石油钻井八大系统解读

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1、钻井工程小组汇报 钻井工程小组汇报 小组组成： 组长：杨军 组员：张文杰、徐闹、陈德鹏 本次分工情况： 资料搜集和整合：张文杰、杨军 ppt制作和整合：全体成员 成果汇报：张文杰、徐闹、陈德鹏 石油钻机的组成 一、起升系统 二、旋转系统 三、钻井液循环系统 四、传动系统 五、控制系统 六、动力驱动系统 七、钻机底座 八、钻机辅助设备系统 八大系统 石油钻机的组成 一、起升系统 二、旋转系统 三、钻井液循环系统 四、传动系统 五、控制系统 六、动力驱动系统 七、钻机底座 八、钻机辅助设备系统 八大系统 张文杰 1、起升系统 作用：起升和下放钻具、下套管以及控制钻压、送进钻具 组成：绞车、辅助刹车

2、、天车、游车、大钩、钢丝绳以及吊环、吊卡 、吊钳、卡瓦等各种工具 工作原理：起升时，绞车滚筒缠绕钢丝绳，天车和游车构成副滑轮组 ，大钩上升通过吊环、吊卡等工具实现钻具的提升。下放时，钻具或 套管柱靠自重下降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放 速度。 1.1、绞车 不仅是起升系统设备，而 且也是整个钻机的核心部 件。 通过滚筒轴上的钢丝连接 到天车和游车，通过滚筒 的转动由钢丝控制起升 1.2、天车 天车是安装在井架顶 部的定滑轮组。 由钢丝绳与游车和绞 车连接起来 1.天车架 2.主滑轮组 3.快绳轮 4.起重架 5.挡绳架 6.挡绳架 7.围栏 8.辅助滑轮 9.防碰缓冲装置 1.

3、3、游车 游车是靠钢绳悬在井 架内部作上下往复运 动的动滑轮组。 上部由钢丝与天车相 连，下面接大钩。 1.4、大钩 钻井大钩是重要提升 设备。 上部与游车相接，尖 钩钩住水龙头上部提 环。 2、旋转系统 作用：驱动钻具旋转以破碎岩层 组成：水龙头、转盘、钻具（一般包括方钻杆、钻杆、钻 铤和钻头，扶正器、减震器以及配合接头等） 工作原理：转盘通过方钻杆带动整个钻柱（由钻杆和钻铤 等钻具组成）和钻头旋转，钻头直接破碎岩石，水龙头提 供高压泥浆的通道。 2.1、水龙头 钻机提升部件与旋转 钻具之间的过渡部件 。 上部的提环与大钩相 连，下部中心管与方 钻杆相连。水龙头上 的鹅颈管与水龙带相 连接，

4、中心管与钻具 相连形成泥浆循环通 道。 提环 鹅颈管 中心管 2.2、转盘 旋转设备，通过旋 转驱动钻具进行工 作。 通过方形孔与方转 杆相接 2.3、钻具 根据所钻井的不同，钻 具的组成也有所差异。 一般包括方钻杆、钻杆 、钻铤和钻头，此外还 有扶正器、减震器以及 配合接头等 方钻杆 钻杆钻铤钻头 方钻杆、钻杆、钻铤、 扶正器、配合接头、减 震器等的组合称为钻柱 。 钻柱是钻头以上，水龙 头以下各部分的管柱的 总称。 钻柱连接示意图 方钻杆 钻铤 钻柱 3、循环系统 作用：由钻井液（泥浆）将井底钻头破碎的岩屑及时携带到地 面上来，同时冷却钻头保护井壁 组成：泥浆罐、钻井泵、地面管汇（包括高压

5、管汇、立管、水 龙带等 ）泥浆净化设备（包括震动筛、旋流器、离心机等）。 工作原理：钻井泵将泥浆从泥浆罐中吸入并加压，经过地面管 汇进入水龙头，通过空心的钻具下到井底，从钻头的水眼喷出 ，经井眼和钻具之间的环行空间携带岩屑返回地面，经各级泥 浆净化设备净化，然后重复使用。 3.1、泥浆罐 罐体采用平板锥形 结构或瓦楞结构, 钢板与型钢组焊。 作为储存钻井液的 设备，结构牢固。 3.2、钻井泵 钻井泵的作用是为 钻井液的循环提供 必要的能量。 以一定的压力和流 量将钻井液输进钻 具，完成整个循环 过程 3.3、地面管汇 地面管汇包括高 压管汇、立管、 水龙带等。 作为钻井液在地 面上的通道。 3

