石油钻机的最大钻柱重量与最大钩载的区别
钻井机械第一章
石油钻机是指用来进行石油与天然气勘探、开发的成套钻井设备。盘钻机是成套钻井设备中的基本形式,也称常规钻机。此外,为适应各种地理环境和地质条件加快钻井速度、降低钻井成本、提高钻井综合效益,近年来世界各国在转盘钻机的基础上研制了各种类型的具有特殊用途的钻机,如沙漠钻机、丛式井钻机、顶驱钻机、小井眼钻机、连续柔管钻机等特殊钻机.
现代钻机是一套大型的综合性机组,为了满足油气钻井的需要,整套钻机是由若干系统和设备组成的.本章从整体上,简要介绍关于钻机的基本概念和基本知识。
第一节钻井工艺对钻机的要求及钻机的特点
一、钻井工艺对钻机的要求
钻机设备的配置与钻井方法密切相关,目前,世界各国普遍采用的钻井方法是旋转钻井法。即利用钻头旋转破碎岩石，形成井身；利用钻柱将钻头送到井底；利用大钩、游车、天车、绞车起下钻杆柱；利用转盘或顶部驱动装置带动钻头、钻杆柱旋转；利用钻井泵输送高压钻井液，带出井底岩屑，如右图显然，旋转钻井法要求钻井机械设备具有以下三方面基础能力：（1）旋转钻进的能力：钻井工艺要求钻井机械设备能为钻具（钻杆柱和钻头）提供一定的转矩和转速，并维持一定的钻压（钻杆柱捉用在钻头上的重力）。
（2）起下钻具的能力：钻井工艺要求钻井机械设备应具有一定的起重能力及起升速度（能起出或下入全部钻杆柱和套管柱）。
（3）清洗井底的能力：钻井工艺要求钻井机械设备应具有清洗井底并携带岩屑的能力，能提供较高的泵压，使钻井液通过钻杆柱中孔，冲击清洗井底，并将岩屑带出井外。此外，考虑到钻井作业流动性大的特点，钻机设备要容易安装、拆卸和运输。钻机的使用维修工作必须简便易行，钻机的易损零部件应便于更换。钻机设备的配置和各种设备的工作能力、技术指标都是根据钻井工艺对钻机的以上三项基本要求确定的。在钻机的基本参数中对转盘的转矩与功率、大钩起重及功率、钻井泵的许用泵压与功率提出了要求。在这三组参数中，转盘的转矩，大钩的起重量，钻井泵的许用泵压，都是受到机件强度限制的。在强度满足使用要求的条件下，转盘应具有一定的转速；大钩应具有一定的提升速度；钻井泵应具有一定的排量，否则钻井作业就不能顺利进行。对转矩与转速，起重量与升速，泵压与排量的联合要求，就是工作机对功率的要求。为了保证一定的转速、升速、排量，应该供给一定的功率。
二、钻机的特点
根据钻井工艺的要求和钻井场所的特殊性，钻机表现出与一般通用机械不同的特点，概括起来如下：
（1）为了完成钻进与起下钻等钻井作业，钻机必须是一套大功率的重型联合工作机组。由于发动机是单一的特性，而工作机与井底钻具则要求具有不同的特性，所以从发动机到工作机与井底钻具间就有着不同的能量转换、运动变化和很长的能量传递路线，这就必然造成了钻机的传动机构庞大、整体效率低，控制机机构复杂、自动化程度低。
（2）钻井作业是不连续的。
在深井钻井中，起下钻这一非生产性质的辅助操作跃居主要地位，所以，起升机组变成了主要工作机组。起钻时必须付出很大的能量，而下钻时所产生的能量又不能回收，造成了很大的能量损耗。
（3）钻机的工作场所与一般机器不同。
它是在矿场、山区、沙漠、沼泽地带及海洋上进行流动性作业的。这就要求钻机必须具有高度的运移性，即设备拆、装简易，尺寸和重量适于大块装运或整体拖运。为了适应各地区的载运条件，钻机应具有不同的底座机构形式。
第二节钻机的组成及类型
一、钻机的组成现代钻机，也就是目前世界各国通用的常规钻机，是一套大型的综合性机组，整套钻机是由动力与传动系统、工作系统、控制系统、辅助系统等若干系统和相应的设备所组成。一般说来，大型的综合性机组应包括：
（1）动力系统：为整套机组提供能量的设备；
（2）传动系统：为工作机组传递、输送、分配能量的设备；
（3）工作系统：按工艺的要求进行工作设备；
（4）控制系统：控制各系统、设备按工艺要求进行工作的设备；
（5）辅助系统：协助主系统工作的设备。
钻机也不例外，也应包括这五大系统。所不同的是，钻机的工作系统比较庞大，各机组的工作状况和工作特点各不相同，因而人们按照钻机工作机组的工作特点，把钻机的工作系统分成三部分，即旋转系统、起升系统和循环系统，另外，还把钻机底座单独列为一个系统。这样看来，整套钻机就是由下述八大系统设备组成的，如图1-2所示。
1旋转系统设备
为了转动井中钻具，带动钻头破碎岩石，钻机配备了旋转系统。它主要由转盘、水龙头、钻杆柱及钻头组成。另外，水龙头、钻杆柱和钻头也起着循环高压钻井液的作用。转盘是旋转系统的核心，是钻机的三大工作机之一。顶部驱动钻机配备了顶部驱动钻井装置，代替转盘驱动钻杆柱和钻头旋转。
2循环系统设备
为了及时清洗井底、携带岩屑、保护井壁，钻机配备了钻井液循环系统。主要有钻井泵、地面高压管汇、钻井液净化设备和钻井液调配装置（固控设备）等。当采用井下动力钻具钻进时，循环系统还担负着提供高压钻井液，驱动井下涡轮钻具或螺杆钻具带动钻头破碎岩石的任务。钻井泵是循环系统的核心，是钻机的三大工作机之一。
3．起钻系统设备为了起下钻具、下套管、控制钻压及钻头送进等，钻机配备了起升系统，以辅助完成钻井作业。这套设备主要有钻井绞车、辅助刹车、游车系统〔如钢丝绳、天车、游动滑车〕大钩和井架组成。另外，还有用于起下操做的井口工具及机械设备〔如吊环、吊卡、卡瓦、动力大钳、立根移动机构等〕。绞车是起升系的核心，是钻机的三大工作机之一。上述三大系统设备是直接服务于钻井生产的，是钻机的三大工作系统统。绞车转盘钻井泵称为钻机的三大工作机。
4.动力驱动系统设备动力驱动系统设备是指为整套机组〔三大工作机组及其他辅助机组〕提供能量的设备，可以是柴油机及其供油设备，或是交流、直流电动机及其供电、保护、控制设备等。
三、
5.传动系统
设备传动系统设备是指连接动力机与工作机，实现从驱动设备到工作机组的能量传递、分配及运动方式转换设备。它包括减速、并车、倒车及变速机构等。钻机中常用的机械传动副主要是链条、三角胶带、齿轮和万向轴。此外，不少钻机还采用了液力传动、液压传动、电传动等传动形式。
6.控制系统
和监测显示仪表为了指挥控制各机组协调的进行工作，整套钻机配备有各种控制装置，常用的机械控制、气控制、电控制、液控制和电、气、液混合控制。机械驱动钻机，普遍采用集中统一气控制。现代钻机还配备各种钻井仪表及随钻测量系统，监测显示地面有关系统设备的工作状况，测量井下参数，实现井眼轨迹控制。
7.钻机底座
底座包括钻台底座和机房底座，用语安装钻机设备，方便钻机设备的移运。钻台底座用于安装井架、转盘，放置立根盒及必要的井口工具和司钻控制台，多数还要安装绞车。钻台底座应容纳必要的井口装置，因此，必须有足够的高度、面积和刚性。机房底座主要用于安装动力机组及传动系统设备，因此，也要有足够的面积和刚性，以保证机房设备能够迅速安装找正、平稳工作且移运方便。丛式井钻机底座必须满足丛式钻井的特殊要求。
8.辅助设备
成套钻机还必须具有供气设备、辅助发电设备、井口防喷设备、钻鼠洞设备及辅助起重设备，在寒冷地带钻井时还必须配备保温设备。
二、钻机的类型
世界各国的各大石油公司、各钻机制造厂家按照各自的特点，对石油钻机的分类不尽相同。一般来说，可按以下方法对石油钻机进行分类。
1. 按钻井方法分
按钻井方法的不同可把钻机分为：冲击钻机（也称为顿钻钻机，最初用来打水井。1859年，美国人德雷克把它引入石油钻井）、旋转钻机（其代表是转盘旋转钻机，也成为常规钻机，是目前世界各国通用的钻机）。
2. 按驱动钻头旋转的动力来源分
按驱动钻头旋转动力来源的不同可把钻机分为：转盘驱动旋转钻机、井底驱动旋转钻机（转盘旋转钻机加井底动力钻具）、顶部驱动旋转钻机（转盘旋转钻机加顶部驱动钻井装置）。
3. 按驱动设备类型分
按驱动设备类型的不同可把钻机分为：柴油机驱动钻机（柴油机驱动钻机又可分为柴油机驱动—机械转动钻机和柴油机驱动—液力传动钻机）、电驱动钻机（电驱动钻机又可分为直流电驱动钻机和交流电驱动钻机）。
直流电驱动钻机包括：直—直流电驱动钻机（DC—DC）和交—直流电驱动钻机（AC—SCR—DC）。
交流电驱动钻机包括：交流发电机（或工业电网）—交流电动机驱动钻机（AC—AC）和正在发展中的交流变频电驱动钻机，即交流发电机—变频调速器—交流电动机驱动钻机（AC—VFD—AC）。
4. 按工作机分组分
按工作机分组的不同可把钻机分为：统—驱动钻机、单独驱动钻机、分组驱动钻机。
5. 按主传动副类型分
