石油钻采设备检测技术培训资料

1、石油钻采设备检测技术 （培训教材） 陈先富北京安东奥尔工程技术有限责任公司 二00四年九月 目 录前 言第一章 石油钻机总装质量的检测第二章 井架及底座的检测第三章 绞车的检测第四章 天车、游动滑车的检测第五章 大钩的检测第六章 水龙头的检测第七章 转盘的检测第八章 钻井泵的检测第九章 石油钻采设备用气动元件的检测第十章 石油钻采地面专用工具吊卡、吊环、吊钳、卡 瓦的检测第十一章 钻头的检测第十二章 井口装置的检测第十三章 抽油机、抽油泵、抽油杆的检测第十四章 修井机的检测前 言石油钻采设备是石油钻井设备和采油设备的总称，是石油装备中量大面广的设备，其安全可靠性是决定钻井作业、采油作业是否能顺

2、利进行的关键，而安全可靠性与其各结构件的质量、损伤程度、动静载荷承载能力等有直接关系，其质量检测与监测控制极为重要，这就要求在役石油钻采设备的使用必须定期进行检测。近年来，为保证石油工程的安全生产定期进行石油钻采设备检测评价，已受到石油界的广为重视，尤其是国外各大石油公司，从生产制造到油田作业过程中都具有严格的质量检测和控制制度。在我国，中石油、中石化的许多油田也在为在役石油钻采设备现场进行定期检测并已规范化管理。第一节 钻采工艺对钻采设备的要求由于钻采工艺过程及方法千差万别，迫使石油钻采设备在多种特殊环境下工作，因而各工艺过程对使用设备的可靠性、安全性均有较高的要求。现将钻采工艺对钻采设备的

3、要求简述如下：1、钻井机械、抽油机抽油泵装置等大型设备，不分昼夜地工作在寒冬或酷热的室外环境中，常年日晒雨淋和风暴的袭击，故要求设备必须有足够的使用性能和寿命，以适应特殊环境的需要。2、井口装置、各型高压管汇及注水、压裂、酸化设备不仅长期处在野外，而且还要在数百兆帕的超高压工况下工作，因而要求设备必须能承受住高压的考验。3、井口装置、井控装置、井下工具、抽油杆、抽油泵等长期处在于含水、含砂、含蜡、硫化氢等有害介质的作用下工作，故要求设备必须有高强度耐腐蚀的能力。4、钻井设备的提升系统和高负荷的修井机所属的提升系统以及井架等，经常承受百吨以上的静、动载荷，因而应掌握设备的承受能力。5、钻井设备、

4、修井设备、压裂车、水泥车等使用的动力机功率要大，并且要有足够的可靠性，以确保这些设备的正常运转。6、钻采设备的发展，不论国内外都有了突破性的发展，如海洋电视、卫星通讯、遥控装置、微机处理、电动、气动、液动和自动化技术等方面都有广泛的应用，一大批新产品问世。因此，对新产品的检测及掌握也是当前石油工程技术界高度重视的问题。第二节 加强钻采设备检测的重要性现将钻采设备及辅助件出现的问题列举几例如下：1、1992年某油田订购某厂312万元的345空心抽油杆60000米，至1993年一季度先后发生断杆17次，仅作业费损失34万元；2、某油田在钻机上使用某厂手控阀，因手柄焊接不牢，造成1700多米钻杆落入

5、井中，仅处理事故费达130多万元；3、1993年某油田订购某厂99只电动及手动阀门，用一段时间后出现断裂、刺漏等事故，造成少注水10多万立方米，少产原油8000多吨；4、1981年9月23日东濮油田发生由于井架腐蚀、疲劳裂纹而导致的倒塌恶性事故，伤亡各1人，直接经济损失15万元；5、1994年6月2日正在羊镇探矿施工的滇黔石油公司钻井井架由于井架腐蚀、变形、疲劳等突然倒塌，4名工人被压井架下，造成人员伤亡和财产的重大损失仅举上述几例，足以说明钻采设备在役定期检测的重要性，否则将带来的是巨大的损失。第一章 石油钻机总装质量的检测 第一节 概 述一、钻机的发展概况人们最早使用的钻井方法是冲击钻井法

6、，即在钻柱的下端接上坚硬的工具冲击岩石，然后再用捞砂筒取出岩屑。因为这种钻机经久耐用、体积小，适用于硬脆地层、产油量低的浅油井，所以至今国内外仍有应用。随着钻井数量的增多和井深的增加，为了提高生产率，人们开始使用钻柱带动钻头旋转，对岩石进行连续地破啐。于是旋转钻井法至今得到广泛应用。当井深进一步增加和要求再提高钻井速度时，必须进一步增加传给钻头的能量，这就受到了钻杆强度的限制。八十年代以后，法国、英国、美国等相继研制出了自动化钻机，这些钻机都采用了顶部驱动系统和钻杆自动操作系统，并且都由计算机控制钻井作业，尔后又研制出了各种新型钻机，如全液压自动化钻机、柔杆钻机、倾斜钻机、全封闭式钻机等。在部

