鉆機(jī)八大系統(tǒng)介紹
作者：西安華揚(yáng)油氣設(shè)備有限公司 發(fā)布日期：2020-04-27
一、鉆機(jī)八大系統(tǒng)
鉆機(jī)是在石油鉆井過程中，帶動鉆具向地層鉆進(jìn)的一系列機(jī)械設(shè)備的總稱，又叫鉆探機(jī)。大家常見在聳立在大地上巍峨的井架，只是鉆機(jī)一部分，下邊大家一起來學(xué)習(xí)鉆機(jī)八大系統(tǒng)!
二、石油鉆機(jī)概念
鉆機(jī)是在石油鉆井過程中，帶動鉆具向地層鉆進(jìn)的一系列機(jī)械設(shè)備的總稱，又叫鉆探機(jī)。主要作用是帶動鉆具破碎井底巖石，下入或提出在井內(nèi)的鉆具等 。
三、鉆機(jī)八大系統(tǒng)
鉆機(jī)一般有八大系統(tǒng)(起升系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和監(jiān)測顯示儀表、動力驅(qū)動系統(tǒng)、鉆機(jī)底座、鉆機(jī)輔助設(shè)備系統(tǒng))，要具備起下鉆能力、旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)能力、循環(huán)洗井能力。其主要設(shè)備有：井架、天車、絞車、游動滑車、大鉤、轉(zhuǎn)盤、水龍頭(動力水龍頭)及鉆井泵(現(xiàn)場習(xí)慣上叫鉆機(jī)八大件)、動力機(jī)(柴油機(jī)、電動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī))、聯(lián)動機(jī)、固控設(shè)備、井控設(shè)備等。
四、起升系統(tǒng)
為了起升和下放鉆具、下套管以及控制鉆壓、送進(jìn)鉆具，鉆具配備有起升系統(tǒng)。起升系統(tǒng)包括絞車、輔助剎車、天車、游車、大鉤、鋼絲繩以及吊環(huán)、吊卡、吊鉗、卡瓦等各種工具。起升時，絞車滾筒纏繞鋼絲繩，天車和游車構(gòu)成副滑輪組，大鉤上升通過吊環(huán)、吊卡等工具實現(xiàn)鉆具的提升。下放時，鉆具或套管柱靠自重下降，借助絞車的剎車機(jī)構(gòu)和輔助剎車控制大鉤的下放速度。在正常鉆進(jìn)時，通過剎車機(jī)構(gòu)控制鉆具的送進(jìn)速度，將鉆具重量的一部分作為鉆壓施加到鉆頭上實現(xiàn)破碎巖層。
五、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)
旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)是轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)的典型系統(tǒng)，其作用是驅(qū)動鉆具旋轉(zhuǎn)以破碎巖層，旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)盤、水龍頭、鉆具。根據(jù)所鉆井的不同，鉆具的組成也有所差異，一般包括方鉆桿、鉆桿、鉆鋌和鉆頭，此外還有扶正器、減震器以及配合接頭等。 其中鉆頭是直接破碎巖石的工具，有刮刀鉆頭、牙輪鉆頭、金剛石鉆頭等類型。鉆鋌的重量和壁厚都很大，用來向鉆頭施加鉆壓，鉆桿將地面設(shè)備和井底設(shè)備聯(lián)系起來，并傳遞扭矩。方鉆桿的截面一般為正方形，轉(zhuǎn)盤通過方鉆桿帶動整個鉆柱和鉆頭旋轉(zhuǎn)，水龍頭是旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)的典型部件，它既要承受鉆具的重量，又要實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時還提供高壓泥漿的通道。
六、循環(huán)系統(tǒng)