按主传动副类型的不同可把钻机分为：胶带钻机、链条钻机、齿轮钻机。
6. 按钻井深度分
按钻井深度的不同可把钻机分为：浅井钻机（钻井深度不大于1500m）、中深井钻机（钻井深度为1500～3000m）、深井钻机（钻井深度为3000～5000m）、超深井钻机（钻井深度大于5000m）。
7. 按使用地区和用途分
按使用地区和用途的不同可把钻机分为：海洋钻机、浅海钻机（适用与0～5m水深或沼泽地区）、常规钻机、丛式井钻机、沙漠钻机、直升机吊运钻机小井眼钻机、连续柔管钻机等。
第三节钻机的基本参数及我国钻机系列标准
一、钻机的基本参数
钻机的基本参数指的是反映钻机基本工作性能的技术指标，也称为特性参数。如名义钻井深度、最大钻柱重量、最大钩载等。基本参数是设计、制造、选择、使用、维修和改造钻机的主要技术依据。
钻机的基本参数按系统分类主要由主参数、起升系统参数、旋转系统参数、循环系统参数、驱动系统参数等构成。
1. 主参数
在基本参数中，选定一个最主要的参数作为主参数。主参数应具备以下特征：能最直接的反映钻机的钻井能力和主要性能：对其他参数具有影响和决定作用；可用来标定钻机型号，并作为设计选用钻机的主要技术依据。
我国钻机标准采用名义钻井深度L（名义钻深范围上限）作为主参数。因为钻机的最大钻井深度影响和决定着其他参数的大小。
1）名义钻井深度L
名义钻井深度L是钻机在标准规定的钻井绳数下，使用127mm（5in）钻杆柱可钻达的最大井深。
2）名义钻深范围Lmin～Lmax
名义钻深范围Lmin～Lmax是钻机可经济利用的最小钻井深度Lmin与最大钻井深度Lmax 之间的范围。名义钻井深度范围下限Lmin与前一级的Lmax有重叠，其上限即该级钻机的名义钻井深度。
2. 起升系统参数
1）最大钩载Qhmax
最大钩载Qhmax是钻机在标准规定的最大绳数下，下套管或者进行解卡等特殊作业时，大钩上不允许超过的最大载荷。
Qhmax决定了钻机下管和处理事故的能力，是核算起升系统零部件静强度及计算转盘、水龙头主轴承静载荷的主要技术依据。
2）最大钻柱质量Qstmax
最大钻柱的质量Qstmax是钻机在标准规定的绳数下，正常钻进或进行起下作业时，大钩所允许承的最大钻柱在空气中的质量。
Qstmax=qst·L
式中：qst —每米钻柱质量，kg；
L —名义钻井深度，m。
标准规定：127mm（5in）钻杆，接80～100 m的7in 钻铤，平均取qst= 36kg/m。化整及为系列钻机的Qstmax值。是计算钻机的起升系统零部件疲劳强度和转盘、水龙头主轴承动载荷的主要技术依据。
Qhmax/Qstmax称为钩载储备系数，用Kh 来表示。一般Kh=1.8～2.08。钩载储备系数越大，表明该钻机下套管、处理事故能力越强；但钩载储备系数过大会导致起升系统零部件过于笨重，不利用搬运。
3）起升系统钻井绳数Z和最大绳数Zmax
起升系统绳数Z是指正常钻井时游动系统采用的有效提升绳数。最大绳数Zmax是指钻机配备的游动系统轮系所能提供的最大有效绳数，用于下套管或解卡等重载作业。
另外，起升系统参数还包括：绞车各挡起升速度V1、V2、……、Vk；绞车挡数K；绞车最大快绳拉力Pe；钢丝绳直径Dw；绞车额定输入功率Nde；井架有效高度Hm；钻台高度Hdf等；
3. 旋转系统参数
旋转系统参数包括：转盘开口直径Dr；转盘各挡转速n1、n2、……、nk；转盘挡数Kr；转盘额定输入功率Nre等。
4. 循环系统参数
循环系统参数包括：钻井泵额定压力Pe；钻井泵额定流量Qe；钻井泵额定输入功率Npe 等。
5. 驱动系统参数
驱动系统参数包括：单机额定功率N；总装机功率Nt等。
二、我国石油钻机标准系列
为了规范钻机的设计、制造与设备供应，以达到生产、使用的经济合理，并有利于开展国际技术交流与合作，根据油气钻井的实际需要，选定主参数，将主参数系列，也就是将钻机分级。再根据此拟定其它基本参数，形成钻机基本系列。
钻机级
别型号
GB1806－79
ZJ20
ZJ32
ZJ45
ZJ60
ZJ80
GB1806－86
15
20
32
45
60
80
1999修订
10／600
15／900
20／1350 30／1700 40／2250 50／3150 70／4500
120／9000
钻
深
H／
m
5英寸*钻杆GB1806－79
2 000
3200
4500
6000
8000
5英寸*钻杆GB1806－86
900～1500 1300～2000
1900～3200 3000～4500 4000～6000 5000～8000
5英寸*钻杆1999修订500～800 700～1400 1100～1800 1500～2 500 2000～3200 2800～4500 4000～6000 5000～8000 7000～10000
41／2＂
钻杆
500～1000 800～1500 1200～2000 1600～3000 2500～4000 3500～5000 4500～7000 6000～9000 7500～12000
钩载
W／tf
GB1806－79 120
220
300
400
600
GB1806－86
90
135
225
315
450
585
1999修订
60
90
135
170
225
315
450
675／585 900
绞车最大
输入功率
GB1806－79 550
1000
1500
2000
3000
GB1806－86
450
700
1000
1500
2000
3000
1999修订270
450
550
750
1000
1500
2000
3000
4000
滚筒钢
丝绳直径
d/m(英寸) GB1806－79
28.5
32.5
32.5或34.5 34.5
39.5
GB1806－86
26
28.5
32.5
34.5
38
41.5
1999修订
22／7／8
26／1
29／11／8 32／11／4 32／11／4 35／13／8 38／11／2 42／15／8 52／2
游动系
统绳数ndmax
GB1806－79
8／10
10／12
10／12
12／14
GB1806－86
8／8
8／8
8／10
10／12
10／12
12／14
1999修订
6／6
8／8
8／8
8／10
8／10
10／12
10／12
12／16，10／14 12／16
钻台
高度
h/m
GB1806－79 2.8
4.2～4.5
4.5(6)
6
8～9
GB1806－86
3，4.5
4.5，6，7.5
6，7.5，9
7.5，9
1999修订
3，4
4，5
5，6，7.5
7.5，9，10.5，12
钻井泵单台
功率不小于
Pd/hp
GB1806－79 350，500
800，1000 1000，1300 1300，1600 1600
GB1806－86
350，800
800，1000，1300
1 300，1 600
1600
1999修订
350
500
800
1000
1300
1600
1600
钻机的驱动形式
（1）机械驱动钻机：以柴油机为动力，通过液力变矩器、链条、齿轮三角胶带等不同组合的传动方式所驱动的钻机。
（2）电驱动钻机：用电动机驱动的钻机。
石油工业标准《SY/T5609-1999》石油钻机型式与基本参数把钻机分为9级，名义钻井深度和钻深范围按114.3mm（4 1/2in）钻杆柱（qst=30Kg/m）确定。下表给出新的钻机型号级别及钻深范围和最大钩载两项基本参数。钻机级别代号用双参数表示，如10/600，前者乘以100为钻机名义钻深范围上限数值，后者是以kN为单位计的最大钩载。在驱动传动特点的表示方法上，增加了：Y—液压钻机；DJ—交流电动钻机；DZ—直流电动钻机；DB—交流变频电动钻机。
第二章石油钻机的保养与维护
一、班维护保养：
①将钻机外表面擦拭干净，并注意钻机底座滑道，立轴等表面的清洁和良好润滑。
②检查所有外露螺栓、螺母、保险销钉等是否牢固可靠。
③按润滑要求加注润滑油或润滑脂。
④检查变速箱，分动箱及液压系统油箱的油面位置。
⑤检查各处的漏油情况并视情况加以处理。
⑥消除在本班内发生的其它故障。
二、周维护保养：
①彻底进行班维护保养所要求的项目。
②清除卡盘及卡瓦齿面上的污垢、泥土。
③清理干净抱闸内表面的油、泥等。
④排除在本周内发生的故障。
??三、月维护保养：??