7、件设计上也采用了许多新技术，如SCR传动、海洋电视、机器人、卫星通讯与勘探、遥控装置、电子计算机、微机处理、最优化钻井等。针对以上情况，现着重以当前生产中量大面广且广泛使用的旋转钻井设备（钻机）为例，围绕石油钻机总装质量检测方面的内容进行介绍。二、钻井工艺对旋转钻机的要求1、具备旋转钻井的能力，即利用维持一定钻压的钻具的旋转运动来破啐岩石，实现钻井的目的；2、具有起下钻具和悬持钻柱，调节钻压的能力；3、具备洗井的能力，以及时清除已被破啐的岩石；4、具有复杂多样的传动结构，以适应起下钻具、旋转钻井、循环钻井液等工作的需要；5、具有较高的可靠性和足够的使用寿命；6、具备拆装方便、移运性好并适应山区

8、、沙漠等野外工作特点。三、钻机的组成根据钻井工艺中钻进、洗井、起下钻具各工序的需要，一套钻井必须具备下列各系统或设备。1、起升系统：为了起下钻具、更换钻头、控制钻头送进、下套管等，钻机装备有绞车、游动系统（天车、游动滑车、大钩及钢丝绳）、悬挂游动系统的井架及吊环、吊卡、卡瓦、大钳、立根移动机构等部件。2、旋转系统：为了转动钻具破啐岩石，钻机配备有钻盘和水龙头，井下配备有钻杆柱和钻头等。3、循环系统：为了及时清除井底已破啐的岩石以保证连续钻进，钻机配备有循环系统，包括钻井泵、地面管汇、钻井液储备罐及调配系统等，在喷射钻井和涡轮钻井中，该系统还担负着传递动力的任务。4、动力系统：用于驱动绞车、钻盘

9、、钻井泵等工作机组的动力设备，有的是柴油机及其供油设备，有的是交流或直流电动机及其供电、保护、控制设备等。5、传动系统：主要任务是把发动机的能量传递和分配给各工作机组。6、控制系统：为了指挥各系统协调地进行工作，在整套钻机中装备有各种控制设备，如机械控制设备（手柄、杠杆、踏板等）、气动或液动控制设备（开关、启动器、继电器等），以及集中控制台和观察记录仪表等。7、钻机底座：包括钻台底座、机房底座和钻井泵底座等。8、辅助设备：成套钻机一般配有空气压缩设备、供水设备、井口防喷装置等，在寒冷地区还配有保温设备。四、钻机的类型1、按钻井作业的方式划分：地面发动冲击钻机；地面发动旋转钻机； 井底发动钻机。

10、2、按钻探深度划分：大型钻机：超重型（钻井深度超过5000M，起重量在2000KN以上）、重型（钻井深度在3000M5000M，起重量为1000KN2500KN）；中型钻机：钻井深度在1000M2500M，起重量为300KN1000KN；轻便钻机：起重量一般在300KN左右。3、按动力设备划分：柴油机驱动钻机；直流电驱动钻机；交流电驱动钻机。4、按驱动方式划分：单独驱动：各工作机单独选择大小不同的发动机来驱动；统一驱动：绞车、钻盘及钻井泵三个工作机由同一动力机组驱动；分组驱动：动力的组合介于前两种之间。5、按使用地区划分：陆地钻机：如块装式钻机、自走式钻机、沙漠钻机等；海洋钻机：如自升式钻井平

11、台、半潜式钻井平台、钻井船等。第二节 钻机的形式及基本参数一、钻机驱动形式及型号表示方法1、钻机驱动形式：机械驱动钻机：以柴油机为动力，通过液力变矩器、链条、齿轮、三角带等不同组合的传动方式所驱动的钻机；电驱动钻机：用电动机驱动的钻机。2、钻机型号表示方法： ZJ 厂家代号及改型序号 钻机特征 钻机级别（以100M为单位计钻机名义钻深范围的上限） 钻机代号注：厂家代号：用一个汉语拼音字母表示；改型序号：用阿拉伯数字表示。 钻机特征：L链条并车钻机；J三角胶带并车钻机；C齿轮传动钻机；D电驱动钻机；Z自行式车装钻机；T半拖挂车装钻机二、钻机基本参数 （见表）三、钻机基本参数中有关参数的规定和推荐

