钻机简介钻机的组成及功能

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,钻机简介,一、钻机的分类,1.钻井深度(钻机的起重能力),大型钻机,超重型钻机,重型钻机,中型钻机,H5000m，W2500kN,H10002500mW8001600kN,H30005000mW20002500kN,轻便钻机,W800kN，89140mm钻杆，井径160mm,W300kN，4289mm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。,2.动力设备,柴油机驱动钻机,直流电驱动钻机,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。,3.使用地区,陆地钻机,海洋钻机,陆地（包括沙漠、沼泽等）使用的钻机。,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，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；,起升系统循环系统旋转系统驱动与传动系统气控系统井控系统,二、钻机的组成及功能,动力系统,1、起升系统,旋转钻井平台提升系统,起升系统是必不可少的，一般由井架、绞车、天车、游车、大钩、滚筒和钢丝绳组成。,功能：,起下钻、接单根和钻进时的钻压控制。,下放、悬吊或起升钻柱、套管柱和其它井下设备进、出井眼；,起升系统天车|游车|钢丝绳,转盘水龙头钻头钻柱,2、旋转系统,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,钻杆与钻铤,转动的转盘与方钻杆(顺时针转),2、旋转系统,PDC钻头,取芯钻头,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、旋转系统钻头,钻柱纵振,钻柱扭振,钻柱横振,2、旋转系统井下钻具振动方式,泥浆池泥浆泵立管水龙带分离装置,3、循环系统,功能：,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,3、循环系统循环介质,3、循环系统流程,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。,环形空间的概念,1井眼,2钻铤外壁,3钻铤内壁,4钻井液,6钻头,5环形空间,3、循环系统流程,除气器,除泥器,除砂器,3、循环系统分离装置,动力机、传动部分,4、驱动与传动系统,(1)组成：,(2)功能,产生动力，并把动力传递给泥浆泵、绞车和转盘。,柴油机或电动机,联轴器、离合器、变速箱、皮带传动及链条传动等装置,5、气控系统,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。,(1)组成：,(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。,钻机平台上的气体发动机,远离钻机平台的柴油机,动力系统：驱动与传动系统、气控系统,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。,6、井控系统,防喷器可实现的功能：1)密封钻具2)强行起下钻3)悬挂钻具4)手动、液动锁紧闸板用作分流系统可以剪断钻具,国内防喷器产品闸板防喷器环形防喷器分流器旋转防喷器电缆防喷器带压作业装置,井口防喷器组,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。,6、井控系统,钻井八大件,+柴油机、传动装置为十大件,小结,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,起升系统循环系统旋转系统驱动与传动系统气控系统井控系统,动力系统,转盘不旋转不需要方钻杆,指在起下钻过程中井口所用的工具。,主要有吊钳、吊卡、吊环、卡瓦、安全卡瓦、提升短节等。,(1)吊钳,上、卸钻杆、钻铤丝扣和套管丝扣的专用工具。（内钳、外钳）,(2)吊卡和吊环,吊卡用来卡住钻杆接头，提升钻柱或悬吊钻柱。吊环是悬挂在大钩上，用以悬挂吊卡的专用工具（吊卡两侧有耳孔）。,井口工具,游车下部的大钩正在锁住水龙头提环,钻工正安放卡瓦,钻杆与钻铤,转动的转盘与方钻杆,指在起下钻过程中井口所用的工具。,井口工具,卡瓦：帮助钻柱