钻井机械.4循环系统

不间断循环钻井系统介绍
一、不间断循环钻井系统的工作原理：
1.钻井液从钻井液池中被泵送至泵，随后进入到钻柱中进行钻井作业，排出顶部。

2.钻井液进入到搅拌器进行过滤和搅拌，以确保其质量和性能的稳定。

3.过滤后的钻井液进入高压泵，由高压泵提供的高压将钻井液重新送
回到钻井井口，形成连续的循环。

4.钻井液在井底完成清洁井底、冲刷岩层、控制井压等作用，同时通
过气体分离器分离出气体。

5.钻井液经过过滤器进行再次过滤，去除钻屑和其他固体颗粒，保持
钻井液的稳定性。

6.钻井液通过控制系统控制泵的工作和停止，实现钻井液供应的连续
不间断。

二、不间断循环钻井系统的优势：
1.提高钻井效率：不间断循环钻井系统可以节省循环时间，提高钻井
效率，降低作业成本。

2.减少井壁塌陷和漏失问题：不间断循环钻井系统能够稳定钻井井壁，防止井壁塌陷和漏失问题的发生。

3.较低的环境影响：该系统可以减少钻井液流失以及固体废料排放，
降低对环境的影响。

4.高效的作业管理：不间断循环钻井系统集成了数据收集和分析功能，能够实时监测钻井过程，提供及时反馈，为作业管理提供支持。

5.提高工作安全性：该系统可以降低作业危险系数，减少意外事故的
发生。

三、不间断循环钻井系统的应用领域：
总结起来，不间断循环钻井系统通过连续供应钻井液、减少钻井时间
和提高钻井效率等方式，实现了连续不间断地进行钻井。

它具有提高钻井
效率、降低井壁问题、减少环境影响、高效的作业管理和提高工作安全性
等优势。

因此，在深水钻井、高温高压井和复杂井眼等条件下的钻井作业
中具有广泛应用前景。

钻井的八大件：天车，大钩、游车、井架、泥浆泵、水龙头、绞车、转盘钻井作业的八大系统（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、钻机辅助设备系统循环系统包括钻井泵，地面管汇、泥浆罐、泥浆净化设备等，其中地面管汇包括高压管汇、立管、水龙带，泥浆净化设备包括震动筛、除砂器、除泥器、离心机等。

钻井泵将泥浆从泥浆罐中吸入，经钻井泵加压后的泥浆，经过高压管汇、立管、水龙带，进入水龙头，通过空心的钻具下到井底，从钻头的水眼喷出，经井眼和钻具之间的环行空间携带岩屑返回地面，从井底返回的泥浆经各级泥浆净化设备，除去固相含量，然后重复使用。

起升系统是为起升和下放钻具、下套管以及控制钻压、送进钻具服务的，钻具配备有起升系统。

起升系统包括绞车、辅助刹车、天车、游车、大钩、钢丝绳以及吊环、吊卡、吊钳、卡瓦等各种工具。

起升时，绞车滚筒缠绕钢丝绳，天车和游车构成副滑轮组，大钩上升通过吊环、吊卡等工具实现钻具的提升。

下放时，钻具或套管柱靠自重下降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放速度。

在正常钻进时，通过吊环、吊卡等工具实现钻具的提升，下放时，钻具或套管柱靠自重下降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放速度。

在正常钻进时，通过刹车机构控制钻具的送进速度，将钻具重量的一部分作为钻压施加到钻头上实现破碎岩层。

旋转系统是转盘钻机的典型系统，其作用是驱动钻具旋转以破碎岩层，旋转系统包括转盘、水龙头、钻具。

在钻井现场我们观察到的钻具包括：方钻杆、钻杆、钻铤和钻头，此外还有扶正器以及配合接头等。

其中钻头是直接破碎岩石的工具，有刮刀钻头，牙轮钻头、金刚石钻头等类型。

钻铤的重量和壁厚都很大，用来向钻头施加钻压，钻杆将地面设备和井底设备联系起来，并传递扭矩。

方钻杆的截面为正方形，转盘通过方钻杆带动整个钻柱和钻头旋转，水龙头是旋转钻机的典型部件，它既要承受钻具的重量，又要实现旋转运动，同时还提供高压泥浆的通道。

钻井的八大件：天车，大钩、游车、井架、泥浆泵、水龙头、绞车、转盘钻井作业的八大系统（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、钻机辅助设备系统循环系统包括钻井泵，地面管汇、泥浆罐、泥浆净化设备等，其中地面管汇包括高压管汇、立管、水龙带，泥浆净化设备包括震动筛、除砂器、除泥器、离心机等。

