石油钻井主要设备参考资料

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1、石油钻井主要设备、设施及其使用安全技薁薁术要求发布时间：2010-02-07 05:35:36查看：5次字体：【大中小羀石油钻井用的钻机是一套联合机组。钻机由井架、绞车、游车、大钩、转盘、钻 井泵、动力机组、联动机组全套钻井设备及井控、固控设备、发电机组、液压和空气动 力等辅助设备等组成。莇钻机的最大井深、最大起重量、额定钻柱重量、游动系统结构、快绳最大拉力及 钢丝绳的直径、起升速度及挡数、绞车功率、转盘开口直径、转盘转速及挡数、转盘扭 矩及功率、泵压、泵组功率和钻机总功率等钻机的基本参数，反映了全套钻机工作性能 的主要数量指标，是设计和选择钻机类型的基本依据。膆因为钻机从动力机到各个工作机或

2、井底钻具之间有着不同的能量转换方式和传递 路线，它的传动与控制系统比较复杂，因此，如何提高钻机操作的机械化和自动化水平 一直是人们研究的一个重要课题。 在生产过程中，钻机一般是在旷 野、山地、沙漠、沼泽及水上、海上进行流动作业，其工作场所多变，要求钻机要具有 高度的运移性，即拆装容易、部件的尺寸、重量都要在通用的汽车和吊车的工作范围之 内，并适应在野外检修和更换易损件的要求。荿一、钻机的提升系统荿钻机的提升系统由绞车、井架、天车、游车、大钩及钢丝绳等组成。肅井架由井架的主体、人字架、天车台、二层台、工作梯、立管平台、钻台 和井架底座 肅等几个部分组成，主要用于安放和悬挂天车、游车、大钩、吊环、

3、液 气大钳、液压绷扣器、 吊钳、吊卡等提升设备与工具。肂目前，在国内外石油矿场上使用的井架种类繁多，但就结构型式来讲 般可分为塔型井架和 A 型井架两种薂塔型井架是从井架底座往上分层一次性组装完成的，依其前扇结构是否封 闭，又可分 为闭式和开式两类。 闭式塔型井架的主要特征是： 井架的横截面为正 方形，立面是梯形。 为了工作方便，在井架的前扇下部装有大门，因而前扇下部 不能封闭，但是整个井架主体仍 是一个封闭的整体结构， 所以它的总体稳定性好， 承载能力大。其缺点是拆装井架必须高 空作业，安全系数小，拆装时间长。此类 井架多用于深井钻机和海洋钻机。开式塔型井架的 主要特征是：主体是由3 5段构

4、架组成， 各段均为焊接结构， 段与段之间采用螺栓、 销子或公母锥座螺栓等 连成一 体。这种井架采用分段地面拆装、 整体起放和分段运输的方法， 拆装方便、 迅速、安全。 一般多用于中深井钻机。薈A型井架是从地面分段，在地面组装完成后，再用绞车、动力液压缓冲等辅助设施一 次性起升完成。 A 型井架的主要特征是：从总体结构形式看，整个井 架是由两个构架式或 管柱式的大腿靠天车台和井架上部的附加杆件与二层台连接成“A”字形的空间结构，大腿 前面和后面装有撑杆，以便起升和支撑井架用。 A 形井架的两个大腿可分为3 5段，并用螺 栓连接成一个整体，因而整个井架 可在地面分段拆装、 分段运输和整体起放， 方

5、便而安 全。 由于这种井架主要靠两 条大腿承载， 承受载荷时能均匀分布， 而每条大腿又是封闭 的整体结构， 所以承 载能力和稳定性都较好，但其总体稳定性较差。除了对井架要定期检测以外，井架的使用安全技术要求主要有：膁(1) 要经常教育职工爱惜井架， 合理使用井架， 做好对井架的保养维护， 时 刻保 持井架完好。 井架在起升之后和下放以前， 要进行彻底的检查， 以证实没有 部件发生变 形和所有的螺栓齐全紧固并配备合适的锁定垫圈。 没有办理安装质量 验收和交接手续的井 架不能使用。羁(2) 上下绞车时，必须由井队干部负责指挥，力求达到平稳施工莈(3) 钻井队要定期、 定人、定部位对井架进行检查和维

