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修井机基本知识（初稿）江汉石油管理局第四石油机械厂编写傅家麟修井机基本知识（初稿）目录概述，3第一章，修井机的基本结构9 一，自走底盘9二，绞车部分（包括井架及游动系统）14三，修井机的动力传动系统 21四，液压系统 24五，气路系统35六，修井机的动力42七，液力机械传动 64第二章，修井机的操作99 第三章，修井机的维护保养102第四章，修井机的一般故障排除105附录， 108概述在石油与天燃气勘探开发的各项施工中,修井作业是一个重要环节,油、气、水井在自喷、抽油或注水、注气过程中,随时会发生故障,造成油井减产甚至停产。
诸如井下砂堵、井筒内严重结蜡,渗透降低，油、气、水层互相串通,生产油井枯竭等油井本身的故障；油管断裂、油管连接脱扣、套管挤扁、断裂和渗透等油井结构损坏；抽油杆弯曲、断裂或脱扣、抽油泵工作不正常等井下采油设备故障；出现故障后,只有通过井下作业来排除故障,更换设备,调整油井参数,才能恢复油井正常生产。
修井作业的主要内容,可归纳为以下三个方面：(1),起下作业,如对发生故障或损坏的油管、抽油杆、抽油泵等井下采油设备和工具的提出,修理更换,再下入井内,以及抽吸、捞砂、机械清蜡等。
(2),井内的循环作业,如冲砂、热洗循环泥浆等。
(3),旋转作业,如钻砂堵、钻水泥塞、扩孔、磨削、侧钻及修补套管等。
井下作业是油田稳产的重要措施,修井机是修井作业的关键设备。
1,钻修设备的基本结构特点:钻修设备采用自走式底盘,中空桁架伸缩式井架,具有越野性好,移运方便等特点,车载柴油机输出动力,可单发动机作业或双发动机并车作业,适用于10000米以下的修井作业或3000米以内的中浅井钻井作业。
1)钻修设备结构标准化设计,产品零部件互换性强,维护保养方便。
2)车上发动机分别驱动底盘行驶和为钻修作业时提供动力,无需专用的底盘发动机,降低了整机成本,大型钻修设备可采用双发动机并车驱动。
3)动力采用国际名牌发动机(CAT系列柴油机)和液力机械传动箱(ALLISON)。
60T场地电动修井机技术方案WTW90C2自背底盘XJ60DT型自行电动场地修井机为海上平台及人工岛等现场设计的专用设备，设计额定钩载600kN，最大钩载900kN，满足深度为4000m(2-7/8″外加厚油管)的修井作业。
该修井机采用特殊设计的平板车作为修井机底盘，轴距短，重心低，可大角度转向，转弯半径小，运行平稳可靠。
适应狭小区域作业，该机核心部件均为成熟产品，有可靠保障。
电动修井机装备发动机的功率为193kW。
为修井机提供行走动力和液压源动力，修井机的液压系统采用双动力提供，一路由车载发动机提供动力，一路由电动机提供动力。
电驱系统驱动电机采用国内先进的低速大扭矩电动机，具有宽恒功率和高过载能力的特性，与变频电源配合，直接利用井场变压器，完成修井作业。
电机额定功率110kW；额定同步转速1500r/min；额定电压380V；电源侧功率因数不低于0.96；最大过载能力2.5倍；系统的过载能力1.5倍。
该电机采用独立风机冷却，F级绝缘，S4工作制，免维护时间为10年，使用寿命20年。
电机配合变频器及专用控制模块可实现电机200－1500r/min范围内的恒扭矩调速。
考虑实际操作的方便和实用性，电机工作频率采用进口脚踏控制，无机调速，操纵方便，符合司钻操作习惯。
机械系统增加了四挡变速箱传动，通过联轴器与低速大扭矩电机连接。
变速箱增加了电机的调速范围。
绞车采用单滚筒结构，井架为矩形管门形双节套装结构。