12、1、名词、术语注释规定名义钻探范围：在规定的钻井绳数下使用127mm钻杆时所推荐的井深范围。最大钩载：指在规定最大绳数下，下套管或进行解卡等其他特殊作业时，指重表上不容许超过的载荷数值。最大钻柱重量：在规定的钻井绳数下，正常钻井或进行起下钻作业时大钩所容许承受的最大钻柱在空气中的重量。提升系统绳数：钻井绳数指钻井时采用的绳数；最大绳数指钻机配备的轮系所提供的最大绳数。2、钢丝绳选用规定各级钻机均选用圆股钢丝绳中的6（19）纤维绳芯或6（19）+77金属绳芯钢丝绳。 各级钻机选用的钢丝绳应保证在钻井绳数和最大钻柱重量情况下，钢丝绳的安全系数不小于3，并保证在最大绳数和最大钩载情况下的安全系数不小

13、于2。 3、选用柴油机钻速的推荐值 齿轮箱减速、三角胶带并车的钻机，推荐用1200r/min或1500r/min的柴油机。 三角胶带直接并车的钻机，推荐用1000r/min的柴油机。 节距为38.1mm链条并车的钻机，推荐用1200r/min的柴油机。 15和20两级钻机，为适应提高移运性能的需要，宜采用18002100r/min的高速柴油机，但也可选用12001500r/min的柴油机。第二节 钻机总装技术要求一、 井架及底座技术要求1、 井架及底座应符合SY/T50251999的规定； 附： 石油钻机基本参数 基本参数 级别152032456080名义钻深范围（127mm钻杆）M90015

14、001300200019003200300045004000600050008000最大钩载 KN （tf）900（90）1350（135）2250（225）3150（315）4500（450）5850（585）最大钻柱重量 T 5070115160220280绞车最大输入功率 KW （hp）260330（350450）400510（550700）740（1000）1100（1500）1470（2000）2210（3000）绞车最大快绳拉力 KN135200275340485565提升系统绳数钻井绳数888101012最大绳8810121214钢丝绳直径 mm2628.532.534.5384

15、1.5可配置每台钻井泵功率 KN （hp） 260590（350800）590；740；960（800；1000；1300）960；1180（1300；1600）1180（1600）钻盘开口名义直径 mm445520520；700700；950950；1260钻台高度 M3；4.54.5；6；7.56；7.5；97.5；9井架各级钻机均采用可提升28M立柱的井架；对15，20两级钻机也可采用提升19M立柱的可伸缩式井架2、 井架、底座的上平面平面度误差为3mm；3、 井架采用悬转扒杆法安装，井架整体起升应限定绞车速度，下放时应挂上辅助刹车缓慢下放；4、 井架大腿下部底板必须具有可靠的支承的支承

16、面，撑杆的稳定性良好；5、 井架立柱组装后的直线度误差值不得超过全长的0.5/1000；6、 塔形井架底座组装后四个柱角的顶板应在同一平面内，平面度误差为5mm，对角线尺寸差应小于10mm；7、 井口导管予埋时必须与水平垂直，天车中心对井眼中心的同轴度误差为10；8、 转盘中心与天车中心的同轴度误差为20；9、 转盘转台平面对天车至井眼轴心线的垂直度误差为3mm。二、传动系统技术要求1、 柴油机应符合SY/T50311999油田用往复式内燃机规范的要求；2、 柴油机安装应符合SY/T504894石油钻机用190系列柴油机安装、操作和维护规范的要求；3、 传动装置应按照经规定程序批准的图样和技术

17、文件制造；4、 传动系统底座的平面度误差为3mm；5、 采用万向轴联接时，安装误差应符合下表： 万向轴联接安装误差值测量项目计量单位安装误差柴油机万向轴钻井泵万向轴法兰端面平行度mm1倾斜度（）35586、采用带传动和链传动时，两转动轮应在同一垂直平面内，安装误差应符合下表： 带传动和链传动两转动轮安装误差值传动方式安装误差，mm带传动3链传动2 7、单根三角绞带的张紧度按两带轮的中心距下垂尺寸来计算，每米小于15mm，测力应垂直两皮带轮中心距的中心，力的大小应符合下表： 三角绞带的张紧度的测力值三角胶带型号ABCDE测量力，N2530751351808、单根链条的张紧度按两链条间链条的下垂度

18、尺寸计算，水平传动链条应小于两链条轮间切线长度的23，爬坡链条应小于切线长度的2。9、采用法兰联接时，安装误差应符合下表： 法兰联接安装误差值测量项目安装误差平行度1.0mm同轴度0.510、采用气离合器联接时，同轴度误差为1.01.5，未充气离合器间隙为2.03.0mm。11、 刹车的刹车毂与刹车块的间隙应均匀，一般6mm。三、 循环系统技术要求1、钻井泵应安装在同一水平面上，其平面度误差为3mm； 2、钻井泵的吸入管径应大于泵液力端吸入管尺寸，在吸入管上应安装过滤器、挡板阀和缓冲器； 3、高压管汇应固定牢靠； 4、钻井泵空气包的充气压力为钻井泵工作压力的1/3； 5、立管呈垂直式，应配装1