①彻底进行班、周维护保养所要求的项目。??
②卸开卡盘，清洗卡瓦及卡瓦座。如有损坏应及时更换。??
③清洗油箱内过滤器，更换变质或被脏污了的液压油。??
④检查各主要零部件的完好情况，如有损坏应及时更换，不可带伤工作。??⑤彻底消除在本月内发生的故障。??
⑥若钻机长期不使用，各表露部分（特别是加工表露面）应?涂以润滑脂。
第三章国内石油钻机发展现状分析
一．石油钻机发展趋势
进入21世纪以来，石油钻机自动化、数字化、智能话、信息化水平快速发展。钻机整体向着交流变频调速电驱动石油钻机（AC-GTO-AC）方向发展。随着交流变频技术的迅速发展，交流变频电驱动石油钻机会取代可控硅直流电驱动钻机，该型钻机具有现用机械驱动钻机和直流电驱动钻机无可比拟的优越性能，将成为陆地和海洋石油钻机发展的换代产品。今后，石油钻机发展特点是：
（1）专业化钻机得到快速发展。如适应各种环境和工艺技术发展的沙漠钻机、海洋钻机、斜井钻机、小井眼钻机、特深井钻机、连续管钻机等。
（2）规模向两极化方向发展。深井石油钻机趋向大型化（1500M，MAX12500KN）、轻便
钻机趋向小型化（车载为主）。
（3）钻机控制实现自动化、智能化。顶驱、盘式刹车技术逐步成熟，电动控制技术、液压驱动技术和可靠性逐步提高。
（4）大力发展新型石油钻机，采用人性化的设计，先进的机械自动化，高效的钻机操作和监控系统，装置模块化，以提高钻机运移性，最终达到提高钻井效率，大大降低钻井成本的目的。
二．国内外石油钻机发展现状及水平
（1）国外石油钻机发展现状及水平石油钻机市场具有国际化的原因是石油钻机结构复杂，成套和技术难度大，价格昂贵，每台售价近千万元到几千万元不等，全世界总共才拥有各类陆地石油钻机4300多台。海洋钻机200～300多台。世界制造石油钻机的国家乃至厂商都不多，总计每年生产成套石油钻机的能力约600～800台左右。
（2）国内石油钻机发展现状及水平我国的石油钻机是为开采国内石油发展起来的，改革开放后，国内钻机市场面对世界钻机的竞争，各钻机制造企业充分认识到，必须以国际市场为研制的出发点才能站稳国内市场。根据“国内市场国际化，国际市场本土化”的大趋势，紧跟国内、国际市场需求，开发石油钻机前沿技术。国内目前钻深1000～7000m的钻机已形成系列，具备生产1000～9000m机械传动、电驱动、顶部驱动陆地、沙漠、海洋各种成套钻机的能力。全国现有大型钻机800台，中型钻机166台，其中87%的大中型钻机都是国产。
目前，我国成套石油钻机供应商的石油钻机制造技术在许多方面已经达到或接近国际先进水平。近两年我国几家成套石油钻机制造厂经过体制改革，又不失时机地抓住我国为保证石油供给，加紧开发陆地、沙漠、海洋石油的同时积极参与海外石油开发的良好机遇，得以发展壮大。企业在技术进步、市场开拓、经济效益、出口多方面同步发展，成绩十分显著。
总的来说，国内钻机发展水平如下：
①成套石油钻机具有国际竞争力。钻机总体质量、技术水平已与国际基本相当。
②近几年，国产电驱动钻机发展迅速，控制水平从早期的模拟控制上升到目前国际流行的典型三级控制，即上位监控级、PLC过程控制级和全数字级构成通信网络。自动控制技术在钻机上的应用已达到20世纪90年代中期国际钻机先进水平，电传动系统达到美国20世纪90年代第四代产品水平，交流变频电驱动等钻机已达到90年代国际先进水平。从钻机整体看，达到同期同类国际先进水平的5种，填补国内空白的12种。
③钻机在适应性、成套性、品种多样性和系列化、自动化、智能化等方面与发达国家的先进
水平相比还有相当大的差距。我国交流变频调速石油钻机的研制刚刚起步，国内生产的电驱动钻机，将司钻操作台和钻井仪表集中放置到司钻控制房，但各系统仍然是各自相对独立。
④国产钻机的机械维修时间约占总生产时间的5%～10%，而美国的钻机维修时间只占2%～3%。
⑤适应沙漠、戈壁、沼泽地等条件的钻机研制工作刚刚起步。中型钻机的模块化程度很低。
⑥需要加大发展小井眼石油钻机、连续管钻机、自动化钻机等先进钻井设备的投资，推广车载钻机，发展撬装钻机力度。
三、国内主要生产厂家
我国是全世界发展中国家中唯一能生产成套石油钻机的国家。十年前，只有兰州石油化工机器厂、宝鸡石油机械厂、吉林重机厂三大国营企业生产成套石油钻机。目前，生产成套石油钻机企业已发展到八家，年生产能力约200台的能力。即：
①国企三家：宝鸡石油机械有限责任公司、南阳石油机械厂、江汉第四石油机械厂；
②中外合资企业二家：兰石国民油井石油工程有限公司、上海三高石油设备有限公司；
③民营企业三家：胜利油田高原石油装备有限责任公司、成都瑜宏石化工程有限责任公司、川油广汉机械有限公司。
四．钻机出口情况
随着我国石油企业海外业务的增长和海外市场的开拓，石油装备出口贸易呈明显的增长势头。出口产品遍布20多个国家和地区，为今后出口产品的大幅度增长奠定了基础。由于国内钻机性价比较好，已有100多台钻井、修井机由国内钻井承包商带到国外钻井。
五、钻机需求从国际大环境看，一是西方发达国家受人工成本高等因素的影响，装备制造业正在逐步向外转移，中国已成为一个名副其实的“国际大工厂”。二是国际油价持续走高，刺激投资者纷纷将资金投向石油勘探领域，形成了新一轮的石油投资高峰，导致石油装备需求剧增。中国石油装备有些产品性价比优于发达国家，具有一定的竞争优势。目前国内三大石油公司都在大力实施“走出去”战略，加快海外业务的拓展，这将带动了石油装备走向国际市场。
从钻机制造来看，国内在用钻机近1300台，经过8年的更新改造，需求量大幅减少，到
2004年底只有不足500台的市场空间。按目前的钻机生产制造能力，再有三年多的时间国内钻机市场将基本饱和。国际钻机市场的确有较大发展空间，但国内生产的钻机智能化和质量水平与国外先进水平相比还有一定差距，缺乏适应各种地貌环境和工艺要求的特种钻机的设计和生产能力。而海洋钻机制造刚刚起步，基本不具备海洋平台和钻机船的设计、制造能力。
液压大钳安装、操作规程及维护保养 1范围 本标准规定了液压大钳的安装、操作及维护保养的方法。 本标准适用于钻井队液压大钳的安装、操作和维护保养。 2主要技术参数 2.1液压大钳主要技术参数见附录A。 2.2 液压大钳在不同压力下钳头扭矩见附录B。 3安装 3.1液压源安装在钻台底座或钻台偏房内，水平放置，固定牢靠。 3.2将额定钩载为5 t的滑轮，用φ15.875 mm的钢丝绳双股固定在井架天车大梁上，滑轮钩要封口。 3.3吊绳采用φ15.875 mm钢丝绳，将钢丝绳穿过滑轮，一端固定在大钳吊杆上，一端固定在3 t手拉葫芦吊钩上，手拉葫芦的下端用φ15.875 mm的钢丝绳双根固定在液压钳上。 3.4塔式钻机专用尾柱使用不小于φ137 mm的钢管，长度以高出钻台面1 m为宜，安装在钻台右前边，距井口3.3 m为宜，牢固地固定在井架底座上。A型井架也可以将井架大腿作为尾桩。 3.5将大钳与移送缸连接，吊起固定在吊绳上，再将移送缸与尾柱连接，移送缸与大钳连接端应比尾桩固定端低100 mm～350 mm，井口、大钳、尾柱保持一条线，手拉葫芦要留有足够的调节余量。 3.6接通液压管线、气路、电路。 4调试 4.1启动液压电源，观察电机转向，确保电机转向正确。 4.2井口立1柱钻杆，扣上吊卡，坐稳井口。打开气源阀门，扳动气开关将大钳送至井口。调节大钳高度，使其底面与吊卡上平面保持40 mm距离。大钳开口套入钻杆后，转动吊杆上螺旋杆，调平钳头，使上下钳两个堵头螺钉与钻杆公母螺纹贴合。 4.3操作高低档气阀、下钳夹紧气阀和移送缸气阀，观察是否灵活和漏气。 4.4试运转，压力在2.5 MPa以内低档空转1 min～2 min，压力在5 MPa以内高档空转1 min～ 2 min，确保： a)马达运转平稳，钳头复位机构正常； b)大钳送至井口，下钳准确卡住钻杆接头； c)各气、液管路无刺漏现象； d)各阀门灵活好用。 4.5调节扭矩。起下钻作业扭矩不超过100 kN·m。调节时，将钳子送到井口，夹住接头，操作高档上扣到钳子不转动时，关死钳子上的上扣溢流阀，调节油箱溢流阀到要求压力，然后再打开上扣溢流阀，调到规定上扣压力。不得用低档调节扭矩。压力、扭矩对照见附录B （资料性附录）。 5操作要求
