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石油科普|石油鉆機(jī)簡單介紹

發(fā)布時(shí)間:2020-02-28

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對于石油鉆井工具,大家可能是不太熟悉,它的結(jié)構(gòu)構(gòu)成,有哪些系統(tǒng),現(xiàn)在南陽二機(jī)石油鉆機(jī)給大家詳細(xì)分析一下: 石油鉆機(jī)是在石油鉆井中,帶動(dòng)鉆具破碎巖石,向地下鉆進(jìn),鉆出規(guī)定深度的井眼,供采油機(jī)或采氣機(jī)獲取石油或天然氣的設(shè)備。

  對于石油鉆井工具,大家可能是不太熟悉,它的結(jié)構(gòu)構(gòu)成,有哪些系統(tǒng),現(xiàn)在南陽二機(jī)石油鉆機(jī)給大家詳細(xì)分析一下: 


  石油鉆機(jī)是在石油鉆井中,帶動(dòng)鉆具破碎巖石,向地下鉆進(jìn),鉆出規(guī)定深度的井眼,供采油機(jī)或采氣機(jī)獲取石油或天然氣的設(shè)備。


  一部常用石油鉆機(jī)主要由八大系統(tǒng)(起升系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和監(jiān)測顯示儀表、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、鉆機(jī)底座、鉆機(jī)輔助設(shè)備系統(tǒng))組成,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(dòng)滑車、大鉤、轉(zhuǎn)盤、水龍頭(動(dòng)力水龍頭)及鉆井泵(現(xiàn)場習(xí)慣上叫鉆機(jī)八大件)、動(dòng)力機(jī)(柴油機(jī)、電動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī))、聯(lián)動(dòng)機(jī)、固控設(shè)備、井控設(shè)備等。


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(shí),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(shí)現(xiàn)鉆具的提升。下放時(shí),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(shí),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(shí)現(xiàn)破碎巖層。


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(dòng)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(dòng)整個(gè)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(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),同時(shí)還提供高壓泥漿的通道。

循環(huán)系統(tǒng):
為了將井底鉆頭破碎的巖屑及時(shí)攜帶到地面上來以便繼續(xù)鉆進(jìn),同時(shí)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(dòng)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(jí)泥漿凈化設(shè)備,除去固相含量,然后重復(fù)使用。


動(dòng)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,用來提供動(dòng)力,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(dòng)力,鉆機(jī)需要配備動(dòng)力設(shè)備。
鉆機(jī)的動(dòng)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(dòng)直流發(fā)電機(jī)發(fā)出直流電,更常用的情況是柴油機(jī)帶動(dòng)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。


傳動(dòng)系統(tǒng):
傳動(dòng)系統(tǒng)將動(dòng)力設(shè)備提供的力和運(yùn)動(dòng)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(dòng)力的不同需求。
傳動(dòng)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(dòng)力機(jī)之間的并車機(jī)構(gòu)等。

由柴油機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的鉆井多采用統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)的形式,傳動(dòng)系統(tǒng)相對復(fù)雜,由交直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的鉆機(jī)多采用各機(jī)組單獨(dú)或分組驅(qū)動(dòng)的形式,傳動(dòng)系統(tǒng)得到了很大的簡化。


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。

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(tái)可以完成幾乎所有的鉆機(jī)控制:如總離合器的離合;各動(dòng)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(dòng)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,如防止井噴的防噴器組,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。