第一章 钻机概论(第一讲)

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1、钻井机械电子教案钻井机械电子教案2013年年7月月钻井机械电子教案钻井机械电子教案学学习习目目标标1. 理解钻机的概念2. 了解钻机的组成及类型3. 掌握钻机基本参数及系列标准4.掌握钻机的型号5.了解钻机的发展趋势 重点：钻机的组成重点：钻机的组成难点：钻机基本参数难点：钻机基本参数钻井机械电子教案钻井机械电子教案 用来进行石油与天然气勘探、开发的成套钻井设备,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。 完成钻进、接单根、起下钻、循环洗井、下完成钻进、接单根、起下钻、循环洗井、下套管、固井、完井和处理井下事故等作业。套管、固井、完井和处理井下事

2、故等作业。钻井机械电子教案钻井机械电子教案用于低温环境下的钻井作业用于低温环境下的钻井作业高寒钻机钻井机械电子教案钻井机械电子教案 直升飞机吊装钻机直升飞机吊装钻机用于丛林、岛屿和沙漠用于丛林、岛屿和沙漠腹地等不适合车辆运输腹地等不适合车辆运输的油区的油区。钻井机械电子教案钻井机械电子教案陆上钻机陆上钻机海洋钻井平台海洋钻井平台钻井机械电子教案钻井机械电子教案钻井机械电子教案钻井机械电子教案1.1.1钻井工艺对钻机的要求 目前，世界各国普遍采用的钻井方法是旋转钻井法。 旋转钻井法要求钻机具有以下三个方面的基本能力： 1.旋转钻进的能力。在一定的钻压下，能给井下钻具提供一定的扭矩和转速。 2.起

3、下钻具的能力。为保证起下钻和其他作业，要有一定的起重能力和提升速度。 3.清洗井底的能力。能提供一定压力、排量的钻井液或气体，冲洗井底并将岩屑带到地面。 此外，由于钻机在野外作业环境差、搬迁频繁流动性大，要求钻机具有适应恶劣环境、维护保养方便、快速拆装、运移性好的性能。 钻井机械电子教案钻井机械电子教案 根据旋转钻井法对钻机的基本要求，那么钻机的基本功用就是： 1. 旋转钻具、钻头破碎岩石，形成井眼。 2. 起下钻具，更换钻头或其它工具，下套管 3.循环钻井液（气）、清理、清除井底破碎岩石形成的岩屑，保持连续钻进。保持连续钻进。 4.完成固井、试油、修井及其他辅助工作。钻井机械电子教案钻井机械

4、电子教案1.1.2钻机的特点 由于钻井工艺的要求和钻井场所的特殊性，钻机具有由于钻井工艺的要求和钻井场所的特殊性，钻机具有不同于一般普通机械的特点：不同于一般普通机械的特点： 1.1.钻机是一套大功率的重型联合工作机组。传动机构钻机是一套大功率的重型联合工作机组。传动机构庞大、整体效率低，控制机构复杂、自动化程度低。庞大、整体效率低，控制机构复杂、自动化程度低。 2.2.因起下钻是非生产性操作，所以钻井作业是不连续因起下钻是非生产性操作，所以钻井作业是不连续的。的。 3.3.钻井是在野外进行的流动性作业，所以钻机的工作钻井是在野外进行的流动性作业，所以钻机的工作场所不同于一般机器。场所不同于一

5、般机器。钻井机械电子教案钻井机械电子教案图图1-1 1-1 钻机组成示意图钻机组成示意图钻井机械电子教案钻井机械电子教案钻井机械电子教案钻井机械电子教案1天车，天车，2悬臂吊绳悬臂吊绳缆缆 ，3钻井大绳，钻井大绳，4二层台，二层台，5游车，游车，6顶顶驱驱 ，7井架井架 ，8方钻方钻杆，杆，9司钻偏房，司钻偏房，10防喷器，防喷器，11水箱，水箱，12电缆托盘，电缆托盘，13发电机发电机组组 ，14储油罐，储油罐，15电气控制房，电气控制房，16泥浆泥浆泵，泵，17泥浆桶箱，泥浆桶箱，18泥浆罐，泥浆罐，19泥浆池，泥浆池，20离心器离心器 ，21振动振动筛，筛，22节流管汇，节流管汇，23管