石油钻井方法的发展 石工08-14 温欣08021680 所谓钻井方法，就是为了在地下 岩层中钻出所要求的孔眼而采用的钻 孔方法。根据他们所采用的工具和工 艺的不同，可以把石油钻井方法大致 分为人工掘井、顿钻钻井、旋转钻井。 目前，普遍使用的是旋转钻井法。本 文就是对上述钻井方法进行一个简单 的介绍。 一、人工挖井 人工挖井是最原始的钻井方式， 它为人类探索钻井机械揭开了序幕。 它是靠人下井凿开岩石再将岩屑提出 井外。这种钻井方式在一定时间内适 应于盐井、油井，但它有着速度慢、 工期长、井壁易坍塌、井深导致人窒 息等不足而被逐渐淘汰。人们思考着 更新的钻井方式——顿钻。 二、顿钻钻井 所谓顿钻，由设立木制碓架，运 用杠杆原理，全用人力一脚脚蹬踩， 带动锉头上下运动，一寸寸向下挖深。随着技术的发展顿钻钻井又有新的说法：顿钻钻井又冲击钻井法。用钢丝绳把顿钻钻头送到井底，钻进时上提钢丝绳使钻头离开井底，然后放开，让钻头自由下落冲击井底，将井底岩石击碎。 在从井里打捞岩屑时是用的捞沙筒，它是一个单向阀管。下降是阀门打开岩屑进入管内；上升时随岩屑重力使阀门自然关闭从而将岩屑提出井外。打捞干净后下入套管，再下钻头钻进，这样循环往复工作直到把井打好。 顿钻的设备简单，有成本低，不污染油层等优点，可用于一些浅的低压油井。但顿钻有钻速慢，效率低，不能适应井深日益增加和复杂地层的钻探要求，逐渐被旋转钻代替。 三、旋转钻井 旋转钻井利用钻头旋转时产生的切削或研磨作用击碎岩石，是当前通用的钻井方法。用足够的压力把钻头压在井底岩石上，使钻头牙齿吃入岩石中，用钻杆带动钻头旋转击碎井底岩石，岩屑随循环泥浆带回到地面。加在钻头上的压力叫钻压，它是靠联接钻杆和钻头的钻
石油钻井工程中钻机的智能电气液控制系统 摘要：智能的电气液控制系统具有适应性、可靠性和安全性、先进行的特点，反应的速度身十分快捷，有着安装快捷方便、维护和操作十分容易的特点，能够满足石油钻机在野外作业的需求。本文阐述了智能的电气液控制系统的基础原理和基础结构，并且分析了其在石油钻机上的可靠性应用和先进性应用，同时对适用性做出了分析比较，最终进行推广使用。 关键词：智能的电气液控制系统石油钻井工程钻机 随着钻机市场的不断发展，石油钻机开发和研制的市场有广大的前景，随着HSE管理的规范化和系统化，具有自动化性能高的石油钻机被广泛的使用。传统的石油钻机的控制系统存在着铺设的管线拆卸繁琐、维护安装复杂、危险性大、生产效率低的问题，气动阀件联系着各个逻辑控件，生产的效率很差，已经不能满足现代石油钻机的规范化布局、集中化控制、安全高效和快捷操作的需求。 1、智能的电气液控制系统的设计和结构原理 智能的电气液控制系统在进行设计的过程之中，要保持执行元件、工作介质和动力结构的特征的平稳性，主要对发令结构、控制元件、控制元件的工作方式和传令结构做出了更改。转而将通气开关、换向阀、溢流阀、继气器、调压阀，使用电控旋钮和电控换向阀等装置取代。在控制方式上采用PLC系统，对开关量、模拟量进行控制，同时实现定时、计算、逻辑运算、控制顺序、联锁保护、过程控制、计数、联网和算术运算的功能。智能的电气液控制系统的硬件主要由触摸屏、DDL、PCL和司钻房控制系统组成。智能的电气液控制系统中的CPU 硬件可以完成对数据的处理，对逻辑运算进行控制，实现与触摸屏和DDL的无线通讯功能。其中，触摸屏可以对钻进的参数和钻进的操作参数进行显示，智能控制系统中得控制元件都存在于阀导箱p 智能的电气液控制系统主要由对系统进行控制的硬件组成。钻机的智能的电气液控制系统是由控制元件、电源、核心的控制系统和辅助设备元件等构成。可以将它们按照控制方式的不同进行划分，分为模拟量及开关量的控制系统和数字式的控制系统。钻机的逻辑控制可以通过触摸屏的功能实现，通过对开关的转换实现二者的切换，同时触摸屏还可以显示和控制钻机的工作状态。一旦系统发生故障，会立刻切断电源、报警，对故障点进行显示并找出相应的解决办法。数字式的控制系统可以使用串联的工作方式，在司钻房的元件上安装DDL DRIVE模块，在绞车上进行DDL LINK模块的安装，当系统发出信号时，DDL模块可以转化数字信号，依据系统发出的指令对元件实现控制。在PCL的选择上，可以根据系统的输出点数和输入点数进行功能的联网和扩展，使用PROFIBUS作为系统的总线，依据系统的开关数量和寄存器、定时器的数量选择储存的容量。在智能的电气液控制系统阀件的选择上，主要包括绞车车厢内的控制元件和刹车系统的控制元件，采用活塞式的滑阀结构，可以改变传统的工作信号和工作介质的
钻机定义 石油钻井的地面配套设备称为钻机，石油钻机是由多种机器设备组成的一套大功率重型联合工作机组。 钻机八大系统 （1）起升系统 组成：天车、游车、大钩、绞车、滚筒、钢丝绳以及吊环、吊卡、吊钳、卡瓦等井口工具。 作用：下放、悬吊或起升钻柱、套管柱和其它井下设备进、出井眼；起下钻、接单根和钻进时的钻压控制。 （2）旋转系统 组成：转盘、水龙头、钻头、钻柱。 作用：保证在钻井液高压循环的情况下，给井下钻具提供足够的旋转扭矩和动力，以满足破岩钻进和井下其它要求。 （3）循环系统 组成：泥浆泵、地面管汇、泥浆罐、泥浆净化设备。其中地面管汇包括高压管汇、立管、水龙带，泥浆净化设备包括振动筛、除砂器、除泥器、离心机等。 作用：从井底清除岩屑；冷却钻头和润滑钻具。 泥浆泵号称钻机的“心脏” 泥浆的循环流程： 泥浆泵－地面高压管汇－立管－水龙带－水龙头－钻柱（方钻杆、钻杆、钻铤）－钻头－环形空间－地面排出管线－固控设备－泥浆池－泥浆泵 起升系统、循环系统和旋转系统是钻机的三大工作机组 （4）动力系统 组成：柴油机、电动机。 作用：为整套机组（三大工作机组及其他辅助机组）提供能量。 （5）传动系统
组成：联轴器、离合器、变速箱、皮带传动、链条传动等装置 作用：把动力传递给泥浆泵、绞车和转盘（三大工作机） （6）控制系统 组成：机械控制、气控制、电控制和液控制等。 作用：控制各系统、设备按工艺要求进行。司钻通过钻机上司钻控制台可以完成几乎所有的钻机控制：如总离合器的离合；各动力机的并车；绞车、转盘和钻井泵的起、停；绞车的高低速控制等。 （7）钻机底座系统 组成：钻台底座、机房底座。 作用：支撑和安装各钻井设备和工具，提供钻井操作场所，方便钻机设备的移运。 （8）辅助设备系统 组成：供气设备、辅助发电设备、井口防喷设备、钻鼠洞设备及辅助起重设备等。 作用：协助主系统工作，保证钻井的安全和正常进行。
1 人员准备 1.1 井队带班队长，安全官，机械师，司机长，司钻，副司钻，井架工，钻工,场地工，水车司机，吊、叉车司机等 2 工具准备 2.1 与注灰管柱相匹配的安全阀与循环头 2.2 与上卸钻具相匹配的B型大钳，上扣扭矩仪，液压大钳等 2.3 与注灰队上水口相配的接头及管线 2.4 与钻具尺寸相配套的卡瓦和安全卡瓦/单根吊卡等 2.5 钻杆安全阀（球阀）、扳手、钻杆内防喷器、配合接头与循环头 2.6 检查泥浆泵安全阀压力设定在安全范围内。 2.7 足够长度的反循环管线。 2.8 泥浆比重计和取样杯。 3 安全注意事项 3.1 操作要求 3.1.1 在工作开始之前，要组织井队人员和注灰队人员召开安全会，明确注灰施工程序及顶替液量，通知司钻起钻立柱根数和循环井深及体积。 3.1.2 注灰管线试压时人员应当远离高压区。 3.1.3 起下钻时井口人员不能挡住司钻的视线。 3.1.4 对注灰管线和井口试压时井口阀门的开关应安排由第三方人员操作。
3.1.5 注水泥钻具一般用1000FT的3-1/2”油管作为注水泥管柱，下入油管长度不要短于水泥塞高度。 3.1.6 下油管期间认真通径，检查好丝扣，按照标准扭矩上扣。 3.1.7 下油管期间坐卡瓦后，使用安全卡瓦或单根吊卡做好二次防护。 3.1.8 若注灰浆中途失败，应采用反循环的方法排出灰浆，不允许灰浆通过BOP系统。 3.1.9 注灰施工前再次确认入井钻具数量，一定要和注灰工程师及监督沟通好上提管柱高度和根数。 3.1.10 预留一个泥浆仓作用来收集顶替灰浆的返出液。 3.1.11 井架工要在顶替灰浆时抵达二层台就位，等待起管柱。 3.1.12 入井的注灰管柱要求严格检查丝扣与本体，不能出现穿孔油管入井，油管连接扭矩不达标导致井下事故。 3.1.13 注灰管柱要避免使用原井管柱。 3.1.14 扣上吊卡后，一定要确认保险销子插好。 3.1.15 起下钻时井口做好防落物工作，气动卡瓦或者手动卡瓦座好后悬重要缓慢释放，防止挤扁管柱本体。 3.1.16 水泥灰顶替到位后要抓紧起钻至反循环深度，及早将多余灰浆洗出井筒。 3.1.17 利用注灰队的管线作为反洗井排出管线时，一定要落实泵车上的出口阀门是否打开。
