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1、,设备原理故障及性能,一、概 要,设备原理故障及性能,二、钻井设备的原理性能和常见故障,一、概 要,一、海洋钻井平台 海上钻井由于海洋的自然条件不同于陆地，需要建造“海上井场”以便安装钻井设备，储存器材和进行钻井作业，为了开发离海岸较近的海底油藏，为了适应不同的水深和自然条件，出现了多种类型的钻井装置，并不断地向前发展，大大促进了海上钻井的发展。（一）固定式海上钻井平台（二）移动式海上钻井平台,附件概述.doc,二、海上钻井装置简介 海上钻井的工艺技术与陆地上钻井基本相同，只不过多了一套特殊的井口装置，以便隔离海水。目前的钻井方法主要还是旋转钻井，利用钻头旋转破碎岩石，形成井身；利用钻杆将钻头
2、送到井底；利用顶驱（大钩）、游车、天车、绞车起下钻杆；利用顶驱（转盘及水龙头）或井底钻具带动钻头，钻杆旋转；利用泥浆泵循环泥浆带出井底的岩屑。原钻井装置按照不同的功能分为八大部件（绞车、井架、天车、游动滑车、大钩、转盘、水龙头及泥浆泵）。现由于安装了顶驱取代了大钩、水龙头、转盘的功能，故平台上无大钩及水龙头。现对钻井装置的进行论述,一、概 要,一、钻井装置的组成1、起升系统设备2、旋转系统设备3、灌浆循环系统设备4、动力驱动设备5、控制系统设备6、井架和机座7、辅助设备二、钻井装置的主要参数定义1、可钻最大井深2、最大起重量3、额定钻柱重量4、绞车功率5、转盘开口直径,一、概 要,附件概述.d
3、oc,二、钻井设备的原理性能和常见故障,起 升 系 统起升系统设备是由绞车、天车、游车、顶驱及钢丝绳等组成 一、钻井绞车 钻井绞车作为起升系统的重要组成部分，实际上就是一台重型卷扬机，公司平台常用的钻井绞车为美国NATIONAL SUPPLY 公司生产的1320-UE钻井绞车，其由两台直流电机直接带动驱动轴，型号中的“UE”表示“一体化电驱动”。1320表示钻井深度为1300020000英尺（40006000米）。（一）、钻井绞车作用：1.起下钻具，下套管。2.钻进时控制钻压，送进钻具。3.利用猫头上、卸钻具丝扣。4.吊升重物和进行其他辅助工作,二、钻井设备的原理性能和常见故障,（二）、132
4、0UE绞车的组成钻井绞车分为7个部分支撑系统传动系统控制系统制动系统卷扬系统润滑冷却系统安全装置,附件起 升 系 统.doc,（三）、技术参数：钻井深度：1300020000 英尺驱动方式：电机驱动 800马力2提升档数：4钢丝绳直径：1-3/8 英寸滚筒尺寸：（直径长度）3056-1/4.英寸（7621428.75MM）刹车型号：K-54滚筒低速链条：2”四排122节滚筒高速链条：2”四排102节猫头传动链条1-1/2”2排88节传动低速链条1-1/2”6排78节传动高速链条1-1/2”6排68节低速离合器：36-C高速离合器40*10 DY-A-FLEX转盘离合器28*5 1/4DY-A-
5、FLEX外形尺寸：（长宽高）25英尺5英寸14英尺9英尺6英寸（826047002900毫米）总 重：77660磅（35吨）,二、钻井设备的原理性能和常见故障,（四）、钻井绞车的基本计算数据1、快绳的最大拉力2、滚筒的缠绳直径和缠绳总长3、快绳速度和大钩速度（五）、钻井绞车故障分析 一些常见故障,二、钻井设备的原理性能和常见故障,附件起 升 系 统.doc,二、游动系统（一）游动系统组成 钻井装置中天车，游动滑车，用钢丝绳把它们连接起来，叫做钻机的游动系统，又称为复滑轮系统。天车是固定在井架顶部的定滑轮组，游动滑车（简称游车）是井架内部上下往复运动的动滑轮组。游动系统的功用是为了减轻钻井作业中
6、钻井绞车的载荷，使只能负荷十多吨或几十吨重的绞车通过它的作用，能起升和下放百多吨甚至几百吨的钻具。,二、钻井设备的原理性能和常见故障,附件起 升 系 统.doc,（二）、天车和游动滑车特性（三）、天车游车的技术规范 天车和游车都是钻机的专用配套设备，同一套钻机，其天车和游车的外形结构和尺寸有所不同，但滑轮和轴承的规范和结构及安装工艺往往相同，滑轮可互相使用。（四）、天车、游车的结构（五）、钻井用钢丝绳 游动系统的钢丝绳起着悬吊游车顶驱以及传递动力的作用，由于它运动频繁并承受弯曲、扭转、挤压冲击振动等复杂应力的作用，消耗量大。1.钢丝绳的结构和分类2.钢丝绳的使用,二、钻井设备的原理性能和常见故
