石油科普｜石油鉆機(jī)簡單介紹

  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。