钻头知识 钻头 钻头主要分为：刮刀钻头；牙轮钻头；金刚石钻头；硬质合金钻头；特种钻头等。衡量钻头的主要指标是：钻头进尺和机械钻速。钻机八大件 钻机八大件是指：井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。 钻柱组成及其作用 钻柱通常的组成部分有：钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。钻柱的基本作用是：(1)起下钻头；(2)施加钻压；(3)传递动力；(4)输送钻井液；(5)进行特殊作业：挤水泥、处理井下事故等。 钻井液的性能及作用 钻井液的性能主要有：(1)密度；(2)粘度；(3)屈服值；(4)静切力；(5)失水量；(6)泥饼厚度；(7)含砂量；(8)酸碱度；(9)固相、油水含量。钻井液是钻井的血液，其主作用是：1)携带、悬浮岩屑；2)冷却、润滑钻头和钻具；3)清洗、冲刷井底，利于钻井；4)利用钻井液液柱压力，防止井喷；5)保护井壁，防止井壁垮塌；6)为井下动力钻具传递动力。 常用的钻井液净化设备 常用的钻井液净化设备：(1)振动筛，作用是清除大于筛孔尺寸的砂粒；(2)旋流分离器，作用是清除小于振动筛筛孔尺寸的颗粒； (3)螺杆式离心分离机，作用是回收重晶石，分离粘土颗粒；(4)筛筒
式离心分离机，作用是回收重晶石。 钻井中钻井液的循环程序 钻井液罐经泵→地面管汇→立管→水龙带、水龙头→钻柱内→钻头→钻柱外环形空间→井口、泥浆(钻井液)槽→钻井液净化设备→钻井液罐。 钻开油气层过程中，钻井液对油气层的损害 主要有以下几种损害：(1)固相颗粒及泥饼堵塞油气通道；(2)滤失液使地层中粘土膨胀而堵塞地层孔隙；(3)钻井液滤液中离子与地层离子作用产生沉淀堵塞通道；(4)产生水锁效应，增加油气流动阻力。 预测和监测地层压力的方法 (1)钻井前，采用地震法；(2)钻井中，采用机械钻速法，d、dc 指数法，页岩密度法；(3)完井后，采用密度测井，声波时差测井，试油测试等方法。 钻井液静液压力和钻井中变化 静液压力，是由钻井液本身重量引起的压力。钻井中变化，岩屑的进入会增加液柱压力，油、气水侵会降低静液压力，井内钻井液液面下降会降低静液压力。防止钻井液静液压力变化的方法有：有效地净化钻井液；起钻及时灌满钻井液。 喷射钻井 喷射钻井是利用钻井液通过喷射式钻头喷嘴时，所产生的高速射流的水力作用，提高机械钻速的一种钻井方法。
钻机天车、井架、底座培训手册 川油广汉宏华有限公司 2005.4
目录 1培训目的 (1) 2概述 (1) 3钻机天车 (2) 3.1天车的分类 (2) 3.1.1顺穿天车 (2) 3.1.2花穿天车 (3) 3.1.3花穿与顺穿的比较 (4) 3.２天车主要结构(例TC315-7) (5) 3.３天车主要技术参数 (6) 3.４天车的检查、维护保养及故障排除 (7) 4钻机井架 (8) 4.1井架分类 (8) 4.2井架主要结构（例JJ315/45-K2） (10) 4.3井架主要技术参数 (11) 5钻机底座 (13) 5.1底座分类 (13) 5.2底座主要结构（例DZ315/9-S3） (15) 5.3底座主要技术参数 (15) 6保证井架、底座使用安全的一般要求 (16) 7井架，底座的安装与调整 (18) 7.1地基 (18) 7.2基准 (18) 7.3自升式井架、底座起放作业 (18) 7.4井架的调整 (22) 8井架、底座的检查、维护与修理 (23)
1培训目的 〔1〕了解钻井机械中天车、井架和底座的基本功能。 〔2〕了解钻井机械中天车、井架和底座的设计特点和结构。 〔3〕了解钻井机械中天车、井架和底座的主要技术参数。 〔4〕重点了解钻井机械中天车、井架和底座的安装、调试、维护保养，日常检查，故障及其危害，故障的检查与排除及防止故障发生的措施等。 2概述 天车、井架和底座是石油钻机的重要组成部分。随着不同地貌条件和地质条件下的油气田的勘探开发，按照不同的钻井工艺要求，设计制造出各种不同功能的钻机，因而也就出现了各种不同结构类型的天车、井架和底座。下面以宏华公司制造的成套钻机ZJ50DBS作为实例，具体介绍钻机的天车、井架和底座的基本功能、结构特点、主要技术参数以及安装、调试、维护保养、日常检查和维修等。ZJ50DBS钻机配套的天车、井架和底座型号分别为TC315-7、JJ315/45-K2和DZ315/9-S3。 图1（ZJ50DBS在乌兹别克斯坦古德扎克42号井作业）
石油钻机的主要系统 石油钻机 在石油钻井中，带动钻具破碎岩石，向地下钻进，获得石油或天然气的机械设备。 一部常用石油钻机主要由动力机、传动机、工作机及辅助设备组成。一般有八大系统（起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座、钻机辅助设备系统），要具备起下钻能力、旋转钻进能力、循环洗井能力。其主要设备有：井架、天车、绞车、游动滑车、大钩、转盘、水龙头（动力水龙头）及钻井泵（现场习惯上叫钻机八大件）、动力机（柴油机、电动机、燃气轮机）、联动机、固相控制设备、井控设备等、 [编辑本段] 石油钻机的主要系统 1. 提升系统 提升系统主要是由绞车、井架、天车、游动滑车、大钩及钢丝绳等组成。其中天车、游动滑车、钢丝绳组成的系统称为游动系统。提升系统的主要作用是起下钻具、控制钻压、下套管以及处理井下复杂情况和辅助起升重物。 2.旋转系统 旋转系统是由转盘、水龙头（动力水龙头）、井内钻具（井下动力钻具）等组成。其主要作用是带动井内钻具、钻头等旋转，连接起升系统和钻井液循环系统。 3.钻井液循环系统 钻井液循环系统是由钻井泵、地面管汇、立管、水龙带、钻井液配制净化处理设备、井下钻具及钻头喷嘴等组成。其主要作用是冲洗净化井底、携带岩屑、传递动力。 4.传动系统 传动系统是由动力机与工作机之间的各种传动设备（联动机组）和部件组成。其主要作用是将动力传递并合理分配给工作机组。 5.控制系统 控制系统由各种控制设备组成。通常是机械、电、气、液联合控制。机械控制设备有手柄、踏板、操纵杆等；电动控制设备有基本元件、变阻器、继电器、微型控制等；气动（液动）控制设备有气（液）元件、工作缸等。 6.起升系统 起升系统一般由液压缸组成。随着液压缸活塞杆的伸出将井架起升，活塞杆的缩回井架下放。
OIL DRILLING RIG 石油钻机 公司可提供钻井深度2000-12000米之间的钻机与修井机，有车载、橇装、整托等运输形式；并可根据用户需求，提供适应陆地、
SKID-MOUNTED DRILLING RIG 橇装钻机 4000米(1000HP)系列钻机型号及参数 TECHNICAL P ARAMETERS 技术参数 The design meets GB/T 23505 Petroleum Drilling and Workover Rigs, and the main supporting parts conform to API specifications Reasonable overall layout, safe and fast demolition, complying with highway transport requirements Features explosion-proof, leak-proof, anti-corrosion, moisture-proof, cold resistant, high temperature resistant and sand prevention Mechanical drive, electromechanical drive, and electric drive are available The mast is front opening K type, featuring low installation and integral lifting The substructure is in parallelogram structure and uses drawworks power for lifting, which is safe and fast 设计符合国标GB/T▲23505《石油钻机和修井机》，主要配套部件符合API 规范 总体布局合理，拆迁安全快速，符合高速公路运输要求 产品具有防爆、防漏、防腐、防潮、防寒、耐高温、防沙等性能 采用机械驱动、机电复合驱动、电驱动等型式。 井架采用前开口K 型，低位安装，整体起升 底座采用平行四边形结构，利用绞车动力起升，安全、快捷
API钻头标准尺寸 国产钻头尺寸系列 套管与钻头尺寸配合系列 套管下入的井眼尺寸(钻头尺寸)，mm (in) 钻头和套管内间隙的标准
API