6、.4、泥浆净化设备 泥浆净化设备包括振动筛、旋流器、离心机等。 振动筛：从井底返出的钻井液首先经过振动筛清除较大的固相颗粒 ，故称振动筛为第一级固控设备，它适合于各种钻井液的筛分。 旋流器：主要用来清除加重钻井液大于重晶石粒度的剩余钻屑。 离心机：用以处理非加重钻井液时，可除去2m以上的有害固相； 用以处理加重钻井液时，可除去钻井液中多余的胶体，控制钻井液粘 度，回收重晶石；处理旋流器底流，可回收液相，减少淡水和油的浪 费。 净化程度 3.4、泥浆净化设备 泥浆净浆净 化设备设备 工作流程示意 图图 1一振动筛处 理过的泥浆 2一清洁泥浆 3一水力旋流器 4一细目振动筛 5一排出固体颗粒 6一

7、筛网底流 7一泥浆返回循环系统 不含离心机 石油钻机的组成 一、起升系统 二、旋转系统 三、钻井液循环系统 四、传动系统 五、控制系统 六、动力驱动系统 七、钻机底座 八、钻机辅助设备系统 八大系统 徐闹 4、动力系统 作用： 为绞车、转盘、钻井 泵提供动力 组成： 柴油机或柴油发电机 、电动机 5、传动系统 作用 把柴油机或柴油机 组的动力分配到各 个工作机组 组成 机械传动、电动传 动、液压传动 6、控制系统 作用 指挥各系统协调工 作 组成 司钻控制台、各种 控制阀门、离合器 和线路 石油钻机的组成 一、起升系统 二、旋转系统 三、钻井液循环系统 四、传动系统 五、控制系统 六、动力驱动

8、系统 七、钻机井架和底座 八、钻机辅助设备系统 八大系统 陈德鹏 井架和底座用来支撑和安装各 钻井设备和工具、提供钻井操 作场所。 7、井架和底座 7.1钻井井架 井架的功能 井架的类型 井架的结构 井架设计的要求 1) 安放天车，悬挂游车、大钩及专用工具（吊钳等），在 钻井过程中，进行起下钻具、下套管操作 2) 起下钻过程中，用以存放立根，能容纳立根的总长度称 立根长度。 （立根：起下钻时，为了提高效率，一般将三根钻杆连接 在一起作为一个单元，这一单元称为立柱（立根）。 顶驱钻进时，无接单根作业。（一个立柱一个立柱的打） 7.1.1、井架的功能 井架类型（按井架的整体结构形状划分） 塔形井架

9、 前开口井架（形） A形井架 伸缩井架 桅形井架 直立套管井架 目前国内常用的石油钻 井井架有塔型和A型两种。 7.1.2、井架类型 1）井架本体1：空间桁架结构； 2）天车台5：安置天车和天车架； 3）天车架6：安装、维修天车； 4）二层台4：包括井架工进行 起下操作的二层台， 以及存靠立根的指梁； 5）立管平台2：装拆水龙袋的操作台； 6）工作梯 7.1.3、井架的结构 基本要求 足够的承载能力：匹配最大钩载。 足够的尺寸空间：净空高度，顶部截面，底部截面、大腿 内裆空间。 应保证拆装方便，快速移动。 特殊要求 特殊环境（海洋、沙漠、台风等）要求 防腐蚀 超低温 整体运移 7.1.4、钻井

10、工艺对井架的要求 7.2钻机底座 底座的功能 底座的结构类 型 底座的设计要求 l承受各种载荷 l提供钻井作业的工作平台 l提供井口设备安装空间 l使得钻井液顺利返出至泥 浆系统 l安装井架、转盘。 l放置立根盒、井口工具 l司钻房、偏房以及绞车。 l容纳井口工具 7.2.1、底座的功能 l层箱式底座 l箱块式底座 l自升式底座 7.2.2、底座的结构类型 l大钩载荷 l转盘梁上最大转盘载荷 l竖立井架移动、撬动或 升起时的载荷 l钻台面的高度 l钻台面的尺寸 l立根盒容量 7.2.3、底座设计设计 要求 指一些用于井口操作的 小型机械化设备和一些 石油矿场上广泛采用的 通用机械。 （1）离心

11、泵 钻井用水，向柴油罐输油、灌注钻井泵、此外钻井液 净化系统中的砂泵及油田开发过程中的注水泵均属离 心泵 （2）电动潜水泵 提供钻井用水、输送钻井液。可替代部分离心泵的工 作。 （3）方钻杆旋扣器 减轻工人劳动负担，使工作更加安全可靠，提高实效 。 8、钻井辅助设备 （4）动力小绞车 l带动小滚筒转动，将钻杆、钻铤、取心工具或其他重 物拉上或放下钻台。过去这些工作是用人工做的，涌 动力小绞车替代，减轻人力劳动，提高生产率，实现 安全生产和井口机械化。 （5）动力大钳 l在起钻中能起到安全省力、上卸扣扭矩可控、提高上 卸扣速度，替代人工繁重而危险的操作。 （6）动力卡瓦 用来把钻杆或套管卡紧在转盘上的工具 8、钻井辅助设备 天车天车 游车游车 大钩大钩 水龙头水龙头 转盘转盘 绞车绞车 泥浆泵泥浆泵 井架井架 钻井八大件 +柴油机、传动装置为十大件 钻井工程小组