石油钻井设备与工具--钻具系统
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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。
石油钻井机械基础知识目录一、基本概念 (2)1.1 石油钻井 (2)1.2 机械钻井 (3)二、钻井设备 (5)2.1 钻井泵 (6)2.2 钻井电机 (8)2.3 离心泵 (9)2.4 传动系统 (10)2.5 井架与底座 (11)三、钻井工具 (12)四、钻井工艺 (14)4.1 钻前准备 (15)4.2 钻进技术 (16)4.3 下井工具 (18)4.4 特殊钻井工艺 (19)五、安全与环保 (20)5.1 安全规定 (21)5.2 环保要求 (22)六、维护与保养 (23)6.1 日常检查 (25)6.2 定期保养 (26)6.3 故障排除 (28)七、发展趋势 (29)7.1 新技术应用 (31)7.2 节能减排 (32)7.3 智能化发展 (33)一、基本概念石油钻井机械是石油勘探开发过程中不可或缺的工具,其主要功能是用于钻探地层以获取油气资源。
这些机械包括钻头、钻柱、钻机、泥浆泵等关键设备,它们共同协作,确保钻井过程的顺利进行。
钻头:钻头是石油钻井过程中的关键部件,其设计与材料的选择直接影响到钻井效率和钻探成本。
现代钻头通常采用高强度材料制造,并经过精密的设计,以确保在复杂地层中的高效钻进。
钻柱:钻柱是由多根钻杆连接而成的圆柱形结构,用于传递钻井动力和承受钻井过程中的巨大扭矩。
钻柱的长度和强度对于钻井深度和安全性至关重要。
钻机:钻机是石油钻井机械的核心部分,负责提供钻井所需的动力和控制系统。
钻机的类型多样,包括旋转钻机、顶驱钻机、钻井泵等,它们各自适用于不同的钻井环境和需求。
泥浆泵:泥浆泵是石油钻井过程中的重要设备,其主要功能是将水和添加剂混合成泥浆,以润滑钻头、冷却钻具并携带出钻探产生的岩屑。
泥浆泵的性能直接影响到钻井的效率和质量。
1.1 石油钻井裸眼钻井:指在地表直接进行的钻井作业。
这种类型的钻井主要用于获取地表岩层的地质资料,以便为后续的开发提供依据。
牙轮钻井:采用牙轮钻头进行钻井作业,适用于软、中硬岩层的钻探。
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,的泥浆经各级泥浆净化设备,除去固相含量,然后重复使用。
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,然后供钻井操作场所。
井架用来安装天车、悬挂游车、大钩、水龙头和钻具,承受钻井工作载荷,排放立根;底座用来安装动力机组、绞车、转盘、支撑井架,借助转盘悬持钻具,提供转盘和地面之间的高度空间,以安装必要的防喷器和便于泥浆循环。
辅助设备。
为了保证钻井的安全和正常进行,钻机还包括其他的辅助设备,如防止井喷的防喷器组,为钻井提供照明和辅助用电的发电机组,提供压缩空气的空气压缩设备以及供水、供油设备等。