石油套管规格尺寸表I国标是油套管标准外径及壁厚I国标油管标准外 径及壁厚I国标石油套管的理论重量表 套管、油管尺寸表 外径名义重量壁厚内径通径接箍外径螺纹类型钢级长度 139.7 o o (5-1/2 ) 2085 23.09 25.32 29.79 4.26 56.60 (38.00 ) 177.8 o (7) (0.244 ) o (15.50 ) o (17.00 ) o (20.00 ) o (23.00 ) o 9.79 4.26 8.73 3.20 7.66 2.13 (20.00) (23.00) (26.00) (29.00) (32.00) (35.00) (24.00) (28.00) (32.00) (36.00) 35.75 219.1 o o 黑 (8-5/8 ) f3.62 59.58 (40.00 ) 244.5 o o (9-5/8 ) o o (36.00 ) o (40.00 ) o (43.50 ) o (47.00 ) o 48.11(32.30) 53.62 59.58 64.79 70.01 71.69 (53.50 ) 273.0 o o (10-3/4 ) 48.78 50.32 57.77 75.96 82.67 (32.75 ) o (40.50 ) o (45.50 ) o (51.00 ) o (55.50 ) o 339.7 o o (13-3/8 ) 73.0 o o (2-7/8 ) 71.50 (48.00 ) o 81.18 (54.50 ) o 90.86 (61.00 ) o 101.69 (68.00 ) 9.53 (6.40 ) o o 11.62 (7.90 ) o o 12.81 (8.60 ) 88.9 o o (3-1/2 ) 114.3 o o (4-1/2 ) 11.47 (7.70 )oo 15.19 ( 10.20 ) 6.20(0.244) o o 6.98(0.275) o o 7.72(0.304) o o 9.17(0.361) o o 10.54(0.415) 5.87(0.231) o o 6.91(0.272) o o 8.05(0.317) o o 9.19(0.362) o o 10.36(0.408) o、 11.51(0.453) o , 12.65(0.498) o、 13.72(0.540) 6.71(0.264)o 7.72(0.304) o o 8.94(0.352) o o 10.16(0.400) o 、 11.43(0.450) 7.92(0.312)—o 8.94(0.352) o o 10.03(0.395) o、 11.05(0.435) o、 11.99(0.472) o ' 13.84(0.545) 7.09(0.279)~o 8.89(0.350) o o 10.26(0.400) o ' 11.43(0.450) o , 12.57(0.495) 8.38(0.330)o 9.65(0.380) o o 10.92(0.430) o , 12.19(0.480) 5.51(0217) o o 7.01(0.276) o o 7.82(0.308) 5.49(0.216)~o 7.34(0.289) 127.3(5.012) o 125.7(4.950) o 124.3(4.892) o 121.4(4.778) o 118.6(4.670) o 124.1(4.887) o o o 122.6(4.825) o o o 121.1(4.767) o o o 118.2(4.653) o o 115.4(4.545) 153.7 o o (6.050) 圆螺纹。o 偏梯螺纹 j55 o o n80o o p 110 8m-12m o (2602-39.4) 18.77( 12.60) 6.88(0.271) 166.1(6.538) o o 162.9(6.413) o o 164.2(6.456) o 161.7(6.366) o 159.4(6.276) o 157.1(6.180) o 154.8(6.090) o 152.5(6.004) o 150.4(5.430) 205.7(8.093) o 203.7(8.020) o 201.2(7.927) o 198.8(7.827) o 196.2(7.724) 328.7(9.001) o 236.6(8.921) o 224.4(8.835) o 232.4(8.755) o 320.5(8.681) o 216.8(8.535) o 160.8(6.331) o o o 158.5(6.204) o o o 156.2(6.151) o o o 153.9(6.059) o o o 151.6(5.969) o o o 149.3(5.879) o o 147.2(5.795) o o 202.5(7.972) o o 200.5(7.894) o o 198.0(7.795) o o 195.6(7.701) o o 193.0(7.598) o o 244.7(8.845) o o 222.6(8.765) o o 220.4(8.679) o o 218.4(8.599) o o 216.5(8.525) o o 212.8(8.379) o o 258.9(10.192) o o 254.9(10.035) o o 255.3(10.050) o 252.7(9.950) o 250.2(9.850) o 247.9(9.760) 322.9(12.715) o 320.4(12.615) o 317.9(12.515) o 315.3(12.415) o 62.00(2.441) o o 251.3(9.894) o o o 248.8(9.794) o o o 246.2(9.694) o o 243.9(9.604) o 319.0(12.559) o o o 316.5(12.459) o o o 313.9(12.359) o o o 311.4(12.259) o 59.61(2.347) o o 59.00(2.323) o o ^6.62(2.229) o o 57.40(2.259) 77.9(3.067) o o 76.0(2.992) 54.99(2.165) 24.25(2.943) o o 21.04(2.797) 100.5(3.957) 97.37(3.833) 194.5 o o (7.656) 244.5 o o (9.625) 269.6 o o (10.6250 298.5 o o (11.752) 365.1 o o (14.374) 88.9 o o (3.500) 107.95 o o (4.250) 132.08 o o (5.200) 圆螺纹。o 偏梯螺纹 圆螺纹。。 偏梯螺纹 圆螺纹。o 偏梯螺纹 圆螺纹。o 偏梯螺纹 圆螺纹。o 偏梯螺纹 圆螺纹。。 圆螺纹。。 圆螺纹。。 j55 o o n80 o o p 110 8m-12m o (2602-39.4) j55 o o n80 o o p 110 8m-12m>o (2602-39.4) j55 o o n80 o o p 110 8m-12m o (2602-39.4) j55 o o n80o o p 110 8m-12m o (2602-39.4) j55 o o n80 o o p 110 8m-12m o (2602-39.4) j55 O O n80 8.5m-9.5m o o (27.9-31.2) j55 o o n80 o o j55 o o n80 o o 8.5m-9.5m o o (27.9-31.2) 8.5m-9.5m o o (27.9-31
