石油钻井装备介绍

石油钻井设备介绍石油钻井设备介绍利用pdfFactory测试版本创建的PDF文档一.钻井施工基本知识一.钻井施工基本知识Ø石油钻井：是指利用专用设备和技术，在预先选定的地表位置处，向下或一侧钻出一定直径的孔眼，一直达到地下油气层的工作。Ø钻井方法的发展：（1）人工掘井：1521年之前。（2）人力冲击钻：1521～1835年，是靠人力、捞砂筒、特殊钻头、悬绳、游梁等来完成的。3）机械顿钻（冲钻）：1859～1901年，靠机械冲击作用破岩，破岩和清岩相间进行。（4）旋转钻：1901年发展起来的，旋转钻井是靠动力带动钻头旋转，在旋转的过程中对井底岩石进行破碎，同时循环钻井液以清洁井底的钻井方法。旋转钻井又分为转盘钻井、井下动力钻具钻井、顶部驱动旋转钻井。利用pdfFactory测试版本创建的PDF文档、定井位、定井位22、道路勘察、道路勘察33、基础施工、基础施工44、搬家、搬家55、安装设备、安装设备钻井施工66、一次开钻、一次开钻77、二次开钻、二次开钻88、钻进、钻进99、起钻、起钻1010、换钻头、换钻头1111、下钻、下钻完井施工12、完井电测13、下套管固井固井就是向井内下入一定尺寸的套管串，并在其周围注入水泥浆，把套管固定的井壁上，避免井壁坍塌。施工工序：下套管至预定深度→装水泥头、循环泥浆、接地面管线→打隔离液→注水泥→顶胶塞→替泥浆→碰压→注水泥结束、候凝。钻井就是利用钻机设备及破岩工具破碎地层形成井筒的工艺过程，目地是进行地质评价、发现油气藏、开发油气藏。施工工序：钻进→洗井→接单根→起下钻→完钻。利用pdfFactory测试版本创建的PDF文档二开钻进（技术套管）三开钻进（油层套管）钻井液出口井口防溢管注水泥施工一开钻进（表层套管）井口防喷器Ø表层套管：其作用是封隔地表部分的易塌、易漏地层和水层，安装第二次开钻的井口装置，控制井喷。其下入深度，根据地表部分松软的易塌、易漏地层和水层的深度而定。一般在100米左右。Ø技术套管：用于封隔用泥浆难以控制的复杂地层；无法堵塞的严重漏失层；非目的层的油气层；压力相差悬殊油、气、水层等。Ø油层套管：用于以把不同压力和不同性质的油、气、水层分割开来，建立一条油、气流至地面的通道，保证能长期生产，满足合理开采油、气和增产措施的要求。油层套管的下深根据目的层的深度和不同的完井方法而定。Ø导管：用于将钻井液引到固控设备上，深度一般为10米以内。一般在钻前准备时完成。利用pdfFactory测试版本创建的PDF文档二.钻机类型及组成二.钻机类型及组成Ø类型：根据钻井深度分为浅井钻机、中深井钻机、深井钻机，根据驱动方式分为机械驱动钻机、电驱动钻机，根据搬迁方式分为撬装钻机和车装钻机。Ø组成：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），具备起下钻能力、旋转钻进能力、循环洗井能力。利用pdfFactory测试版本创建的PDF文档机械驱动钻机类型及特点机械驱动钻机类型及特点Ø类型：机械驱动钻机是指以柴油机为动力，通过液力变矩器、链条、齿轮、三角胶带等不同组合的传动形式所驱动的钻机，主要包括齿轮传动、胶带传动和链条传动三种形式，具有制造方便成本低的特点。Ø现状：目前机械驱动石油钻机主要为链条钻机，采用链条作为主传动副，2~4台柴油机—变矩器驱动机组，用多排小节距套筒滚子链条并车，统一驱动各工作机组，一般仍用胶带传动钻井泵。利用pdfFactory测试版本创建的PDF文档联动机3#联动机1#联动机2#钻井泵1#钻井泵猫头轴转盘辅助刹车空压机离合器输入轴滚筒轴利用pdfFactory测试版本创建的PDF文档电驱动钻机类型及特点电驱动钻机类型及特点Ø类型：电驱动钻机包括直流电机驱动和交流变频电机驱动两种形式。电驱动钻机具有传动柔和、调速性能好、操作方便灵活、模块体积小、安装移运方便、可靠性高、噪音小、污染小、节能等特点。Ø直流电机驱动：直流电动钻机是采用AC-SCR-DC方式，将柴油发电机组并网发出的电力通过SCR可控硅整流后驱动直流电机。Ø交流变频电机驱动：交流变频钻机则是采用AC-VFD-AC方式，通过VFD电传动控制系统将柴油发电机组所发出的电力变为变频可调的电流，采用交流变频器驱动无碳刷交流变频电机。利用pdfFactory测试版本创建的PDF文档三.绞车结构及原理三.绞车结构及原理Ø绞车是钻机的起升设备，主要用于起下钻具、下套管，控制钻压、送进钻具及起放井架等功能。一般包括滚筒轴、猫头轴、传动制动机构、润滑机构及壳体等组成，按轴娄分为单轴、双轴、三轴及多轴绞车，按滚筒数分为单滚筒和多滚筒绞车。