為了將井底鉆頭破碎的巖屑及時攜帶到地面上來以便繼續(xù)鉆進(jìn)，同時為了冷卻鉆頭保護(hù)井壁，防止井塌井漏等鉆井事故的發(fā)生，旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)配備有循環(huán)系統(tǒng)。循環(huán)系統(tǒng)包括鉆井泵，地面管匯、泥漿罐、泥漿凈化設(shè)備等，其中地面管匯包括高壓管匯、立管、水龍帶，泥漿凈化設(shè)備包括震動篩、除砂器、除泥器、離心機(jī)等。
鉆井泵將泥漿從泥漿罐中吸入，經(jīng)鉆井泵加壓后的泥漿，經(jīng)過高壓管匯、立管、水龍帶，進(jìn)入水龍頭，通過空心的鉆具下到井底，從鉆頭的水眼噴出，經(jīng)井眼和鉆具之間的環(huán)行空間攜帶巖屑返回地面，從井底返回的泥漿經(jīng)各級泥漿凈化設(shè)備，除去固相含量，然后重復(fù)使用。
動力設(shè)備
起升系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)是鉆機(jī)的三大工作機(jī)組，它們協(xié)調(diào)工作即可完成鉆井作業(yè)，為了向這些工作機(jī)組提供動力，鉆機(jī)需要配備動力設(shè)備。鉆機(jī)的動力設(shè)備有柴油機(jī)、交流電機(jī)、直流電機(jī)。柴油機(jī)適應(yīng)于在沒有電網(wǎng)的偏遠(yuǎn)地區(qū)打井，交流電機(jī)依賴于工業(yè)電網(wǎng)或者是需要柴油機(jī)發(fā)出交流電，直流電機(jī)需要柴油機(jī)帶動直流發(fā)電機(jī)發(fā)出直流電，目前更常用的情況是柴油機(jī)帶動交流發(fā)電機(jī)發(fā)出交流電，再經(jīng)可控硅整流，將交流電變成直流電。
七、傳動系統(tǒng)
傳動系統(tǒng)將動力設(shè)備提供的力和運(yùn)動進(jìn)行變換，然后傳遞和分配給各工作機(jī)組，以滿足各工作機(jī)組對動力的不同需求。傳動系統(tǒng)一般包括減速機(jī)構(gòu)、變速機(jī)構(gòu)、正倒車機(jī)構(gòu)以及多動力機(jī)之間的并車機(jī)構(gòu)等。由柴油機(jī)直接驅(qū)動的鉆機(jī)多采用統(tǒng)一驅(qū)動的形式，傳動系統(tǒng)相對復(fù)雜，由交直流電動機(jī)驅(qū)動的鉆機(jī)多采用各機(jī)組單獨或分組驅(qū)動的形式，傳動系統(tǒng)得到了很大的簡化。
八、控制系統(tǒng)
為了保證鉆機(jī)的三大工作機(jī)組協(xié)調(diào)的工作，以滿足鉆井工藝的要求，鉆機(jī)配備有控制系統(tǒng)。控制方式有機(jī)械控制、氣控制、電控制和液控制等。目前，鉆機(jī)上常用的控制方式是集中氣控制。司鉆通過鉆機(jī)上司鉆控制臺可以完成幾乎所有的鉆機(jī)控制：如總離合器的離合;各動力機(jī)的并車;絞車、轉(zhuǎn)盤和鉆井泵的起、停;絞車的高低速控制等。
井架和底座
井架和底座用來支撐和安裝各鉆井設(shè)備和工具、提供鉆井操作場所。井架用來安裝天車、懸掛游車、大鉤、水龍頭和鉆具，承受鉆井工作載荷，排放立根;底座用來安裝動力機(jī)組、絞車、轉(zhuǎn)盤、支撐井架，借助轉(zhuǎn)盤懸持鉆具，提供轉(zhuǎn)盤和地面之間的高度空間，以安裝必要的防噴器和便于泥漿循環(huán)。
輔助設(shè)備
為了保證鉆井的安全和正常進(jìn)行，鉆機(jī)還包括其他的輔助設(shè)備，如防噴器組，為鉆井提供照明和輔助用電的發(fā)電機(jī)組，提供壓縮空氣的空氣壓縮設(shè)備以及供水、供油設(shè)備等。
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