目录：石油世界 浏览字体：大中小1钻井知识 钻头 钻头主要分为：刮刀钻头；牙轮钻头；金刚石钻头；硬质合金钻头；特种钻头等。衡量钻头的主要指标是：钻头进尺和机械钻速。 钻机八大件 钻机八大件是指：井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。 钻柱组成及其作用 钻柱通常的组成部分有：钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。钻柱的基本作用是：(1)起下钻头；(2)施加钻压；(3)传递动力；(4)输送钻井液；(5)进行特殊作业：挤水泥、处理井下事故等。 钻井液的性能及作用 钻井液的性能主要有：(1)密度；(2)粘度；(3)屈服值；(4)静切力；(5)失水量；(6)泥饼厚度；(7)含砂量；(8)酸碱度；(9)固相、油水含量。钻井液是钻井的血液，其主作用是：1)携带、悬浮岩屑；2)冷却、润滑钻头和钻具；3)清洗、冲刷井底，利于钻井；4)利用钻井液液柱压力，防止井喷；5)保护井壁，防止井壁垮塌；6)为井下动力钻具传递动力。 常用的钻井液净化设备 常用的钻井液净化设备：(1)振动筛，作用是清除大于筛孔尺寸的砂粒；(2)旋流分离器，作用是清除小于振动筛筛孔尺寸的颗粒；(3)螺杆式离心分离机，作用是回收重晶石，分离粘土颗粒；(4)筛筒式离心分离机，作用是回收重晶石。 钻井中钻井液的循环程序 钻井液罐经泵→地面管汇→立管→水龙带、水龙头→钻柱内→钻头→钻柱外环形空间→井口、泥浆(钻井液)槽→钻井液净化设备→钻井液罐。 钻开油气层过程中，钻井液对油气层的损害 主要有以下几种损害：(1)固相颗粒及泥饼堵塞油气通道；(2)滤失液使地层中粘土膨胀而堵塞地层孔隙；(3)钻井液滤液中离子与地层离子作用产生沉淀堵塞通道；(4)产生水锁效应，增加油气流动阻力。 预测和监测地层压力的方法 (1)钻井前，采用地震法；(2)钻井中，采用机械钻速法，d、dc指数法，页岩密度法；
物联网在石油钻机控制系统上的探索运用 为适应各种不同地域环境油气的勘探开发，石油企业不断的利用新科技对石油钻机控制系统进行改进。物联网是一个社会发展的新环境，物联网中的技术应用于石油钻井方面，帮助石油企业更好开发出优质石油。本文针对石油钻机控制系统进行介绍，探讨出物联网在石油钻机控制系统中的应用，分析石油发展前景。 标签：物联网;石油钻机控制系统 一、石油钻机控制系统现状 目前，石油钻探行业正逐步与国际接轨，对石油钻井国内和国际的要求也越来越高，而石油钻井井场防爆电路标准化体系，是基于当前国内外石油钻采设备和新技术的钻井，新技术和现代钻井生产的要求，为了防止火花因石油钻井过程电气控制设备，造成可燃气体爆炸，实现高品质，生产效率和安全钻井，并与国际市场和诞生出的新产品。石油钻机标准化防爆电路系统主要用于陆上石油钻井、海上石油钻井平台、固体控制设备和井场电气设备及照明控制。该系统适用于有爆炸性气体混合物环境的1区、2区，爆炸性气体混合物属Ⅱ类，A、B级，T1--T4组的场所，作为配电或集中控制三相鼠笼异步电动机的启动、停止，具有失压、短路、过载及断相保护功能，关键部位还具有无负载拒绝合闸功能。井场具有标准化电路防爆，水和灰尘，特别适用于油田恶劣的环境，这是油田钻井设备和标准化作业的最佳选择。井场标准防爆电路系统的设计和制造是以“性能先进、安全可靠、运输方便、操作经济、符合hse要求”为原则。 二、石油钻机控制系统 2.1集中控制方式 所謂集中控制，是利用MCC电子控制室将井场所有交流电机的起动装置和其他地区的区域电源集中起来，采用两地独立供电和起动交流电机的方式，通过MCC控制室的插接柜通过快速防爆插头将电源和控制电源线连接到各电气设备上。固体控制区进入一电源和控制电源线，也通过快速防爆连接器结合到罐接线盒的固体控制结束，然后将电缆通过所述防爆接线盒，以提供过渡表面罐子固体控制设备。简化了井场电气控制设备，实现了井场电气设备的集中控制，即井场内所有交流电机的集中控制，两地之间的独立供电和起动。使用集中控制室分区电源的交流电机的场区和井场并与防爆和防爆接线盒与实施的控制转接盒其它井MCC电控房。井场中所有交流电动机的供电和控制以及其他地区的分区供电集中在电控室。采用独立供电和双向起动模式，有利于井上电气人员的集中运行。容易观察，同时也有利于电力的维护和检修。缺点是来自MCC电气控制室的电源和控制电缆太多，不利于人员的安装。从经济的角度来看，总体价格略高。 2.2分散控制方式
第一章司钻岗位操作规程 一、操作前检查与准备 1、召开班前会，根据生产任务搞好工作安排，使全班每个人都能明确本班任务和安全生产注意事项，确保生产有条不紊，安全无事故。 2、检查主刹车及辅助刹车系统工作情况。 3、检查大绳的死、活绳头固定情况及大绳有无断丝。 4、检查所有钢缆、给进、绞车、吊索。 5、检查液压系统、性能良好，各种仪表灵敏可靠。 6、检查提升系统及动力大钳。 7、防碰天车装置必须灵敏可靠。 8、指挥岗位人员清理钻台面，便于操作。 二、正常钻进 1、钻进中严格执行技术指令。 2、均匀送钻，观察参数仪（指重表、泵压表）变化，准确地判断井下情况。 3、钻进中发生蹩、跳现象，及时汇报，根据指令调整钻压、转速等参数。 4、钻进中泵压下降，应立即停钻检查。排除地面因素后起钻检查钻具。 5、牙轮钻头使用到后期，出现蹩、跳钻、转盘负荷大、打倒车、钻时明显增加等现象，立即循环钻井液，起钻换钻头。 6、设备发生故障，尽量循环钻井液，活动钻具；不能循环钻井液及活动钻具时，可下放钻具，将悬重的2/3压至井底，使钻具弯曲，以防粘卡，排除故障后，起钻检查钻具。 7、接单根前按规定进行划眼，卸扣时不磨扣，上扣时不压扣。上提方钻杆时，观察游车，待单根下接头出鼠洞时应缓慢起出。接好单根后先开泵，正常后方可下放钻进。 8、操作失误造成顿钻或溜钻，立即循环钻井液起钻检查。 三、起钻操作 1、起钻时严格执行技术指令。 2、起钻前将钻头提离井底2m以上，循环钻井液，并活动钻具。待钻井液性能稳定，井下情况正常，准备工作完成后，方可起钻。 3、井口挂好吊环，插入磁性保险销，待大钩弹簧拉紧后方可上提。 4、上提钻具时精力集中，平稳操作，右手不离刹把，左手不离开关，目视井口，观察指重表、滚筒钢丝绳缠绕情况及钻杆接头数，判断游动滑车位置，防止顶天车。 5、起钻中途按规定进行放气，钻杆下接头出转盘面0.5-0.6m后，刹住钻具，待井口放好卡瓦或吊卡后，缓慢下放钻具。 7、井下正常时根据钻具负荷和设备起升能力合理选择起钻速度。 8、起钻遇卡，应上下活动钻具，上提拉力不得超过原悬重100KN，严禁猛提硬转，无效后接方钻杆循环钻井液，汇报请示。 四、下钻操作 1、下钻时严格执行技术指令。 2、入井钻头及喷嘴符合设计、无损伤，否则不能入井,钻头装卸器尺寸合适。 3、钻头紧扣先用链钳人力上紧，再用顶驱紧扣，扭矩符合要求，下入时缓慢通过井口。 4、入井钻铤符合规定标准（弯曲度及磨损情况等），按规定扭矩紧扣。 5、根据钻铤尺寸选择卡瓦、安全卡瓦。卡瓦距内螺纹端面50 cm ；安全卡瓦要卡平、卡紧，不能卡反，所卡部位至卡瓦距离5-8cm。
车装钻机液压系统泄露的控制及维护 总装一分厂 李湛 2007年6月
的控制及维护 摘要： “漏油”几乎是所有车装钻机的通病，经常可以在车间及试验场看到车上车下油迹斑斑，成为一项久攻不下的顽疾。液压系统的泄漏严重影响着系统工作的安全性，造成油液浪费、污染周围环境、增加机器的停工时间、降低生产率、增加生产成本及对产品造成污损。因此，对液压系统的泄漏我们必须加以控制。 关键词： 液压系统（hydraulic system）泄漏（leak）管线（pipeline）冲击（impact）振动（vibration）磨损（abrasion） 控制（control）措施（measure）维护（maintenance） 设备（Equipment） 目录： 一、装钻机的液压系统 二、液压系统存在的泄漏现象 三、液压系统泄漏的原因 四、控制泄漏的措施 五、液压设备的维护
的控制及维护 一、车装钻机的液压系统 液压系统贯穿车装钻机的各个部分，是每一台设备的重要组成，它由： （1）动力装置——液压泵； （2）控制调节装置——溢流阀、截止阀、换向伐、单向伐等伐件； （3）执行装置——液压缸、液压马达、钻杆动力钳等； （4）辅助装置——油箱、滤油器、管道接头等。 四个部分组成，它的主要部件包括：动力源系统、控制阀件、液压支腿系统、液压绞车及崩扣缸系统、井架起升系统等。 二、液压系统存在的泄露现象 “漏油”几乎是所有车装钻机的通病，经常可以在车间及试验场看到车上车下油迹斑斑，成为一项久攻不下的顽疾。液压系统的泄漏严重影响着系统工作的安全性，造成油液浪费、污染周围环境、增加机器的停工时间、降低生产率、增加生产成本及对产品造成污损。因此，对液压系统的泄漏我们必须加以控制。 三、液压系统泄漏的原因 提起泄漏的原因，可能很多人首先想到的就是安装不到位，该拧紧的地方没有拧紧或是生料带没有缠够。这些可能是造成泄漏的原因，但仅此而已吗？单单是安装失误就如此难以解决吗？问题远远不