利用pdfFactory测试版本创建的PDF文档四.钻井泵结构及原理四.钻井泵结构及原理Ø钻井泵多为卧式三缸单作用往复式活塞泵，由动力端总成、液力端总成和各部位的润滑系统及冷却系统组成。由动力机带动泵的曲轴回转﹐曲轴通过十字头再带动活塞或柱塞在泵缸中做往复运动。在吸入和排出阀的交替作用下﹐实现压送与循环冲洗液的目的。利用pdfFactory测试版本创建的PDF文档钻井泵工作原理钻井泵工作原理动力端通过皮带（或链条、万向轴）带动泵的主轴旋转，再通过曲柄连杆机构使活塞向右移动，缸内形成负压，上水池内的液体在大气压力作用下，顶开吸入阀进入缸内，直到活塞移到最右边位置完成吸入过程。活塞开始向左移动，缸内液体受到活塞的挤压而压力升高，吸入阀被关闭，排出阀被顶开，液体被活塞推出排出阀经排出管进入高压管汇，完成排出过程。动力端通过皮带（或链条、万向轴）带动泵的主轴旋转，再通过曲柄连杆机构使活塞向右移动，缸内形成负压，上水池内的液体在大气压力作用下，顶开吸入阀进入缸内，直到活塞移到最右边位置完成吸入过程。活塞开始向左移动，缸内液体受到活塞的挤压而压力升高，吸入阀被关闭，排出阀被顶开，液体被活塞推出排出阀经排出管进入高压管汇，完成排出过程。利用pdfFactory测试版本创建的PDF文档转盘结构图转盘结构图水平轴锁销大伞齿轮小伞齿轮大方瓦方补心主轴承防跳轴承转盘是用转盘是用来承托管柱重来承托管柱重量，提供扭矩量，提供扭矩和转速。转盘和转速。转盘实质上相当于实质上相当于一个特殊结构一个特殊结构的角传动减速的角传动减速器，主要由箱器，主要由箱体、转台、主体、转台、主轴承、副轴承、轴承、副轴承、齿圈、齿圈、输入轴输入轴总成、锁紧装总成、锁紧装置、方瓦、箱置、方瓦、箱盖等部分组成。盖等部分组成。利用pdfFactory测试版本创建的PDF文档水龙头结构及工作原理水龙头结构及工作原理Ø水龙头通过提环挂在大钩上，上部通过鹅颈管与水龙带相连，下部接方钻杆，连接下井钻具。水龙头主要由鹅颈管、冲管总成、中心管、壳体、提环和主轴承等组成，主要功用悬持旋转着的钻杆柱，承受大部分以至全部钻具重量；向转动着的钻具内输送高压钻井液。利用pdfFactory测试版本创建的PDF文档大钩结构及工作原理大钩结构及工作原理Ø大钩是起升钻具的重要设备，由钩身、杆、筒体、提环、止推轴承及弹簧组成，钩身能转动，钩口和侧钩有闭锁装置，大钩有缓冲减振功能。大钩与游车结合成一体，称为游钩，是目前使用的主要形成。利用pdfFactory测试版本创建的PDF文档游车、天车结构及工作原理游车、天车结构及工作原理Ø天车是安装在井架顶部的定滑轮组，游车是在井架内部上下作往复运动的动滑轮组，主要由滑轮、滑轮轴、轴承、轴承座及支架组成。利用pdfFactory测试版本创建的PDF文档五.离心泵结构及原理五.离心泵结构及原理Ø离心泵就是通过旋转叶轮的动能产生流量，使液体流动。离心泵的基本构造是由六部分组成的，分别是：叶轮，泵体，泵轴，轴承，密封环，填料函。离心泵的效率取决于该叶轮的性能。离心泵与活塞泵相比，具有转速高，体积小，流量大，结构简单的特点；但泵压相对较低等，液体粘度对泵性能影响大，只能用于粘度近似于水的液体。利用pdfFactory测试版本创建的PDF文档六.钻井液固控系统及机具六.钻井液固控系统及机具概念:钻井液固相控制就是要清除钻井液中的有害固相，保存有用固相，以满足钻井工艺对钻井液性能的要求。钻井液固相控制系统就是所有用于钻井液固相控制设备的总称。作用:防止油气通道堵塞、破坏，降低钻井扭矩和摩阻，降低环空抽吸的压力波动，提高钻井速度，延长钻头寿命，减轻设备的磨损等。方法:常用的有稀释法、替代法、机械方法、化学方法等四种。机械方法是通过机械设备利用筛分、离心分离、重力分离等原理，将钻井液中的固相成分按颗粒、密度大小不同而分离开，以达到控制固相的目的。利用pdfFactory测试版本创建的PDF文档钻井液固控系统发展过程：在20世纪50年代以前，并不使用机械装置来净化钻井液，到了20世纪50年代以后，开始采用钻井液振动筛、离心机来清除钻井液中的岩屑。60年代以后，国外油田开始采用4英寸除泥旋流分离器，六十年代中期，细目钻井液振动筛得到使用。70年代以后，超细目振动筛得到使用。80年代以后，钻井液固相控制从采用两级处理发展成为三级、四级、五级处理。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。利用pdfFactory测试版本创建的PDF文档某型钻井液循环流程示意图井口出来的钻井液通过管线流入分配器，分别或同时