6、子坡道，管子坡道，24钻杆架，钻杆架，25蓄电池蓄电池钻井机械电子教案钻井机械电子教案1.2.1钻机的组成 钻机是由多种机器设备组成、具有多种功能的联合机钻机是由多种机器设备组成、具有多种功能的联合机组。根据钻井工艺过程各工序的要求，整套钻机由下述组。根据钻井工艺过程各工序的要求，整套钻机由下述八大系统设备组成。八大系统设备组成。1.起升系统 为了起下钻具、下套管和钻进过程中接入钻具、送钻为了起下钻具、下套管和钻进过程中接入钻具、送钻及控制钻压等，钻机必须配备起升系统。主要由绞车、及控制钻压等，钻机必须配备起升系统。主要由绞车、游动系统（钢丝绳、天车、游动滑车及大钩）和井架等游动系统（钢丝绳、

7、天车、游动滑车及大钩）和井架等组成。组成。 另外还有用于井口作业的井口工具（吊环、吊卡、吊另外还有用于井口作业的井口工具（吊环、吊卡、吊钳、卡瓦）和井口机械化设备（钻杆动力大钳、套管钳、钳、卡瓦）和井口机械化设备（钻杆动力大钳、套管钳、液压猫头、立根运移机构）等。液压猫头、立根运移机构）等。钻井机械电子教案钻井机械电子教案起升系统功能：起升系统功能：下放、悬吊或起升下放、悬吊或起升钻柱、套管柱和其它钻柱、套管柱和其它井下设备进、出井眼；井下设备进、出井眼；起下钻、接单根和起下钻、接单根和钻进时的钻压控制。钻进时的钻压控制。钻井机械电子教案钻井机械电子教案钻井机械电子教案钻井机械电子教案2.旋转

8、系统 为了驱动井中钻具带动钻头旋转破碎岩石，钻机需配备旋转系统。为了驱动井中钻具带动钻头旋转破碎岩石，钻机需配备旋转系统。主要由转盘、水龙头、钻杆柱及钻头等组成。顶驱钻机采用顶部驱主要由转盘、水龙头、钻杆柱及钻头等组成。顶驱钻机采用顶部驱动装置来替代转盘、水龙头的旋转功能。动装置来替代转盘、水龙头的旋转功能。功能：功能：保证在钻井液高保证在钻井液高压循环的情况下，给压循环的情况下，给井下钻具提供足够的井下钻具提供足够的旋转扭矩和动力，以旋转扭矩和动力，以满足破岩钻进和井下满足破岩钻进和井下其它要求。其它要求。钻井机械电子教案钻井机械电子教案钻井机械电子教案钻井机械电子教案钻井机械电子教案钻井机

9、械电子教案钻井机械电子教案钻井机械电子教案钻井机械电子教案钻井机械电子教案钻井机械电子教案钻井机械电子教案转盘不转盘不旋转旋转不需要不需要方钻杆方钻杆钻井机械电子教案钻井机械电子教案钻井机械电子教案钻井机械电子教案3.循环系统 为了及时清洗井底、携带岩屑、保护井壁，保持连续为了及时清洗井底、携带岩屑、保护井壁，保持连续钻进，钻机需配备钻井液循环系统。钻进，钻机需配备钻井液循环系统。 常规钻井过程中主要包括钻井泵、高压管汇、循环罐、常规钻井过程中主要包括钻井泵、高压管汇、循环罐、钻井液净化设备和调配设备（固控设施）及储存设备等。钻井液净化设备和调配设备（固控设施）及储存设备等。 在使用井下动力钻