《电动钻机》第一章钻井方法 一、机械钻井法 1. 顿钻钻井法 破岩——用顿钻钻头，上下冲击。排屑——用捞砂筒。 二者交替进行，钻进过程不连续。 特点：效率低，速度慢，设备简单，适于浅井，农用水 井。 2.旋转钻井法 （1）过程：破岩—用旋转钻头；排屑—用循环钻井液； （2）钻具组合：水龙头（输入泥浆）→方钻杆（传矩） →钻柱（钻杆：传矩、加长、循环；钻铤：提供钻压） →钻头。 （3）分类 地面动力——转盘钻（常规）【钻头旋转，连续破碎岩层， 用钻井液环带出岩屑，钻井效率高。 地上动力——顶部驱动（前景好）【水龙头＋转盘，以立 根钻井。】 井下动力——有涡轮钻具和螺杆钻具。（斜井、水平井用） 【钻井液经钻杆柱内腔泵入涡轮钻具中，驱动转子由主 轴带动钻头旋转，实现破岩钻进。】 二、钻井工艺过程 多道工序完成三件事：破碎岩石；取出岩屑、保护井壁； 固井和完井，形成油流通道。 1．钻前准备 ①定井位；②平井场；③打基础；④备器材。 2．钻进 （1）全井钻进过程 ①一次开钻，下表管。②二次开钻，从表管内钻进。 ③三次开钻，从技术套管内钻进。 （2）钻井作业 ①下钻—将钻具（由钻头、钻铤、方钻杆组成的钻 杆柱）下入井底，准备钻进。 ②正常钻进—又称纯钻进。启动转盘（或井底动力钻具） 通过钻柱带动钻头旋转，借助手刹车，给钻头施加适当 的钻压以破碎岩石。 同时，开泵循环泥浆：冲洗井底，携出岩屑，保护井壁， 冷却钻具。 ③接单根—不断钻进，加长钻柱； 每次接入一根钻杆，称为接单根。顶驱时，每次接入一 立根（由2到3单根组成）。 ④起钻—换钻头时，取出钻柱，称起钻作业。 以立根为单位起卸。 ⑤换钻头—起钻结束，卸下旧钻头，换上新钻头。 ⑥循环工作：下钻→正常钻进→接单根（立根）→起 钻→换钻头→下钻 4．下套管固井 套管与井壁的环空注入水泥浆封固，称为固井。 （1）套管-------套管是加固井壁形成井筒所用的钢管。 ①套管材料：高合金钢，【含C，Mn，Mo，Cr，Ni，Cu， P，S，Si（硅）。】 ②钢级：【API标准套管（API 5CT美国石油学会标准）】 按强度高低分为不同钢级套管，有：H-40，J-55，K-55， C-75，N-80，L-80，C-95，P-105，P-110，C-125等。 字母：含不同化学成份的分类代号； 数字：管材的最小屈服极限，单位是KSI（）。 【1 PSi（2 /英寸 磅）=6.89kPa=0.00689MPa】 ③制造方法：无缝钢管套管，用热轧钢制造；焊接套管， 用钢板卷筒直焊缝。上海宝钢—热轧；宝鸡钢管厂—焊 接 ④套管尺寸规格：均用外径表示。 （2）井身结构 下不同层次的套管固结井壁就构成了井身结构。（图参看 P11,图1-15） ①导管：防止表土坍塌，引入钻头，一口井中最大尺寸 的套管（20~40m）。 ②表层套管：加固上部疏松岩层的井壁；封隔浅层水； 安装防喷器、套管头、采油树（30～100m）。 ③技术套管：封隔 上部油、水、气层； 漏失层；坍塌层。 根据地质情况下n 层技术套管。 ④油层套管（生产 套管）：最后一层 套管，形成井筒， 使油气入内。内放 油管。 （3）固井注水泥 下完套管后注水 泥。 【普通井油层套 管加固到油层 100~200米以上， 热采井加固到井口 （防止热应力膨胀 举升井口）。】 为了工作顺利，开 钻方便，套管柱下 部要有附加装置。 ①套管柱下部结 2 /英寸 千磅
石油钻机网电控制系统 系统主要配置 石油钻机网电控制系统由10KV工业电网进线，经HXGN型铠装式高压环网开关柜，分别送给两台10/0.6KV、3150KVA的干式环氧浇注变压器。变压器输出经GCS型低压抽屉式开关柜组成600V电网，从而给钻机电驱动控制系统提供了工作电源。在600V电网上同时并联SXY10型动态有源谐波抑制装置和SWB15型动态无功功率补偿装置，对600V电网进行谐波抑制和无功功率补偿，改善电网质量，保障系统可靠运行。整套系统按一座控制房设计，分高压室、变压器室、低压室、空调及系统对外进出线室，结构紧凑、布局合理、操作方便、搬运省时。 1、 HXGN型铠装式高压环网柜 模块化结构 操作灵活 采用保护继电器和传感器 完全满足使用要求 具有“五防”闭锁保护功能：防带负荷误操作；防止带接地线误合断路器；防止带电误合接地开关；防止误入带电间隔；电磁锁定装置 2、 GCS型低压抽屉式开关柜 GCS型开关柜或抽屉柜是实现系统的低压供电、控制和保护，各控制单元具有检修锁定功能。 3、 SXY10型动态有源谐波抑制装置 SXY10型动态有源谐波抑制装置是采用数字逻辑电路进行电流检测和电流注入的电力电子产品。主要由有源逆变器构成，与被补偿的谐波负载或电网并联连接，通过实时检测非线性负载电流波形，分离出谐波信号，并把被检测到的谐波信号转化为数字信号处理器（DSP）中的数字信号。同时，DSP数字信号处理器产生一系列PWM信号控制IGBT的触发，产生相位与电网谐波电流相反而大小相同的电流注入电网中，从而实现滤除谐波、动态补偿系统波动、提高功率因数等功能。 4、 SWB15型动态无功功率补偿装置 采用晶闸管电流过零投切技术，实现零电流投入、零电流切除，无涌流、无冲击 快速跟踪系统负荷无功变化，实时动态响应投切，响应时间≤30ms 补偿基波无功功率，功率因数可达0.9以上
Q/HS 中国海洋石油总公司企业 标准 Q/HS 9002.4—2009 海洋石油模块钻机 第4部分：安装、连接与调试 Offshore modular drilling rig Part 4: Installation, hook-up, commissioning 2009－12－31发布2010－05－01实施中国海洋石油总公司发布
Q/HS 9002.4—2009 目次 前言 (Ⅱ) 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语、定义和缩略语 (2) 4 设备安装、连接与调试技术要求 (2) 5 设备单机调试 (5) 6 系统功能调试 (5) 7 装船与运输 (6) 8 海上吊装 (6) 9 海上安装、连接与负荷调试 (7) I
Q/HS 9002.4—2009 前言 Q/HS 9002《海洋石油模块钻机》分为五个部分： ——第1部分：设备配置和技术要求； ——第2部分：设计； ——第3部分：建造； ——第4部分：安装、连接与调试； ——第5部分：维护。 本部分为Q/HS 9002的第4部分。本部分由中国海洋石油总公司标准化委员会设备工作组提出并归口。本部分起草单位：中海油田服务股份有限公司。本部分主要起草人：车永刚、吕会敏、郑光洪、蔡卫明、蒋金良、吴新胜、宋煜国。本部分主审人：何继强、刘宝元。 II
Q/HS 9002.4—2009 海洋石油模块钻机 第4部分：安装、连接与调试 １范围 Q/HS 9002 的本部分规定了海洋石油模块钻机的设备安装、模块安装、连接与调试的技术要求。 本部分适用于海洋石油模块钻机的安装、连接与调试。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 50166 火灾自动报警系统施工及验收规范 SY 4030.2 石油建设工程质量检验评定标准电气工程（电气装置安装工程） SY/T 5957 井场电气安装技术要求 SY/T 5964 钻井井控装置组合配套、安装调试与维护 SY/T 6223 钻井液净化设备配套、安装、使用、维护 SY/T 6426 钻井井控技术规程 SY/T 6461 湿蒸汽发生器的安装与操作推荐作法 SY/T 6524 石油工业作业场所劳动防护用具配备要 求SY/T 6586 石油钻机现场安装及检验 SY/T 10010 海上生产平台电气系统的设计与安装的推荐作 法SY/T 10025 钻井平台钻前验收规范 SY/T 10041 石油设施电气设备安装一级一类和二类区域划分的推荐作 法Q/HS 4004-2002 海洋石油钢丝绳检验与检查要求 Q/HS 4005 劳动防护服装管理规定 QHS 2037.2-2008 海上石油平台钻机第2部分：井架、移动底 座QHS 2037.3-2008 海上石油平台钻机第3部分：提升系统 QHS 2037.4-2008 海上石油平台钻机第4部分：旋转系统 QHS 2037.5-2008 海上石油平台钻机第5部分：循环及固控系 统QHS 2037.6-2008 海上石油平台钻机第6部分：动力系统 QHS 2037.7-2008 海上石油平台钻机第7部分：井控系 统QHS 2037.8-2008 海上石油平台钻机第8部分：固 井系统 QHS 2037.9-2008 海上石油平台钻机第9部分：电气、仪表系 统QHS 2037.10-2008 海上石油平台钻机第10部分：安全系 统 QHS 2037.11-2008 海上石油平台钻机第11部分：辅助系 统系物和被系物安全检查细则 API RP 7C-11F 内燃机的安装、维护和操作推荐方 法国际海上避碰规则 1