鉆機八大系統(tǒng)介紹
作者：西安華揚油氣設備有限公司 發(fā)布日期：2020-04-27
一、鉆機八大系統(tǒng)
鉆機是在石油鉆井過程中，帶動鉆具向地層鉆進的一系列機械設備的總稱，又叫鉆探機。大家常見在聳立在大地上巍峨的井架，只是鉆機一部分，下邊大家一起來學習鉆機八大系統(tǒng)!
二、石油鉆機概念
鉆機是在石油鉆井過程中，帶動鉆具向地層鉆進的一系列機械設備的總稱，又叫鉆探機。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、鉆機八大系統(tǒng)
鉆機一般有八大系統(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)、鉆機底座、鉆機輔助設備系統(tǒng))，要具備起下鉆能力、旋轉(zhuǎn)鉆進能力、循環(huán)洗井能力。其主要設備有：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)場習慣上叫鉆機八大件)、動力機(柴油機、電動機、燃氣輪機)、聯(lián)動機、固控設備、井控設備等。
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，借助絞車的剎車機構(gòu)和輔助剎車控制大鉤的下放速度。在正常鉆進時，通過剎車機構(gòu)控制鉆具的送進速度，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，鉆桿將地面設備和井底設備聯(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)鉆機的典型部件，它既要承受鉆具的重量，又要實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動，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，同時為了冷卻鉆頭保護井壁，防止井塌井漏等鉆井事故的發(fā)生，旋轉(zhuǎn)鉆機配備有循環(huán)系統(tǒng)。循環(huán)系統(tǒng)包括鉆井泵，地面管匯、泥漿罐、泥漿凈化設備等，其中地面管匯包括高壓管匯、立管、水龍帶，泥漿凈化設備包括震動篩、除砂器、除泥器、離心機等。
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)各級泥漿凈化設備，除去固相含量，然后重復使用。
動力設備
起升系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)是鉆機的三大工作機組，它們協(xié)調(diào)工作即可完成鉆井作業(yè)，為了向這些工作機組提供動力，鉆機需要配備動力設備。鉆機的動力設備有柴油機、交流電機、直流電機。柴油機適應于在沒有電網(wǎng)的偏遠地區(qū)打井，交流電機依賴于工業(yè)電網(wǎng)或者是需要柴油機發(fā)出交流電，直流電機需要柴油機帶動直流發(fā)電機發(fā)出直流電，目前更常用的情況是柴油機帶動交流發(fā)電機發(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)將動力設備提供的力和運動進行變換，然后傳遞和分配給各工作機組，以滿足各工作機組對動力的不同需求。傳動系統(tǒng)一般包括減速機構(gòu)、變速機構(gòu)、正倒車機構(gòu)以及多動力機之間的并車機構(gòu)等。由柴油機直接驅(qū)動的鉆機多采用統(tǒng)一驅(qū)動的形式，傳動系統(tǒng)相對復雜，由交直流電動機驅(qū)動的鉆機多采用各機組單獨或分組驅(qū)動的形式，傳動系統(tǒng)得到了很大的簡化。
八、控制系統(tǒng)
為了保證鉆機的三大工作機組協(xié)調(diào)的工作，以滿足鉆井工藝的要求，鉆機配備有控制系統(tǒng)。控制方式有機械控制、氣控制、電控制和液控制等。目前，鉆機上常用的控制方式是集中氣控制。司鉆通過鉆機上司鉆控制臺可以完成幾乎所有的鉆機控制：如總離合器的離合;各動力機的并車;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)。
輔助設備
為了保證鉆井的安全和正常進行，鉆機還包括其他的輔助設備，如防噴器組，為鉆井提供照明和輔助用電的發(fā)電機組，提供壓縮空氣的空氣壓縮設備以及供水、供油設備等。
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