19、80鹅颈管，立管呈倾斜式配装160鹅颈管； 6、水龙带与井架之间应有足够的距离，并应防止水龙带打扭，水龙带相接部分要有正常的弯曲半径，水龙带的最小弯曲半径应符合下表： 水龙带的最小弯曲半径水龙带内径，mm5063.576.290水龙带最小弯曲半径，mm90012001390 水龙带长度用下式计算： Lh Lt / 2RS 式中：Lh水龙带长度，M Lt水龙带上下距离，M R水龙带的最小弯曲半径，M S水龙带长度在最高工作压力下的伸缩量，常量为0.3M 立管高度用下式计算： Hs Lt / 2Z式中：Hs立管的垂直高度，M Lt水龙带上下距离，M Z当水龙头处于最低钻井位置时，从钻台面到水龙带接

20、水龙头一端的高度，M 7、当水龙带的实际长度大于计算长度时，立管高度应增加其长度差值的1/2； 8、水龙带的两端，除应刚性连接外，都要安装安全管卡，其卡紧力以不得损伤水龙带为宜，安装保险钢丝绳的自由度，不得妨碍水龙带的运动； 9、振动筛、除气器、旋流器和清洁器等设备应按有关说明书的要求安装。 四、钻井仪表技术要求 1、钻井仪表固定应有避振和减振措施； 2、连接司钻控制台、钻井指示仪表和钻井记录仪器的所有线路和管线必须固定牢靠、排列整齐、标志清晰、流向合理、相互不产生干扰； 3、钻井仪表的安装位置不得妨碍司钻观察井口的视线，指重表应正对司钻视线，其他指示仪表应根据其连接观察的重要性逐次安排。 五

21、、供给系统技术要求 1、油罐和水罐的位置应有适当的压头，在输油罐的进出口应安装流量计； 2、油、水、气输送管安装完毕后应清管试压，试验压力为其输送压力的1.25倍，稳压3min不得渗漏； 3、井场电器设备安装应符合GB5025496电气装置安装工程 低压电气施工及验收规范、GB5025596电气装置安装工程 电力变流设备施工及验收规范及GB50257电气装置安装工程 爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范； 4、井场自备电站应在井场的防爆区域以外，对于天然气井距井口的有效安全距离应大于50M； 六、冷却与润滑技术要求 1、钻机使用的专用冷却循环液应符合下表： 冷却循环液技术指标PH当量硬度m

22、g/L悬浮物mg/L油类mg/L7103.5202 2、链传动在不同的链节距和速度配合下，润滑方式应符合下表： 链传动在不同的链节距和速度配合下的润滑方式润滑方式手工润滑滴油润滑油浴润滑压油润滑 速度m/s链条节距mm（in）6.35（1/2）152762106610669.52（3/8）11551885385312.70（1/2）9139670170115.87（5/8）7530460960919.05（3/4）6725954854825.40（1）5119845745731.75（1-1/4）4515839639638.10（1-1/2）3913136536544.45（1-3/4）351

23、1233533650.80（2）3010030430457.15（2-1/4）289129029063.50（2-1/2）267927427476.20（3）2367243243 3、钻机的润滑应符合下表： 钻机润滑部位所用润滑剂及润滑周期钻机系统部件名称润滑部位润滑剂润滑周期 h夏季冬季提升系统井架钢丝绳抚正器、上下活动球节、起升放倒绳滑轮、井架支承节、井架连接、死绳固定滑轮、缓冲汽缸、死绳滑轮、销卡装置ZL45-2100天车滑轮轴承、辅助滑轮150游车及大钩滑轮轴承、大钩轴承、大钩止动销轴承、大钩安全销大钩弹簧室HJ-14快绳滑轮、滑轮轴导轨ZL45-28,150水龙头冲管盘根、油池上下密

24、封、提环销油池HJ-20HJ-14700旋转系统转盘销紧装置、万向轴、防跳轴承ZL45-2150，24，8油池HJ-20HJ-10700绞车刹车轴承及盘根、水龙头、刹车系统轴承ZL45-224,150单向离合器油池、防碰天车、链条箱油池HJ-20HJ-10700,1500上卸扣猫头轴承、猫头挡绳柱轴承ZL45-2150,700转盘变速箱HJ-20HJ-101500液力变距器散热器风扇轴承ZL45-2150油池HQ-801500润滑油池HJ-20HJ-101500链条传动箱单向导气龙头、双向导气龙头、传动轴轴承ZL45-2150减速油箱池、正车箱油池、倒车箱油池、并车箱油池HJ-20HJ-101

25、500万向轴ZL45-2150空压机驱动轴轴承、油池、传动轴轴承HS-13，ZL45-2150循环系统钻井泵动力端油池HL-20HL-101500拉杆润滑油池HL-20喷淋泵轴承ZL45-2150循环系统灌注泵轴承、密封轴承ZL45-224，8电动机轴承ZL45-21500循环系统振动筛偏心轮油池、轴承ZL45-2150旋流器、清洁器、搅拌器、砂泵轴承及盘根、减速箱室ZL45-21504、润滑油的换油周期应按使用条件和油品污染度确定，更换油品的质量应符合下表：润滑油油品质量粘度 机械杂质闪点 水分 轻氧化钾mg/L腐蚀试验25.00.515.00.51.5不合格七、消防设施与环境保护技术要求1

