钻井设备知识培训

钻井泵工作原理
动力端通过皮带（或链条、万向轴）带动泵的主轴旋转，再通过 曲柄连杆机构使活塞向右移动，缸内形成负压，上水池内的液体在 大气压力作用下，顶开吸入阀进入缸内，直到活塞移到最右边位置 完成吸入过程。活塞开始向左移动，缸内液体受到活塞的挤压而压 力升高，吸入阀被关闭，排出阀被顶开，液体被活塞推出排出阀经 排出管进入高压管汇，完成排出过程。
电驱动钻机类型及特点
➢ 类型：电驱动钻机包括直流电机驱动和交流变频电机驱动两种形式。
电驱动钻机具有传动柔和、调速性能好、操作方便灵活、模块体积小、 安装移运方便、可靠性高、噪音小、污染小、节能等特点。
➢直流电机驱动：直流电动钻机是采用AC-SCR-DC方式，将柴油发电 机组并网发出的电力通过SCR可控硅整流后驱动直流电机。 ➢交流变频电机驱动：交流变频钻机则是采用AC-VFD-AC方式，通过VFD 电传动控制系统将柴油发电机组所发出的电力变为变频可调的电流，采用 交流变频器驱动无碳刷交流变频电机。
一开钻 进
（表层 套管）
三开钻 进
（油层 套管）
➢导管：用于将钻井液引到固控设备上，深度 一般为10米以内。一般在钻前准备时完成。
➢表层套管：其作用是封隔地表部分的易塌、易 漏地层和水层，安装第二次开钻的井口装置， 控制井喷。其下入深度，根据地表部分松软的 易塌、易漏地层和水层的深度而定。一般在100 米左右。 ➢技术套管：用于封隔用泥浆难以控制的复杂地 层；无法堵塞的严重漏失层；非目的层的油气 层；压力相差悬殊油、气、水层等。
滚筒
链条
轴承
钻机绞车工作示意图
输入轴
猫头轴
气囊式 离合器
离合器
辅助刹 车
滚筒
气控排档 箱
猫头轴
冷却风机 电磁刹车
刹车鼓
刹车气缸
离合器排档杆
四. 钻井泵结构及原理
➢钻井泵多为卧式三缸单作用往复式活塞泵，由 动力端总成、液力端总成和各部位的润滑系统及 冷却系统组成。由动力机带动泵的曲轴回转﹐曲 轴通过十字头再带动活塞或柱塞在泵缸中做往复 运动。在吸入和排出阀的交替作用下﹐实现压送 与循环冲洗液的目的。
➢油层套管：用于以把不同压力和不同性质的油、 气、水层分割开来，建立一条油、气流至地面的 通道，保证能长期生产，满足合理开采油、气和 增产措施的要求。油层套管的下深根据目的层的 深度和不同的完井方法而定。
二. 钻机类型及组成
➢ 组成：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），具备起下钻能力、 旋转钻进能力、循环洗井能力。
钻井泵结构图
空气包 泵头 活塞杆 输入管
钻井泵工作示意图
输出管 拉杆 十字头 被动轴 连杆
曲轴
传动轴
连杆
大方瓦 水平轴 主轴承 防跳轴承
转盘结构图
方补心 锁销
小伞齿轮 大伞齿轮
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、 锁紧装置、方 瓦、箱盖等部 分组成。
➢现状：目前机械驱动石油钻机主要为链条钻机，采用链条作为主传 动副，2~4台柴油机 —变矩器驱动机组，用多排小节距套筒滚子链条 并车，统一驱动各工作机组，一般仍用胶带传动钻井泵。
猫头轴 滚筒轴
大庆130钻机传动示意图
输入轴
1#联动机
2#联动机
3#联动机
转盘
辅助刹车
空压机
离合器
2#钻井泵 1#钻井泵
水龙头结构及工作原理
➢水龙头通过提环挂在大钩上，上部通 过鹅颈管与水龙带相连，下部接方钻杆， 连接下井钻具。水龙头主要由鹅颈管、 冲管总成、中心管、壳体、提环和主轴 承等组成，主要功用悬持旋转着的钻杆 柱，承受大部分以至全部钻具重量；向 转动着的钻具内输送高压钻井液。
电驱绞车示意图
电驱转盘示意图 电驱钻井泵示意图
三. 绞车结构及原理
➢ 绞车是钻机的起升设备，主要用于起下钻具、下套管，
控制钻压、送进钻具及起放井架等功能。一般包括滚筒轴、 猫头轴、传动制动机构、润滑机构及壳体等组成，按轴娄 分为单轴、双轴、三轴及多轴绞车，按滚筒数分为单滚筒 和多滚筒绞车。
链轮 牙嵌式 离合器
➢钻井方法的发展：（1）人工掘井：1521年之前。 （2）人力冲击钻：1521～1835年，是靠人力、捞 砂筒、特殊钻头、悬绳、游梁等来完成的。3）机械 顿钻（冲钻）：1859～1901年，靠机械冲击作用 破岩，破岩和清岩相间进行。（4）旋转钻：1901 年发展起来的，旋转钻井是靠动力带动钻头旋转， 在旋转的过程中对井底岩石进行破碎，同时循环钻 井液以清洁井底的钻井方法。旋转钻井又分为转盘 钻井、井下动力钻具钻井、顶部驱动旋转钻井。
固井就是向井内下入一定 尺寸的套管串，并在其周围 注入水泥浆，把套管固定的 井壁上，避免井壁坍塌。施 工工序：下套管至预定深度 →装水泥头、循环泥浆、接 地面管线→打隔离液→注水 泥→顶胶塞→替泥浆→碰压 →注水泥结束、候凝。
井口 防
溢管
注水泥 施工
二开钻 进
（技术 套管）
钻井液 出口
井口防 喷器
➢ 类型：根据钻井深度分为浅井钻
机、中深井钻机、深井钻机，根据驱 动方式分为机械驱动钻机、电驱动钻 机，根据搬迁方式分为撬装钻机和车 装钻机。
机械驱动钻机类型及特点
➢类型：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，主要包括齿轮 传动、胶带传动和链条传动三种形式，具有制造方便成本低的特点。
钻前施工 1、定井位 2、道路勘察 3、基础施工 4、搬家 5、安装设备
钻井施工工序
钻井施工
完井施工
6、一次开钻 12、完井电测
7、来自百度文库次开钻 13、下套管固井 8、钻进
9、起钻
10、换钻头
11、下钻
钻井就是利用钻机设备 及破岩工具破碎地层形成井 筒的工艺过程，目地是进行 地质评价、发现油气藏、开 发油气藏。施工工序：钻进 →洗井 →接单根 →起下钻 →完钻。
钻井装备知识培训
技术质量科 编写
目录
一. 钻井工艺基本知识 二. 钻机类型及组成 三. 绞车结构及原理 四. 钻井泵结构及原理 五. 离心泵结构及原理 六. 钻井液固控系统及机具
一. 钻井施工基本知识
➢石油钻井：是指利用专用设备和技术，在预先选 定的地表位置处，向下或一侧钻出一定直径的孔眼， 一直达到地下油气层的工作。