钻井泵将泥浆从泥浆罐中吸入，经钻井泵加压后的泥浆，经过高压管汇、立管、水龙带，进入水龙头，通过空心的钻具下到井底，从钻头的水眼喷出，经井眼和钻具之间的环行空间携带岩屑返回地面，从井底返回的泥浆经各级泥浆净化设备，除去固相含量，然后重复使用。

降，水动力设备。

钻机的动力设备有柴油机、交流电机、直流电机，我们在钻井现场观察到的是柴油机动力。

起升系统、循环系统和旋转系统是钻机的三大工作机组，用来提供动力，它们协调工作即可完成钻井作业，为了向这些工作机组提供动力，钻机需要配备动力设备。

柴油机适应于在没有电网的偏远地区打井，交流电机依赖于工业电网或者是需要柴油机发出交流电，直流电机需要柴油机带动直流发电机发出直流电，目前更常用的情况是柴油机带动交流发电机发出交流电，再经可控硅整流，将交流电变成直流电。

传动系统。

传动系统将动力设备提供的力和运动进行变换，然后传递和分配给各工作机组，以满足各工作机组对动力的不同需求。

传动系统一般包括减速机构、变速机构、正倒车机构等。

由柴油机直接驱动的钻井多采用统一驱动的形式，传动系统相对复杂，由交直流电动机驱动的钻机多采用各机组单独或分组驱动的形式，传动系统得到了很大的简化。

控制系统。

为了保证钻机的三大工作机组协调的工作，以满足钻井工艺的要求，钻机配备有控制系统。

控制方式有机械控制、气控制、电控制和液压控制等。

钻井现场钻机上用的控制方式是集中气控制。

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。

钻井设备八大系统工作原理1. 钻机系统：钻机系统是用来提供旋转动力和推力，完成钻孔作业的设备。

通过钻杆将旋转动力传递给钻头，同时将推力施加在钻头上，使钻头能够穿透地层。

2. 钻杆系统：钻杆系统由一根根钻杆组成，通过螺纹连接在一起，传递钻机的旋转力和推力给钻头。

钻杆的材质通常是高强度合金钢，以保证足够的强度和刚度。

3. 钻头系统：钻头是钻井设备中的主要工作部件，通过旋转和推力将钻孔机械力的能量转化成对地层的切削力，实现钻孔作业。

钻头通常由合金钢材料制成，具有高强度和耐磨性。

4. 循环泥浆系统：循环泥浆系统用于冷却和润滑钻头，同时将岩屑和钻井液带上地面。

泥浆由泵驱动，通过钻杆进入钻头的钻杆内部孔道，随着钻杆的旋转和推力，冲刷并带走地层中的岩石碎屑。

5. 支撑套管系统：支撑套管系统用于稳定井壁和防止井塌。

当钻头钻进一定深度后，需要安装套管来支撑井壁，以保证井身的稳定。

套管通过下放到井眼内，并通过水泥固化使其与井壁紧密连接。

6. 提升系统：提升系统用于将钻杆和套管由井口提升上下。

提升系统通常包括钻机的提升设备、钻杆和套管提升器、千斤顶等。

通过这些设备，钻杆和套管可以安全地从井口升降。

7. 环空设备系统：环空设备系统用于确保井身的完整性。

包括井口防喷器、井口承压设备、防喷器等。

它们可以提供安全的环境以防止突发的高压气体和流体对钻井人员和设备的伤害。

8. 钻井液处理系统：钻井液处理系统用于处理并循环使用钻井液，以提供良好的冷却和润滑效果，并清除井底的岩屑。

它包括钻井液调配和搅拌设备、钻井液过滤和固液分离设备等。

通过处理，钻井液可以循环使用，提高钻井效率。

授课讲义1、动力驱动设备现在，陆地钻机、海洋钻机大多数采用柴油机作为动力；但也有用柴油机带动交（直）流发电机经过整流后，用直流电动机作为钻机的动力；还有用交（直）流电动机为动力直接驱动钻机设备；燃气轮机作为钻机的动力正在发展中。

