石油机械概论

石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概述第一节：石油钻机组成与类型第二节：石油钻机的载荷特性学习目的：概要性了解石油钻机工作原理、结构组成和主要特性石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型石油钻机：是用于石油天然气钻井的专业机械，是由多台设备组成的一套联合机组。主要包括动力机组、动力传动机组、提升设备、旋转设备、循环设备、仪器仪表及控制系统等。石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型钻机总图石油钻采机械主讲：马卫国组成：十大部分1、起升系统－2、旋转系统－3、循环系统－4、动力系统－5、传动系统－6、控制系统－7、底座－8、井控系统－9、辅助设备－10、钻台操作设备石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型1、起升系统：作用：起下钻具、下套管、控制钻进；组成：绞车（主滚筒、辅助滚筒、主刹车、辅助刹车）；游动系统（天车、游动滑车、钢丝绳）；大钩；井架；石油钻采机械主讲：马卫国石油钻采机械主讲：马卫国石油钻采机械主讲：马卫国石油钻采机械主讲：马卫国石油钻采机械主讲：马卫国石油钻采机械主讲：马卫国石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型2、旋转系统作用：旋转钻具（在钻压作用下旋转钻具破碎岩石）组成：转盘；水龙头；石油钻采机械主讲：马卫国石油钻采机械主讲：马卫国石油钻采机械主讲：马卫国石油钻采机械主讲：马卫国石油钻采机械主讲：马卫国石油钻采机械主讲：马卫国石油钻采机械主讲：马卫国石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型3、循环系统作用：循环钻井液以连续高效钻井；钻井液的主要作用：及时清除井底破碎的钻屑并将钻屑携带至地面、冷却钻头、稳定井壁、控制地层压力等。石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型循环系统组成：钻井泵高压管汇（地面管汇、高压立管）钻井液处理系统（泥浆罐、固控设备、泥浆调配设备）石油钻采机械主讲：马卫国石油钻采机械主讲：马卫国石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型4、动力设备作用：为绞车、转盘、钻井泵提供动力组成：柴油机或柴油机发电机、电动机；石油钻采机械主讲：马卫国石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型5、传动系统作用：把（柴油机或柴油机发电机组的）动力分配到各个工作机组组成：机械传动——减速、液力传动、并车和分动、变速等；电气传动——可控硅直流传动SCR/交流变频传动VFD。液压传动石油钻采机械主讲：马卫国石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型6、控制系统作用：指挥各系统协调工作。组成：电、气、液控制管、线路、各种控制阀门、离合器；司钻控制台或司钻控制房（观察记录仪表、操作）；马达控制中心MCC石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型7、底座作用：承载安装各工作机组组成：钻台底座（井架底座）——承载绞车、转盘、井架等；机房底座——承载发动机、传动机组、（绞车）；汽车底盘——车装钻机拖车底盘——拖挂钻机石油钻采机械主讲：马卫国石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型8、辅助设备作用：为钻机各工作机组正常工作配备的必要的辅助设备。组成：气源装置——空气压缩机、空气净化系统、储气罐等；辅助发电机组及井场电路系统——固控设备电源、井场照明及其电源石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型辅助起重设备——液压或气动小绞车；活动房——材料房、工程师房（地质）、甲方监督房等；油水罐——柴油罐、机油罐、水罐等石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型9、井控系统作用：控制井喷组成：防喷器组——单闸板、双闸板、环形防喷器，四通等液压控制台控制管路石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型10、钻台工具和井口机械自动化设备作用：用于在钻台上起下钻具、排放钻具的专用工具。组成：三吊一卡（吊环、吊卡、吊钳、卡瓦）液气大钳（钻杆钳、套管钳）自动卡瓦、自动吊卡铁钻工、钻杆排放装置二层台液压排放装置石油钻采机械主讲：马卫国石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型钻机类型一、按钻井方法分类1、冲击钻机（顿钻钻机）2、地面驱动旋转钻机3、井下驱动钻机石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型2、按钻井深度分类决定钻机能力的参数——钻井深度、大钩负荷浅井钻机：中深井钻机：深井钻机：超深井钻机：小于1500m井深；1500m－3000m井深；4000－5000m井深；6000m以上井深。石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型3、按地域环境分类陆地钻机海洋平台钻机海洋人工岛钻机沙漠钻机沼泽地钻机低温钻机丛林直升机吊装钻机极地钻机石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型4、按移运方式分类块装钻机车装钻机拖挂钻机石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型5、按驱动传动型式分类按动力分类柴油机直接驱动、机械传动柴油机发电机组驱动、电气传动——SCR、VFD液压驱动、传动复合驱动石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型按驱动方式分类独立驱动统一驱动分组驱动石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机载荷特性钻机载荷：大钩载荷、转盘载荷、钻井泵载荷大钩载荷：钻进和起下钻过程中吊卡、钻具、钻压等载荷。按钻头周期和全井周期呈现规律性。石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机载荷特性钻头周期：指从钻头下井到钻头磨损被起出为止的一段时间；在一个钻头周期内，大钩载荷变化分为三个阶段（下钻－钻进－起钻）。全井周期：指从开始钻井到完钻的全过程，大钩载荷与井深成正比。石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机载荷特性转盘载荷：指钻井过程中转盘驱动钻具旋转是承受的扭转振动载荷；另外，在起下钻过程中，转盘悬挂钻具重量或套管重量承受的静载荷。特性：不稳定、随井深增加而增大。石油钻采机械主讲：马卫国第一章：石油钻机概论——钻机载荷特性钻井泵载荷：钻井过程中钻井泵的泵压随井深增加而加大；在泵压和排量一定时，由于泵的往复运动，曲柄轴的扭矩呈周期性变化。特性：与其它工作载荷相比较，载荷相对稳定、功率消耗最大。