该修井机设计时充分考虑到减少空气污染和环境污染，自带动力满足在狭小区域内移动，合理的设计保证有足够的作业操作和维护空间，可供操作人员安全方便地施工。
整机具备良好的防风和减震性能，适应温度在-30℃～+45℃的环境下工作。
二. 电动修井机技术参数及方案确定1 主要技术要求1.1 主要技术性能参数修井深度4000m（27/8"外加厚油管）3200m（27/8"钻杆）2500m（31/2"钻杆）额定载荷600kN最大钩载900kN最大提升速度 1.4m/s；井架高度21.3m游动系统3×4钢丝绳直径φ26mm移运状态外形尺寸17260×2900×4300mm适应环境温度-18℃～+45℃系统供电电压交流380V，50Hz；本机型电力系统可根据各种变压器的容量，任意设定控制参数。
西南石油大学《石油设备与工具方案设计课程设计》题目名称：JC70D2钻井绞车学生姓名：**学生学号**********专业年级：机械工程及自动化2009（矿机）指导教师：钟功祥、何畏评阅教师：钟功祥、何畏完成日期：2013.1.111选题目的和意义从国内外石油钻井的现状及发展趋势和研究方向来看，为了适应浅海、海滩、沙漠和丘陵等不同地带油气藏的勘探和开发，美国、德国、法国、意大利、加拿大、墨西哥和罗马尼亚等国先后开发了各种类型的石油钻机。
其中美国的钻机技术和销售业绩在世界上稳居首位，所以与国际技术接轨，实际上是与以美国为代表的钻机技术及API规范接轨。
就我国目前普遍使用的机械驱动钻机而言，美国在20世纪60年代已经成熟，到70年代得到迅速发展。
近年来，国外钻机在传动方式和结构形式方面的改进发展很快，交流变频电驱动已经广泛使用，以及绞车无级调速和新型的刹车系统的设计和改进有着突飞猛进的发展。
我国目前的深井是塔里木塔河油田的塔深（井深8408米2006年）其被誉为亚洲第一深井，而美国早在1974年在世界上最深的地质井深12226米。
这些惊人的数字都是离不开钻机绞车这一重要设备的。
石油钻机在规模上有两极发展的趋势，即深井钻机大型化和轻便钻机小型化。
2国内外研究现状分析国内外钻机绞车在传动方式和结构形式方面的改进发展很快，交流变频电驱动、步进电机已经广泛使用，以及绞车无级调速和新型的刹车系统的设计和改进有着突飞猛进的发展。
深井钻机趋向大型化，钻深能力已达15000m，最大钩载达12500 kN。
为了提高起升工作效率，绞车功率趋向于提高。
一般大型绞车由4台大扭矩的直流电动机驱动，采用强制水冷盘式刹车，起升钢丝绳直径50mm。
钻井泵单台最大功率1618 kW，最高压力52.7 MPa。
原苏联、罗马尼亚的钻机系列中，绞车输人功率最大1838 kW。
通过对绞车的转动原理、电机的选择、主滚筒的力性能核算、刹车系统的改进使得ZJ70钻机绞车整体得到了良好的改进与优化3总体设计方案3.1. JC70D2绞车概述JC-70D2绞车传动是ZJ70D系列钻机的传动系统之一，它不但担负钻机起下钻具和下套管及上卸扣, 还担负着钻头钻进过程中控制钻压、处理事故，以及提取岩芯筒，试油等作业。