26、、井场及钻井设施的防爆、防火安全要求应符合有关的规定；2、井场防爆、防火区域内应配置消防器材；3、在井场附近应安装废液净化处理装置；4、风沙区域作业的钻机应有防风沙的措施。第四节 钻机检测标准及检测项目一、钻机检测标准SY/T56091999 石油钻机形式与基本参数SY/T50251999 钻井和修井井架、底座规范SY/T552692 石油钻机的安装操作和维护SY/T55272001 石油钻机主要提升设备SY/T553092 石油钻机用水龙头SY/T553192 石油钻机用转盘SY/T55322002 石油钻机用绞车SY/T55332002 石油钻机用DS系列电磁涡流刹车SY/T513892

27、三缸单作用钻井泵SY/T50311999 油田用往复式内燃机规范SY/T504894 石油钻机用190系列柴油机安装、操作和维护规范SY/T5716.111 石油钻机大修理技术条件二、钻机检测项目1、整机性能检测项目、空载荷试验：气路系统的密封及耐压强度试验；液路系统的密封及耐压强度试验；钻井泵、管汇、立管、水龙带及其水龙头的耐压试验；传动装置的空运转试验；井架总装试验；绞车的空钩载运转试验。 、载荷试验：井架与底座性能试验；提升系统性能试验；绞车性能试验；转盘性能试验。2、主要部件检测项目井架与底座、绞车、天车、游动滑车、大钩等主要部件。3、外观检测项目：整机的完整性；涂漆；标识标志等。第五

28、节 检测条件及检测仪器设备一、检测条件（1） 钻机应符合钻井工程设计或合同规定的对钻井主要设备选用的要求。（2） 钻机应有制造厂（或修理厂）的出厂合格证的技术文件。（3） 安装钻机用的各类工具及设备应齐全，且使用良好。（4） 在用计量器具应检定合格。（5） 安装钻机的井场和基础应符合按规定程序批准的样图及技术文件的要求。 井场的有效使用面积应不小于下表的要求，其中不包括井场附属设施的占地面积。 钻机井场有效使用面积钻机级别井场面积，m2长度，m宽度，m1515005030201800603032210070304528008035603325953580420010540 井场试验能力应满足系

29、列钻机加载的要求。 井口至井场边缘的坡度为0.5%1.0%；井场排水应良好，基础四周应用混凝土封闭，方井抵部应有排水设施。 钻机的主要设备的基坑应设置在挖方上，若设置在填方上要进行技术处理，基坑强度应不小于2Mpa。安装钻井泵的基础应有抗震技术要求。 基础混凝土要按设计要求配制，混凝土的强度在7d 后不得小于7Mpa，在d后不得小于14Ma，基础施工完毕，其平面度误差为+-3mm。二、 钻井仪器设备1、钻井仪表钻井仪表应符合SY/T5097的要求。1） 钻井多参数仪型号钻井多参数仪分为以下3种型号：（1）ZJCB型与ZJ32系列钻机配套使用的仪器；（2）ZJCB1型与ZJ45系列钻机配套使用的

30、仪器；（3）ZJCB2型与ZJ60系列钻机配套使用的仪器；2） 仪器的组成仪器由能集中显示和记录多个钻井参数的显示表屏、多道记录仪、各参数测量系统传感器以及各有关附属设备组成。仪器一般有以下8个参数测量系统：大钩悬重、井深钻时、转盘扭距、钻盘钻速、钻井泵冲次、立管压力、钻井液出口流量、吊钳扭距。各参数测量系统的性能指标如下；（1） 大钩悬重测量范围：悬重02500KN，04000KN； 钻压0500KN；测量误差：示值+-1.5%，记录值+-5%（2） 井深钻时 测量范围：井深9999.9m，钻时2.4600 min/m； 测量误差：井深每单根（约10m）+-2%,钻时+-5%；信号发送：每米

31、记录一次。（3） 转盘扭距。 测量范围：040KNm，显示方式0500刻度； 稳定性：示值及记录值+-5%（4）立管压力 测量范围：035Mpa； 测量误差：+-2.5%，记录值：+-5%（5）转盘转速 测量范围：0300r/min； 测量误差：+-2.5%，记录值：+-5%（6）钻井泵冲次 测量范围：0200min-1； 测量误差：+-2.5%，记录值：+-5%（7）吊钳扭距测量范围：0100KN（以绳尾拉力表示）；测量误差：示值+-2.5% （8）钻井液出口流量 测量范围：0100L/s,显示方式；0100%； 稳定性：示值及记录值+-5% 2测量参数（1） 大钩载荷，KN（2） 钻压，t

