钻井设备(水龙头)

2.2

水龙头

1

2.2.1功用及使用要求

水龙头通过提环挂在大钩上，随大钩运行而上提下放。2水龙头下部接方钻杆，连接井中钻具；3上部通过鹅颈管与长长的水龙带相连，通过它们向钻具中心导入钻井液。45

水龙头的功用主要是：

(1)悬持旋转着的钻柱，承受大部以至全部钻柱重量，并为旋转钻柱提供上部轴承支承。

(2)向旋转着的钻柱导入高压钻井液。6

对水龙头的要求是：

(1)各承载零件，如提环、壳体、中心管等和主轴承必须具有足够的强度、刚度及寿命。

(2)高压钻井液密封系统必须工作可靠，寿命长，更换快速、方便。

(3)机油密封良好，能自动补偿工作过程中密封元件的磨损。7

2.2.2组成及结

构特点

根据水龙头在钻井工作中的功用，水龙头一般由以下三部分组成(参见图6-3，6-4)：8

1.承载系统

中心管及其接头、壳体、耳轴、提环和主轴承等。

钻柱重量通过方钻杆、中心管、主轴承、壳体、耳轴、提环将载荷传递给大钩。

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2.钻井液系统

鹅颈管、钻井液冲管总成。

高压钻井液经鹅颈管、冲管流进旋转着的中心管到达钻柱内。冲管上部和下部都设置钻井液密封装置，以防高压钻井液泄漏。

103.辅助系统

扶正轴承、防跳轴承及机油密封装置。

壳体内腔构成油池，以润滑主轴承、扶正轴承及防跳轴承。

上、下机油密封盒主要是防止钻井液及油水漏入油池和机油泄漏，以保证各轴承正常工作。

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上、下扶正轴承对中心管径向定位，保证其工作稳定：摆动小，以改善钻井液和机油密封的工作条件，延长其寿命。

防跳轴承用以承受钻井过程中由钻柱传来的冲击和振动，防止中心管的轴向窜动。

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各种钻井水龙头，一般由上述三部分组成，其轴承布置方案和冲管总成的结构形式不同形成了多种水龙头具体结构。经长期钻井实践，现代钻机大多采用如图6－5，6-6所采用的轴承布置方案和冲管总成结构。下面具体分析：13

1)扶正轴承布置方案

两扶正轴承分置于主轴承两边(图6-5)，最大限度地扩大了扶正轴承间距A，扶效果好。中心管工作稳定摆动小，非常有利于钻井液密封和机油密封。14

防跳轴承布置在上扶正轴承下方或上扶正轴承用锥形滚子轴承起扶正和防跳作用。即在结构紧凑的原则下尽量增大扶正间距。1516

2)浮动冲管、Y形液压自封式密封、快卸结构(图6-6)

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这种结构形式的特点是：

(1)浮动冲管冲管浮动于鹅颈管过渡接头和中心管之间，工作时不转动,但允许略有轴向窜动，使其磨损均匀。19(2)Y形密封圈与钢制隔环交迭布置20这种密封圈可借助钻井液压力自行封紧。它的唇部在钻井液压力作用下始终贴住冲管外壁，工作过程中，即使在密封圈不断磨损情况下，仍能靠液压涨开唇部而形成密封。21

(3)密封圈数目少(3－4)可通过密封盒进行黄油润滑，减小了摩擦和磨损。

22(4)冲管的径向定位由密封盒保证

密封盒与中心管用定位止口，圆柱面配合定位这样可提高加工及配合精度，保证冲管与中心管有很好的同心性，不易产生离，延长了冲管与密封圈的寿命。23

(5)快速拆装，更换方便。只需将上、下密封盒压帽旋出，就可取出冲管总成，更换密封圈或冲管。

242.2.3特性参数

水龙头工作的基本参数见表6-2。25

1.最大静载荷:水龙头主要受力件所能承受的最大载荷，它应等于或大于钻机最大钩载。它是水龙头的主参数。

2.最高转速：水龙头许用最高转速(r／min)，它应与转盘的最高转速一致，一般为300r／min。

3.最大工作压力:水龙头最大工作压力应与钻井泵、高压管汇、水龙带相匹配，一般为35MPa。

4.各连接尺寸，几何尺寸见表6-2。

26两用水龙头272829

2.2.4

水龙头的维护、使用、保养

一、维护检查

(1)水龙头搬放、运输必须带护丝。

(2)使用前按油尺标记加足机油，盘根应打黄油。

(3)使用前检查中心管转动情况，以一人用36英寸

链钳转动灵活为合格。

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(4)钻前进行水压试验100～300大气压，在15分钟内下降不超过3大气压为合格。

(5)每次起下钻时，应检查一次油面情况及冲管盘根磨损情况，油温及各部温度不得超过70℃。

(6)快速钻进及跳钻严重时应加强检查鹅颈管法兰连接螺栓及各紧固件松紧情况。

(7)水龙头运转200小时和700小时后，应分别检查机油清洁程度和换油。

(8)拆换冲管及盘根时，应加黄油润滑。

(9)润滑

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各型水龙头的润滑作业分别有具体规定。现以SL7-130型水龙头为例介绍如下，

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