HXJ60海洋修井机产品使用说明书第四石油机械厂湖北荆州目录HXJ60海洋修井机第一部分：产品说明书第二部分：操作维护手册第三部分：维护资料图册HXJ60海洋修井机产品说明书(第一部分)目录第一章整机的主要技术参数 (6)第二章产品概述 (6)1 整机概述 (6)2 动力系统 (7)(1) 发动机(参看生产厂家说明书) (7)(2) 传动箱(参看生产厂家说明书) (7)3 传动系统 (8)(1) 结构特点 (8)(2) 性能参数 (8)(3) 转盘总成 (9)(4) 球笼传动轴 (9)4 绞车系统 (10)(1) 主滚筒总成 (10)(2) 主滚筒刹车系统 (10)(3) 绞车架及护罩总成 (11)(4) 角传动箱总成 (11)(5) 辅助刹车 (12)(6) 转盘传动装置 (12)(7) 刹车冷却装置 (12)(8) 水刹车循环系统 (13)(9) 天车防碰装置 (13)5 井架系统 (13)(1) 结构特点 (13)(2) 性能参数 (14)(3) 井架下体 (14)(4) 井架上体 (14)(5) 天车总成 (14)(6) 二层工作台 (15)(7) 二层工作台 (15)(8) 大钳平衡装置 (15)(9) 大钳平衡装置 (15)(10) 锁销装置 (15)(11) 游车大钩床座 (16)6 液压系统 (16)(1) 结构特点 (16)(2) 性能参数 (16)(3) 起升油缸 (17)(4) 伸缩油缸 (17)(5) 移动油缸 (17)(6) 卸扣油缸 (18)(7) 锁销油缸 (18)(8) 液压绞车 (18)7 气压系统 (18)(1) 结构特点 (18)(2) 性能参数 (19)8 电气系统 (19)(1) 结构特点 (19)(2) 性能参数 (19)9 游动系统 (20)(1) 结构特点 (20)(2) 性能参数 (20)(3) 游车大钩 (20)(4) 死绳固定传感器 (20)(5) 水龙头 (21)(6) 水龙带 (21)10 上移动座系统 (21)(1) 结构特点 (21)(2) 性能参数 (22)11 下移动座系统 (22)(1) 结构特点 (22)(2) 性能参数 (22)12 泥浆循环系统 (22)(1) 结构特点 (22)(2) 性能参数 (22)13 挡风墙与防雨棚总成 (23)(1) 结构特点 (23)(2) 挡风墙结构 (23)(3) 防雨棚结构 (23)(4) 钻台挡风墙的作用 (24)第一章整机的主要技术参数1 最大钩载900KN2 公称钩载600KN3 修井深度4000m(2-1/2”油管)3200m(3-1/2”钻杆)4 装机功率360HP/2100rpm5 井架净空高度29m双节6 游动系统结构3×47 传动方式液力机械传动8 钻台高9 钻台净空高10 最大抗风力93节(满立根)/107节(无立根)11 甲板滑轨中心距11m12 移动底座滑轨中心距13 气压系统最大压力14 液压系统最大压力14MPa15 电气照明系统电压AC220V/50Hz16 电气系统防护等级IP4417 电气系统防爆标志EXDⅡBT418 主刹车冷却方式喷水冷却19 辅助刹车系统122型水刹车20 甲板导轨承重量1000KN第二章产品概述1整机概述HXJ60海洋修井机为撬装单滚筒移动式钻修两用作业机，适用于海洋石油的钻探开发和油气井的维护作业。
石油钻机drilling rig:用于钻油气井和开采地下石油天然气的成套设备。
通常由起升系统、旋转系统、钻井流体循环系统、动力驱动系统、传动系统、控制系统、钻机辅助设备等构成。
功能：1.通过钻柱给钻头提供必要的钻速、扭矩、钻压，以破碎井下岩石达到钻探目的。
2.循环系统能及时清洗井底产生的碎屑，并使之携带出地面，以利于钻头在井下继续钻进。
3.起升系统能以一定速度起升井内钻柱和下放钻柱，并能下放套管。
4.钻井过程中，钻柱可能在井内发生遇阻、卡钻等情况，钻机必须有能处理以上事故的能力。
5.钻完一口井后钻机必须有移动性和拆装能力。
分类按钻井能力不同分类：浅井钻机、中深井钻机、深井钻机和超深井钻机。