32、（3） 机械钻速，m/h（4） 转盘扭矩，N.m（5） 转盘转速，r/min（6） 钻井泵压力，MPa（7） 吊钳扭矩，N.m（8） 钻井泵冲数，min-1（9） 钻井液出口排量，L/min（10） 钻具进给，m（11） 钻井液密度，Kg/m3（12） 钻井液体积，m3（13） 钻井液出口温度，3、安装与技术要求 （1）大钩载荷：联接传感器、死绳固定器、指示仪表和记录仪器的液压回路应走向合理，固定牢靠；液力传感系统密封可靠，不得漏油；调式后应检查指重表指示针和记录仪的工作性能；指重表在-5以下环境工作应注入防冻液。（2）机械转速：测量绳应满足水龙头最大起升下降位移的要求，固定于水龙头鹅颈管上，

33、不得与任何其他绳缠绕，绳通过的地方应安装导向轮；起下钻时均应关闭钻速控制器，当已对钻具施加钻压时，应合上钻速控制器；测量绳应处于张紧状态，恢复器拧紧发条的圈数不得超过80圈；上提下放水龙头，检查恢复器的执行机构动作应可靠；观察井深读数器，检查井深记录机构的工作情况。（3）转盘扭矩：传感器应安装在转盘驱动链条紧边之下，惰轮与主、从动链轮应在同一垂直平面内；液压管内液压油必须充满，不允许进入空气和漏油；调整链条张紧度应符合要求；观察记录曲线和指示仪表读数的一致性。（4）钻井泵压力：传感器不允许与立管直接联接，安装位置应高于指示仪表和记录仪器；液压缸和液压管内必须充满液压油，不允许进入空气和漏油。

34、（5）吊钳扭矩：传感器应安装在外钳尾绳一端，钢丝绳必须与传感器拉环用绳卡卡牢；绷直的尾绳应与吊钳臂中心线垂直。（6）钻井泵冲次和转盘转速：传感器应安装在设计部位，胶带的张紧度应传动的要求；调整并核对泵冲次、转盘转速与指示仪表、记录仪的一致性；控制电源有可能影响系统工作时应停止工作。（7）钻井液出口排量：传感器应安装在钻井液槽出口管的顶部，靶应伸入钻井液槽中，处于液流层流区间；用除砂器模拟驱动靶，当排量分别在010、1120、3170及71100时，检查报警器的报警性能；检查排量与记录曲线的一致性时，应注意区别由于双泵和单泵的不同排量对稳定性的影响。三、检测主要仪器设备及其准确度要求1、检测主要

35、仪器及其准确度要求 静态电阻应变仪：测量范围01999me 准确度0.5 动态电阻应变仪：测量范围2000me 准确度0.5 拉压力传感器：测量范围0200KN 准确度0.2 电能分析仪：测量范围600V 300A 准确度0.4 准确度2 数采系统：测量范围10V 准确度0.1 复合温度计：测量范围-50999 准确度 1 光学经纬仪：测量范围0360 准确度 水平6 垂直10 拉力计：测量范围100KN 准确度5 转速仪：测量范围55000r/min 准确度1r/min 声级计：测量范围35dB130dB 准确度0.5 dB 便 式里氏硬度计：测量范围200HL900HL 准确度0.8 塞尺

36、：测量范围0.02mm1.00mm 钢直尺：测量范围1000mm 准确度1.0mm 秒表：测量范围10h 准确度0.01s 测振仪、传感器及二次仪表： 固相含量测定仪： 粒度分析仪：准确度2mm颗粒 电磁流量计：测量范围8320 m3/h 准确度 不低于1.5级2、检测主要设备及其准确度要求 万能材料试验机：测量范围500KN 准确度1 电液伺服压力试验机：测量范围10MN 准确度1 低温冲击试验机：测量范围300J 准确度0.5 系列压力试验装置：测量范围0.770MPa 准确度0.51 机械封闭V带试验台：测量范围M2000N.m n1300r/min准确度1第六节 检测方法及检测规则一、

37、检测方法1、整机性能检测方法及要求 气源、气路系统的密封及耐压强度试验： 气路系统中，在1.2MPa下气路试压5min，不得泄漏； 在系统中各用气单元冲压至0.70.8MPa，稳压15min，压降不得大于0.03 MPa。 液路系统的密封及耐压强度试验： 向系统中的承压件供给压力油，压力由低到高分别升压，在1.5倍的设计工作压力下，稳压5min，未见压降和渗漏为合格； 向系统供给设计工作压力，稳压5min未见压降和渗漏为合格。 钻井泵及其管汇的试验：高压管汇、立管、水龙带及其水龙头进行最大静压力试验，试验压力为最大工作压力2倍，稳压3min，各密封处不得泄漏。 传动装置的空运转试验： 传动各挡