6、护。 定期检查要求每 个白班 和下套管前各进行一次。 定人检查要求每个班的井架工负责检查。 定部位 检查要求每个井 架工各承包一部分井架结构进行检查。 在风、雨多发季节， 钻井 队要班班对井架绷绳及绷 绳坑进行检查。对天车、猴台、指梁，死绳固定器、转 盘、钻机、钻杆盒大梁、立管台、二 层台的固定情况，由井队安全员每周检查一 次。对查出的问题，要立即组织整改。袄(4) 不准随便割、拆、换井架的横梁、拉筋、螺丝、卡子、零件、附件薃(5) 下套管之前对井架进行全面检查、 整改， 钻具要分立两边矗立， 尽可能 使井 薃架受力平衡。要封闭好指梁，防止大绳进入。下完套管时，若发现井架无安 全保障，应立即

7、将套管坐在转盘上，停止活动套管。莁 注：1500 米以上钻具必须分靠井架两边， 以防一边立钻具造成井架扭曲， 没有猴台 的立即整改安装。二)天车和游车蚁天车和游车组成提升系统的滑轮系。作为定滑轮的天车改变力的方向，作 为动滑轮的 游车起省力作用， 减轻绞车的负荷， 从而使提升系统获得很大的机械 效能。1天车蝿天车一般是多个滑轮装在同一根芯轴或两根轴心线一致的芯轴上。现在的 天车大都是 滑轮通过滚柱轴承装在一根芯轴上。 芯轴一般是双支承的， 轴的直径 较大，芯轴的一端或 两端有黄油嘴，芯轴里有润滑油道。润滑脂从黄油嘴注入， 以润滑轴承。常用的天车有 TC135、TC130、TC 350、GF 4

8、00、TC 450、 TC4 315 等。羆在天车工作前，必须有专人检查天车轮的灵活性。各滑轮的转动应灵活， 无阻滞现 象。 当转动一个滑轮时， 其相邻滑轮不应随着转动。 所有连接必须固定 牢靠，不得有松 动现象。 各滑轮轴承应定期逐个注满润滑脂。 天车轴及天车层底 座应固定牢靠； 护罩和 防条绳应齐全完好， 固定牢靠。 当出现顿钻或提断钻具等 事故时， 应仔细检查钢丝绳是 否跳槽。 滑轮槽严重磨损或偏磨时， 应视情况换位 使用或更换滑轮。 轴承温度过高、 发 出噪声或滑轮不稳和抖动时， 应及时采取降 温措施和更换润滑脂或更换磨损的轴承。 滑轮 有裂痕或轮缘缺损时， 严禁继续使 用，应及时更换

9、。肄 2游车 芀游车的形状为流线型，以防起下时挂碰二层台上的外伸物。同时，游车要 保证一定的 重量， 以便它在空载运行时平稳而垂直地下落。 现在， 钻机各型游车 都是一根芯轴，滑 轮在轴上排成一列，其结构与天车相似。常用的游车有 TC135、YC130、YC350、MC 400、YC450、YC315 等。薀在游车工作前，应检查各滑轮是否旋转灵活及各连接部件是否紧固。在工 作时，因为 薀每个滑轮转动圈数不一， 滑轮应定期“掉头”使用， 以使滑轮的磨损 情况趋于平衡。 每 周应将游车直放到钻台上仔细保养一次。 保养时应检查下列内 容：各条油路是否通畅；钢 丝绳是否碰磨护罩；各固定螺栓有无松动；焊

10、接钢板 的焊缝有无裂纹等。 各轴承应每周注 润滑油一次， 注油时注至少量油脂挤出轴承 外面为止。冬季，在寒冷地区，应使用防冻润 滑脂。搬运游车时，应用起重机吊 挂上横梁顶部的游车鼻子，不允许放在地面上拖运。三）大钩肆大钩是提升系统的重要设备，它的功用是在正常钻进时悬挂水龙头和钻具，在起下钻 时悬挂吊环起下钻具，完成起吊重物、安放设备及起放井架等辅助工作。目前使用的大钩 有两大类。一类是单独的大钩，其提环挂在游车的吊环上，可与游车分开拆装，如DG130型大钩；另一类是将游车和大钩做成一个整体结构的游车大钩，如MC400型游 车大钩。为防止水龙头提环从大钩中脱出，在钩口处装有安全锁体、滑块、拔块、

11、弹簧座 及弹簧等构成的安全锁紧装置。为悬挂吊环和提放钻具，钩身压装轴及挂吊环轴用耳环闭 锁，用止动板防止两支撑轴移动。钩身与钩杆用轴销连接，钩身可绕轴销转一定角度。常用的大钩有DG-350、MC-400、M（DC130、200等。芁（四）绞车螆绞车是构成提升系统的主要设备，是组成一部钻机的核心部件，是钻机的主要工作机 械之一。其功用是：提供几种不同的起升速度和起重量，满足起下钻具和下套管的需 要；悬挂钻具，在钻进过程中送钻和控制钻压；利用绞车的猫头机构上、卸钻具螺纹； 作为转盘的变速机构和中间传动机构；当采用整体起升式井架时用来起放井架；当绞车带 捞砂滚筒时，还担负着提取岩心筒、试油等项工作；