按驱动方式来分类：机械驱动钻机mechanical drive rig、直流电驱动钻机AC-SCR-DC drive rig、交流变频电驱动钻机AC-VFD-AC drive rig、机电复合驱动钻机和液压钻机hydraulic drilling rig；按搬家rig move、安装、移动方式不同区分:撬装钻机skid-mounted rig、车装钻机self-propelled rig、拖挂式钻机trailer-mounted rig、整体移动钻机unitary move rig；按使用场合分类：陆地钻机、海洋钻机、沙漠钻机、极地钻机；此外还有区别与常规钻机的斜直井钻机。
基本参数1.名义钻深：钻机在规定的钻井绳数下使用规定的钻杆柱时，钻机的经济钻井深度。
2.最大勾载：在规定的最多绳数下，下套管、处理事故或进行其他特殊作业时，大钩不允许超过的载荷。
3.绞车额定功率、游动系统绳数、钻井钢丝绳直径、钻井泵单台功率、钻盘开口直径、钻台高度、井架高度。
井架derrick树立于钻台上用于石油钻井时提升和下放钻具的起重架。
主要有井架主体、天车台、立管操作台、下套管扶正装置和工作梯组成。
按主体结构可分为塔型架、K型架cantilever mast、A型架A-mast(具体包括伸缩式K型架telescoping mast和垂升式K型架bootstrap mast)。
XJ-450S修井机技术协议一、整体要求及主要技术参数1、整机符合石油修井机技术规范SY/T5202-2004、以及API相关标准，并按ISO9001-2001质量保证体系进行设计、生产制造全过程质量控制。
2、整车取得国家相关产品公告和特车免征附加费公告，保证用户正常办理车辆落户手续。
3、安全环保规定：整车及所配电气设施必须符合HSE管理体系要求：（1）满足石油企业油气区防火防爆规定、国家对汽车排放的环保要求，设备工作噪声不得超过国家规定标准，整车各部不得出现漏水、漏油、漏电、漏气现象，需要操作、维护、检查的部位必须有适合中国人体型与习惯的安全作业空间，易碰挂的部位必须使结构件棱角倒钝。
（2）发动机必须安装符合国家规定的防火帽。
整车设施防水、防爆（主要包括灯具、控制开关、接线盒等），并带有防爆安全标志。
（3）整套设备凡是旋转、高温、高压等危险部位，必须有明显的警示标识，并有可靠的防护栏、防护罩等措施。
（4）在设备适当部位安装设备检查、润滑保养图表；整车脂润滑部位采用集中自动润滑（尤其底盘、天车、绞车等重要部位），确保设备润滑保养良好。
产品规格为美国贝奇尔公司高压单线递进式集中润滑装置。
（5）整车适应吐哈油田高温（45℃）、严寒（－35℃）以及风沙大的气候条件，装有发动机冬季启动预热装置。
（6）整车配备8kg干粉灭火器2只，安装在车台下方方便取放的位置。
（7）整机起吊吊点设计合理、安全可靠。
上车梯子与载车两侧飘台安全护栏不干扰。
配备轻便的井口工作平台扶梯（长3.5m，带挂钩、护栏和拉筋，而且最上一台阶与井口工作平台平齐）。
（8）配备德国密特曼RG10D型二层台逃生装置；TS30型30米差速防坠器；湖北荆州TA-1F电子天车防碰仪；4、质量保证及售后服务：整车保修期1年。
保修期内发生质量问题，由供方限期无偿解决（不含需方指定的集中润滑系统），因需方操作不当造成的问题，供方指导维修，发生的费用双方协商确定。
主滚筒总成和主滚筒刹车系统技术要求
西部钻探工程有限公司克拉玛依钻井公司就主滚筒总成和主滚筒刹车系相关技术文件、质量保证、技术服务等进行了仔细认真讨论，并形成如下技术要求：
一、总则及要求