38、在发电机以低速和高速运转状态下分别运转10min，其运转平稳性和密封性应符合如下要求： 齿轮箱应运转平稳，不允许有冲击性藻声和不均匀的响声，正常工况下藻声不得高于90dB（A）； 齿轮箱各密封面及轴头处不允许有渗漏现象； 链条盒、箱、罩的各密封处不得有渗漏现象。 传动装置各操作手柄应灵活、准确，运转中不得有脱挡、跳挡和半挂合现象，挡位显示装置的显示应与运转中的实际挡位一致； 各轴的轴向串动量不应大于0.5mm； 各轴的同轴度及平行度不应大于0.5mm； 各气胎离合器轮盘的端面跳动和摩擦轮外圆的径向跳动不应大于0.5mm； 各气胎离合器的摩擦片与摩擦轮之间的间隙应均匀，周边的间隙为1.54.0m

39、m。 井架总装试验： 构件及紧固件、连接件应能顺利安装并符合设计要求； 伸缩式井架应做起立、放倒和伸缩试验，井架起立应平稳，伸缩应灵活有无卡阻现象； 井架总装后，井架大腿在全长范围内直线度公差值为全长的0.5/1000。 绞车的空钩载运转试验： 转动平稳性试验：发电机以额定转速运转，分别在各挡下启动滚筒，提放游动滑车、大钩做最高和最低位置的全行程操作起、落23次滚筒及离合器运转，挂合平稳自如，无异常声响； 排绳整齐性试验：在条试验中滚筒上缠绕的钢丝绳应排列整齐，无乱绳等现象； 游动滑车下落实验：提升游动滑车、大钩至最高位置，待游动滑车、大钩静止无摆动后，松开滚筒刹车，游动滑车、大钩应自由顺利下

40、落； 防碰天车的可靠性试验：在达到条要求后，调整防碰天车装置至安全位置，滚筒分别以低挡和高挡提升游动滑车，防碰天车装置应在规定位置可靠地使滚筒制动，且制动过程时间不得超过1.5s。其他类型的防碰天车，其调整方法各异，应按产品说明书要求进行安装、调整，以确保使用中的准确与可靠。2、载荷试验 井架与底座性能试验（形式试验）： 井架整体起立与放倒试验：井架起放应灵活，天车梁中心与井口对中，其偏差不得超过20mm； 井架与底座的静载试验：试验值为最大钩载与转盘最大载荷，最大载荷试验的加载时间为15min；静载试验时主要构件的实测应力值不应超过设计许用应力；静载试验时井架与底座的变形测定值不得超过设计允

41、许值。 提升系统性能试验： 快绳或大钩拉力和速度的测定 ： 发动机以额定工作转速运转； 大钩或吊卡提升至各挡计算相对应的钩载时，测定大钩在匀速段的起升速度； 将实测的拉力和速度与设计计算的理论值相比，其值应一致或接近。 最大静载荷试验（形式试验）：将试验载荷加载到最大钩载Pmax，卸载后目测观察，并用应变计监测天车、游动滑车、大钩、水龙头产品及其零部件的有效功能不能削弱。 绞车性能试验： 根据石油钻机基本参数表规定检测绞车的性能是否达到设计要求； 主刹车在规定的刹车力及容许的下钻速度下，应能可靠地刹住最大载荷的钻柱； 猫头拉力试验：对1520级绞车，其上、卸螺纹猫头拉力均应不小于55KN；对3

42、260级绞车，其上螺纹猫头拉力应不小于35KN，卸螺纹猫头拉力应不小于100KN； 钻盘性能试验： 在转台上逐级加载到下表规定的最大静载荷，卸载后所有零件的有效功能不得削弱； 钻盘的基本参数型号通孔直径 mm（in）中心距Ymm最大静载荷KN钻台最大工作扭矩N.m最高钻速r/minZP175444.5（17.5）1118135013729300ZP205520.7（20.5）1353315022555ZP275698.5（27.5）1353450027459ZP375952.5（37.5）1353585032362ZP4951257.3（49.5）1651725036285 钻盘轴向加载50K

43、N，以100r/min运转2h，应无异常现象：第二章 井架及底座的检测第一节 概 述一、井架及底座的功能井架是石油钻机起升系统的主要部件，它与绞车、天车、游动滑车、大钩、钢丝绳等设备和工具共同完成起下钻具、下套管及控制钻头送进等作业。在这些作业中，井架既用于安放、悬挂天车、游车、大钩、吊环、吊钳及吊卡等起升设备及工具，还要用于悬持钻柱、套管柱并存放钻具。井架座在井架底座上，底座的主要作用是：支承井架、钻台和转盘，为钻台上的设备提供工作场所；在钻台下为防喷器组提供一定高度的空间。在起下作业钻柱坐在卡瓦上时，底座承受全部钻柱负荷。在下套管时，卡瓦支承着套管柱，卡瓦又坐在转盘上，此时底座承受了全部套

