钻机概论
7、底座
底座包括钻台底座和机房底座，用于安装钻 井设备，方便钻井设备的移运。钻台底座用于 安装井架、转盘、放置立根盒及必要的井口工 具和司钻控制台，多数还要安装绞车。钻台底 座应能容容纳必要的井口装置。机房底座主要 用于安装动力机组及传动系统设备。
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第一章 钻机概论
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第一章 钻机概论
2、起升系统参数
1）最大钩载Qhmax——是钻机在标准规定的最 大
绳数下，下套管或进行解卡等特殊作业时，
大钩上不允许超过的最大载荷。
2）最大钻柱质量Qstmax——是钻机在标准规定 的最大绳数下，正常钻进或进行起下作业时，
大钩所允许承受的最大钻柱在空气中的质量。
Qstmax=qst*L
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
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第一章 钻机概论
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
五大系统 → 三大系统 →
天车 游车 大钩 水龙头 转盘 绞车 泥浆泵 井架
八大件
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第一章 钻机概论
谢谢大家！
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第一章 钻机概论
加重装置
泥浆泵
水龙带 立管 地面管汇
水龙头 方钻杆
废水池
泥浆池
泥浆振动筛
钻屑下滑
钻柱
环空 钻铤 井眼
钻头
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第一章 钻机概论
4、动力系统
动力机组为三大工作机组和其它辅助机组 提供动力。按钻机驱动类型不同，它可以是柴 油机组或者是柴油机交流发电机组及交流或直 流电动机等。
一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.10. 2020.1 0.2002: 2102:21 :0902:2 1:09Oct-20
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。202 0年10 月20日 星期二2 时21分 9秒Tue sday, October 20, 2020
相信相信得力量。20.10.202020年10月 20日星 期二2 时21分9 秒20.1 0.20
3、钻机必须具有高度的运移性，设备拆、装简 易，尺寸和重量适用于装运或整体拖运。
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第一章 钻机概论
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第一章 钻机概论
第二节：钻机的组成及分类
一、钻机的组成
十大部分： 1、起升系统 2、旋转系统 3、循环系统 4、动力系统 5、传动系统
6、控制系统 7、底座 8、井控系统 9、辅助设备 10、钻台操作设备
快绳
滚筒
天车 死绳
钻井绳 游车
大钩
绞车
存储滚筒
死绳锚
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第一章 钻机概论
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第一章 钻机概论
2、旋转系统
为了转动井中钻具以不断破碎岩石，本系 统配备有转盘和水龙头。井中钻具由钻杆柱 （包括方钻杆、钻杆柱、钻铤等）和钻头组成。 为实现钻头自动进给，现代钻机应配有钻具自 动送进装置。
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二、国产钻机系列
我国钻机型号的含义：
ZJ □ □ □
厂家代号及改型代号（一个汉 语拼音字母，阿拉伯数字）
钻机特点：链条并机无或L；三角胶带并 机J；齿轮传动C；电驱动D；自行式车装Z； 半拖挂车装T
钻机级别：45（45 × 100m）
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第一章 钻机概论
表1-1：石油钻机基本参数（P7）
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第一章 钻机概论
钻机平台上的气体发动机
远离钻机平台的柴油机
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5、传动系统
钻机传动系统的基本功用是将动力机发出 的动力分别传送给各工作机，即绞车、转盘、 钻井泵等，主要解决增矩减速、变矩变速、并 车、正倒车以及传动脱离或挂合问题。
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6、控制系统
钻机的基本参数主要构成：主参数、 起升系 统参数、旋转系统参数、循环系统参数、驱动系 统参数等。
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第一章 钻机概论
1、主参数
名义钻井深度L——是钻机在标准规定的钻 井绳数下，使用127mm（5in）钻杆柱可钻达 的最大井深。
名义钻深范围Lmin ～ Lmax——是钻机可 经济利用的最小钻井深度与最大钻井深度之间 的范围。
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020 年10月 上午2时 21分20 .10.200 2:21October 20, 2020
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2 020年1 0月20 日星期 二2时21 分9秒0 2:21:09 20 October 2020
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午2时21 分9秒 上午2时 21分02 :21:092 0.10.20
钻机的控制系统按控制方式分为机械控制、 气动控制、液压控制、电控制及综合控制等几 种(目前最常用的是气动控制)，气控系统主要由 供气机构、发令机构、传令机构、执行机构四 个部分组成。
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第一章 钻机概论
职培中心
第一章 钻机概论
主要功能是： 控制柴油机的启动、停车、调速和联动机并
车与停车；控制绞车换档及绞车、转盘、钻井泵 的启动与停止；控制绞车、转盘的转速和转动方 向；控制滚筒刹车、猫头的运转与停止；控制气 动卡瓦、液气大钳、气动旋扣器、顶部驱动装置 等起下钻操作机械；控制气动绞车、防碰天车装 置、自动送钻装置及井口防喷器装置；控制空气 压缩机、发电机、除砂泵、离心泵、搅拌机等装 置；控制井架底座的升降、井架的起、放、缓冲 作用。