12、帮助安装钻台设备，完成其他辅助工 作。常用的JC50D型绞车为内变速、墙板式、全密闭四轴绞车，JC 45型绞车是五轴绞车，JC14. 5型绞车是三轴 绞车。绞 车一般由绞车传动部分、提升部分、转盘驱动箱部分、控制部分、润滑部分和刹车机构等组 成。羆绞车的刹车机构由控制部分（刹把）、传动部分（刹车曲轴）、制动部分（刹带、 刹车鼓）、辅助部分（平衡梁）和刹车气缸等组成，它的任务是控制下放速度或停止被下 放载荷所带动的滚筒的旋转速度，以达到调节钻压、送进钻具、悬挂钻具的目的。为 此，要求刹车装置能平稳送钻、灵活省力和安全可靠。蚃绞车的辅助刹车机构有水刹车和电磁刹车两种。电磁刹车又可分为感应式电磁刹车

13、和磁粉式电磁刹车。影响水刹车制动力矩的主要因素有：水刹车尺寸愈大，则制动力矩愈大；叶片越多，则制动力矩越大；水刹车转子转速越高，则水 的流量越大；水刹车内液面越 高，则制动力矩越大。所以，现场一般采用分级调 水位的办法，来改变制动力矩的大小。使 用水刹车时的安全技术要求主要有：螂电磁刹车的尺寸和外型跟水刹车类似，它跟滚筒轴的连接方法也相同。当 交流电通过 整流器 (变成直流电 )和变阻器 (改变和控制电流 )通至电磁刹车线圈 时，线圈变成电 磁铁而产生磁场， 旋转的转子通过磁场， 在转子里面产生涡流电， 从而在线圈和转子之间 产生阻力 (制动力) 刹车。阻力的大小直接随电流的大小而 变化。司钻

14、通过调节变阻器来 控制电流的大小，改变电磁刹车的制动力矩。薇防碰天车装置是控制顶天车的一套应急刹车系统。常用的防碰天车装置有 两种形式： 一种为重锤式；另一种为过卷阀式。重锤式防碰天车工作原理：在天 车以下的适当位置通过 井架安装一根直径 6. 4mm 钢丝绳作为限位绳，其下端用 一只三通气开关与重锤相连，重锤 与提环相连，提环与 2. 5 3mnff 口相连，开 口销与限位绳相连。 当游车上行碰到限位绳 时， 重锤与提环上的开口销脱落使气 开关工作， 常开继气器切断高、 低速离合器气源， 同时高压气直接进入刹车汽缸 紧急刹车， 使游车不能继续上行。 过卷阀式防碰天车工作原 理： 过卷阀固定在

15、绞 车前部滚筒上部的绞车横梁上， 横梁上有滑动槽， 过卷阀可在滑动 槽内左、 右移 动。当滚筒在缠绳过程中缠至游车相应升高到某一限定的高度时， 缠在滚筒 上的 钢丝绳就会碰上过卷阀的套筒， 套筒带动球杆偏摆， 使过卷阀的气路接通。 一路 气 进入司钻控制台内的常开两用继气器， 使常开两用继气器关闭， 这样就切断了 滚筒高、低 速离合器的气源，离合器通过快速放气阀放气，使滚筒停止工作。另 一路气经换向阀和快速 放气阀，进入刹车汽缸，带动刹把下落，刹住滚筒，使游 车停止上升，避免碰撞天车。蚄绞车的使用安全技术要求主要有：螁(1) 下钻时，为节约时间，合理地利用绞车功率，应根据大钩负荷，按规定 选择合理 的起升速度和挡位。芁(2) 链条是绞车的主要传动件，更换链条时应整盘更换芇(3) 挂合换档离合器时，动作要平稳，严禁猛烈撞击螅(4) 绞车传动轴未停止转动前不得改变传动方向肄(5) 挂合气胎离合器时动作要平稳蚀(6) 在上提钻具的过程中需要刹车时，必须先摘开低速或高速气胎离合器羇(7) 下钻过程中严禁用水或油浇刹车鼓，以免造成刹车鼓龟裂或刹车失灵袇(8) 起下钻前应先检查防碰天车。节(9) 绞车运转过程中护罩必须整齐、 装牢，严禁在运转过程中从事加注润滑 脂