44、管柱的负荷。二、井架及底座的使用要求1、井架的使用要求：应足够坚固并能满足规定的承载能力；应足够的有效高度的空间；应便于折装、移送和维修。2、底座的使用要求：应有足够的承载能力，以保证能承受起升系统设备及工具的自重及钻盘的最大载荷；保证钻台面高度及钻盘梁底面高度在标准要求的范围内；应保证立根盒的容量符合标准的要求。根据钻机级别的不同，立根盒的容量（对127mm钻杆而言）在1700米8700米之间不等。第二节 井架及底座的形式与基本参数一、基本组成与类型石油钻机井架主要由主体、天车台、人字架、二层台、立管平台及工作梯几部分组成。井架、按照结构形式分：塔型井架、前开口式井架、A型井架、桅型井架和动

45、力井架5种基本类型。常用的有塔型井架、A型井架和桅型井架。1、 塔型井架标准塔型井架是一种横截面为正方形或距形的四棱锥体的金属桁架结构。井架的本体由四扇平行桁架组成，每扇平面桁架又分成若干桁格。塔型井架按前扇结构是否封闭又可分为闭式和开式两种类型。闭式塔型井架其横截面为正方形，立面形式为梯形，井架除前扇有大门外，主体部分为一封闭的整体结构，具有稳定性好、承载能力大等优点。开式塔型井架的本体由35段焊接结构组成，段与段之间用螺栓或销子连接。一般采用水平拆装、整体起放和分段运输的方法，有拆装迅速、方便、安全的优点。2、A型井架A型井架是由两个等截面的空间杆件结构或管柱式结构的大腿通过天车台与井架上

46、部的附加杆件和二层台连接成“A”形的空间结构。这种井架主要靠两个大腿承载，作用在大腿上的载荷均匀，材料的利用率更合理。大腿为封闭的整体结构，故承载能力和稳定性都比较好。整个井架采用水平拆装、整体起放和分段运输的方法，具有拆装方便的优点。3、桅型井架桅型井架为单柱式或双柱式，横截面为矩形或三角形的空间杆件结构。采用整体焊接结构，或由二、三段焊接结构组成的半拆结构。可实现整体起放、分段或整体运输，拆装移运方便。井架底座的结构形式可分为：箱式底座、箱叠式底座、升举式底座和拖撬式底座4种基本类型。二、型号表示方法1、井架型号表示方法JJ / 更新设计序号 井架形式代号 井架有效高度：M 最大钩载的1/

47、10 ：KN 井架代号井架代号“JJ”表示陆地用井架，海洋用井架的代号为“HJJ”。井架形式代号分别为：T塔型井架；K前开口式井架；AA型井架；W桅型井架。2、底座型号表示方法DZ / 更新设计序号 底座形式代号 钻台面高度：M 转盘最大载荷的1/10 ：KN 底座代号底座代号“DZ” 表示陆地用底座，海洋用底座代号为“HDZ”。底座形式代号分别为：X箱式底座；XD箱叠式底座；S升举式底座；T和拖撬式底座。三、基本参数石油钻机井架的基本参数包括：最大钩载、最大钻柱重力、井架有效高度、二层台有效高度及二层台容量等。底座的基本参数包括：转盘最大载荷、立根盒载荷、钻台面高度、转盘梁底面高度及立根盒容

48、量等。石油钻机井架及底座的基本参数基 本 参 数钻 机 级 别ZJ15ZJ20ZJ32ZJ45ZJ60ZJ80名义钻深范围（127钻杆）M90015001300200019003200300045004000600050008000井架基本参数最大钩载KN90013502250315045005850最大钻柱重力KN5007001150160022002800井架有效高度28M立根M37393940414343444445454619M立根28302931二层台有效高度28M立根2226.519M立根16181618二层台容量（127钻杆）170023003600500066008700底座基

49、本参数钻盘最大载荷KN90013502250315045005850立根盒载荷6008001300180024003150钻台面高度M34.534.54.5；6；7.56；7.5；97.5；9钻盘梁底面高度（不小于）1.83.223.23.245立根盒容量（127钻杆）170023003600500066008700注：带有升沉补偿器的动力井架的参数根据需要选定。1、最大钩载：钻机在规定的最多绳数情况下，下套管、处理事故或进行其它特殊作业时，大钩不允许超过的载荷。2、最大钻柱重力：钻机在规定的钻井用绳数下，正常钻井或进行起下钻作业时，大钩不允许超过的钻柱在空气中的最大重量。3、 架有效高度：钻台面到天车台梁底面的垂直高度。4、 二层台有效高度：从钻台平面到二层台平面的垂直距离。5、二层台容量：二层台（安放在最小有效高度上）所能存放钻杆（以127钻杆为准）的数量，用钻杆的总长度（单位M）表示。6、 钻盘最大载