1、主滚筒总成和主滚筒刹车系统设计、制造依据“性能先进、工作可靠、运移方便、运行经济”的原则，满足钻井、修井工艺要求。
2、主滚筒总成和主滚筒刹车系统设计和制造质量严格执行ISO9001、ISO14000质量控制和环境控制程序，性能和制造质量达到同类主滚筒总成和主滚筒刹车系统的国际水平。
3、能够在-19℃—+55℃的作业环境和潮湿、风沙气候条件工作。
4、所有外购设备、部件和本厂生产的设备及部件的设计、制造、焊接均符合国家/国际标准，石油专用设备、部件以及高压管线符合相应API标准。
5、所有加注润滑油的润滑点应有润滑标志。
要害部位安装警示牌。
6、主滚筒总成和主滚筒刹车系统所有轴承必须采用国家标准轴承。
二、主滚筒总成和主滚筒刹车系统设计制造符合的标准：
1、API Spec Q1 《质量纲要规范》
2、SY/5307 《石油设备焊接通用技术条件》
3、SY5308－87 《石油钻采机械产品用涂漆通用技术条件》
4、ISO/CO 14690 《石油天然气工业、健康、安全与环境管理体系》
5、产品规范等级执行PSL1，结构安全等级执行SSL E2/U2
三、结构描述及主要技术参数：
1.主滚筒是钻修设备绞车的主要部件之一，绞车的滚筒是铸钢的，整个绞车装在一个用金属材料焊接的绞车架上，它主要由滚筒轴、刹车鼓、滚筒体、链轮、辅助刹车、推盘离合器、水循环管道以及联接盘等组成。
1)滚筒轴，选用优质合金钢制造，经特殊热处理，具有较高的强度和良好的韧性。
在轴的滚筒离合器端，安装有导气旋转接头，用于控制离合器；在轴的另一端，安装有双路导水旋转接头，用于刹车鼓循环水冷却。
2)滚筒体，带有整体里巴斯绳槽，卷绕大绳排列整齐；在司钻侧的滚筒体轮辐
上设有特殊斜槽，大绳打好绳头后，插入斜槽，缓慢转动主滚筒，大绳即可固定，操作简便，安全可靠。
3)刹车鼓，采用水循环冷却方式，散热效率高，有效防止刹车鼓过热，制动可靠；刹车鼓选用优质合金钢制造，经特殊热处理，外鼓面具有较高的强度和硬度，耐热、耐磨，使用寿命较长。
4)气动推盘离合器，轴向气囊推盘摩擦片式，气动控制轻便可靠；气动控制可实现多种功能操作，与辅助刹车互锁，当主滚筒结合时，辅助刹车脱离；主滚筒脱离时，辅助刹车才可能结合；并与天车防碰机构关联，当天车防碰阀（过卷阀）被触动，离合器强行脱离；具有过载保护作用，当大钩负荷超过调定载荷时，设定的气囊气压推力限定，摩擦片打滑，大钩停止上升；多片摩擦片组，传动力矩大，结合平稳，减轻滚筒启动时的冲击动载。
5)辅助刹车，选用伊顿气动水冷摩擦盘式刹车，气动控制轻便可靠，经调节控制气体压力，可改变刹车力矩；气动控制实现多种功能操作，与主滚筒离合器互锁，当主滚筒结合时，辅助刹车脱离，主滚筒脱离时，辅助刹车才可能结合；多片摩擦盘组，传动力矩大，结合平稳，减轻冲击动载；水循环冷却，散热效率高，有效防止摩擦盘过热，制动可靠。
2.滚筒刹车系统，机械刹把摩擦带式平衡刹车，控制手动刹把，经杠杆传递机构，推动曲拐拉动刹带活动端，围抱刹车鼓，使滚筒减速或停止；在刹带的固定端，安装有平衡梁机构，经调整可平衡左右两刹带作用力，使左右两个刹车鼓受力均匀。
刹把带有棘爪锁紧机构，打下棘爪，压紧刹把后，可自动锁定，以减轻司钻工作强度。
主滚筒总成和刹车系统技术参数：
配备钢丝绳直径：Ф29 mm
最大快绳拉力：210 KN
主滚筒直径x长度：Ф528x1041
刹车鼓直径x宽度：Ф1170x310
离合器型号：ATD330H推盘离合器
辅助刹车类型：水冷辅助盘刹
四、质量要求：
1、焊接件：焊接件应符合<<SY5305石油钻井机械产品用焊接通用技术条列>>的规。