蒸汽机作为钻机的动力驱动设备早已过时了（早期钻机大部分采用蒸汽机作为动力驱动设备）。

钻机除动力机外还应有必要的辅助设备。

目前，深井钻机的动力驱动用柴油机总功率已由几百千瓦发展到几千千瓦以上，动力机组一般由3—5台柴油机组成。

190系列柴油机是一种用途广泛的高速大功率柴油机，可作为石油钻探、固定发电、工程机械、铁路牵引和工程船舶等设备的动力装置。

190系列柴油机包括有Z8V190、Z8V190--1、Z8V190--2、Z12V190B、Z12V190B--1和Z12V190B--2等基本机型，及其相应的配套机组（及带有风扇、水箱和底架的动力机组，如PZ12V190B型柴油机）。

除此之外，还要多种能适应不同环境、满足不同性能要求的变型产品，如适应于海拔3000米以上高原地区的Z12V190BY--1和PZ12V190BY--1型；适用于沙漠地区的Z12V190BYM--1和PZ12V190BYM--1型，以及柴油发电机用多种专业机型。

2、起升系统设备起升系统设备是由绞车、井架、天车、游动滑车（游车）、大钩及钢丝绳（大绳）等组成。

游动系统（天车、游车、钢丝绳）及大钩悬挂在井架内。

绞车的起升工作是动力通过传动装置传递的。

起升作业时还用一些辅助设备，如吊环、吊卡、卡瓦、吊钳及钻具运移机构等。

起升系统设备的主要功用是起下钻具、控制钻压送钻、更换钻头和下套管等。

有时还要处理井下复杂情况和辅助起升重物。

3、旋转系统设备旋转系统设备是由地面的转盘、水龙头（动力水龙头）和井下钻具（井下动力钻具）、钻头等组成。

该设备的主要功用是带动井下钻具、钻头等旋转、破碎岩石（钻进）及连接起升系统和钻井液循环系统。

1、旋转系统在钻井过程中，旋转系统通过转动井中钻柱带动钻头旋转破碎岩石。

它主要包括转盘、水龙头。

转盘型号：ZP375，功率：5850kN。

水龙头型号：SL-450，功率：4500kN。

2、循环系统循环系统主要作用是循环钻井液，及时清洗井底、携带岩屑，分离钻井液中多余固相、保护井壁和冷却钻头等。

它主要包括泥浆罐、泥浆泵、地面管线、立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤、钻头、环空、导流管、振动筛、除砂器、除泥器、离心机、搅拌机等。

泥浆泵型号：F-1600，功率：1176kW。

水龙头型号：SL-450，功率：4500kN。

振动筛型号：ZSW-2，振动筛负荷：50L/s，数量：3个。

除砂除泥一体机型号：ZCN250，数量1个。

离心机型号：LW450-1000-N1、LW450-1000-N3，负荷：40m3/h、60m3/h。

3、起升系统起升系统用于起下钻具、下套管、控制钻压及钻头钻进等。

它主要包括绞车、辅助刹车、井架、天车、游动滑车、大钩、钢丝绳、吊环、吊卡、卡瓦、液压大钳、“B”型大钳等。

绞车型号：JC70D，功率：1470kW。

井架型号：JJ450/45-K7，负荷：4500kN。

天车型号：TC450，负荷：4500kN。

游动滑车型号：YG450，负荷：4500kN。

4、动力系统动力系统主要是为各工作机提供动力，按动力设备不同分为机械驱动和电驱动两大类，即分别以柴油机和电动机为动力。

柴油发电机组型号：TYM-ZJ1600，功率：1000kW，数量：4个。

发电机：YG505，功率：400kW。

5、传动系统传动系统的作用是连接发动机与工作机，实现能量从驱动设备到工作机组的能量传递、分配及运动方式的转换。

电传动系统型号：VFDSL70715，功率1900KV A。

6、控制系统控制系统的作用是指挥各机组协调进行工作，常用的有气控、电控、液控等。

7、钻机底座钻机底座包括钻台底座和机房底座。

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等。