7、障,附件起 升 系 统.doc,旋 转 系 统旋转系统设备是由顶驱（转盘）和井下钻具（井下动力钻具）钻头等组 一、顶驱（一）、顶驱概述 在顶驱出现以前，利用转盘、方钻杆传动补心方钻杆进行钻井作业是多年来的钻井业的工业标准，几十年来，司钻们一直用转盘，方钻杆、大钳、绞车、猫头等进行接单根和接头的连接，直到顶部驱动钻井系统的出现。顶驱取代了原来转盘、大钩和水龙头的功能，同时增加93英尺的立柱钻进功能，省去常规单根钻井中三分之二的连接时间。同时提供其他各种功能。,二、钻井设备的原理性能和常见故障,附件旋 转 系 统.doc,（二）、顶驱作用（三）、顶驱的组成（四）、顶驱的技术参数（五）、顶驱故障分析
8、,二、钻井设备的原理性能和常见故障,附件旋 转 系 统.doc,二、转盘 转盘在顶驱为出现前旋转钻井法中必不可少的设备，它为钻井装置中旋转系统提供动力。实际上它是一个减速增扭装置把电机传来的水平旋转运动变为垂直旋转运动。现在平台上使用很少，主要完井时用和作一些辅助作业。（一）、转盘用途（二）、转盘的技术规范,二、钻井设备的原理性能和常见故障,附件旋 转 系 统.doc,灌浆循环系统设备 该系统主要是由泥浆泵、地面高压（低汇）管汇、立管、水龙带、泥浆净化、泥浆配制设备及井下钻具、钻头等组成，主要功用是利用泥浆或其它流体冷却钻头，冲洗井底带出岩屑，以利正常钻进。打定向时，在涡轮钻井中以担负着给涡轮
9、钻具传递动力的任务。泥浆泵和泥浆循环系统是钻井装置的重要组成部分，使钻井液从地面注入钻柱到达钻具，再由钻头水眼喷向井底，后经井眼或套管与钻柱之间的环形空间返回地面从而形成循环。,二、钻井设备的原理性能和常见故障,一、循环钻井液的目的：清洗井底 冷却钻头和润滑钻杆输送钻屑到地面支撑井壁 防止地层流体进入井内 为井下动力钻具提供动力,附件灌浆循环系统设备.doc,二、钻井设备的原理性能和常见故障,一、泥浆泵（一）泥浆泵简介 泥浆泵是旋转钻井法泥浆循环系统的关键设备。本节介绍的泥浆泵为卧式三缸单作用往复活塞泵，由宝鸡石油机械厂仿制NATION SUPPLY 公司的FB1600型泥浆泵生产的。由动力端
10、和液力端两大部分组成，动力端用来传递动力和转换运动方式及速度，为液力端提供合适的动力；液力端用来将机械能转变为液体内能，以输送泥浆，其型式为F型。具有结构先进，体积小使用可靠易于维护保养等优点。工作时两台GE752直流电机通过链条齿轮串动，带动曲柄连杆十子头作直线往复运动，十子头透过中心拉杆以及活塞杆与活塞相连。当活塞作直线往复运动时，通过上水凡尔和排出凡尔，使机械能转变为液体内能。,二、钻井设备的原理性能和常见故障,（二）、技术参数：1、生产厂家：中国宝鸡石油机械厂 2、设备型号：F-1600 3、额定输入功率：1180马力4、额定冲数：120 冲/分钟5、冲程长度：304.8毫米(12英寸
11、)6、齿轮型式：人字齿7、齿轮传动比：4.206：18、吸入口联接尺寸：305 mm(12 英寸)9、排出口联接尺寸：130法兰(5英寸)10、阀腔尺寸：API-7”11、驱动方式：直流电机驱动 800马力212、最大工作压力：34.4 兆帕13、额定压力:25兆帕（7英寸缸套）14、排 量：41.51升/秒（7英寸缸套）15、重 量：37.70吨,二、钻井设备的原理性能和常见故障,（三）、性能参数：（四）、常见故障判断：A、液力端常见故障B、动力端故障三、泥浆净化设备 钻井平台上配有完整的泥浆净化设备。主要由3台振动筛、除泥器、除气器、离心机组成,二、钻井设备的原理性能和常见故障,附件灌浆循
12、环系统设备.doc,（一）、振动筛 泥浆振动筛是泥浆第一步粗处理设备（现在还有除泥器），将直径在0.1mm以上的颗粒除去。振动筛的常见结构：电动机经皮带带动偏心轴高速转动，由于偏心旋转时产生强大的离心力作用于弹性振子，是固定在框架的筛网以较高的频率振动，筛出泥浆较大的沙粒。现平台所用的振动筛采用电机轴直接带动偏心轮固定在框架上产生振动，减少设备维护。,二、钻井设备的原理性能和常见故障,附件灌浆循环系统设备.doc,（二）、除泥器 除泥器是使用旋流器作为除泥方式的泥浆处理装置，一般都是除砂器除泥器配套使用的，除沙器和除泥器结构，原理均相同，只是除沙器尺寸较大而已。均由进液管，溢流管、除砂器，壳件
13、等组成。平台现已取消除砂器是因为平台现有振动筛的处理能力已达到除砂器的水平，同时还增加了两台处理精度更高的离心机来作为泥浆净化的手段。如图所示为旋流器的工作原理,二、钻井设备的原理性能和常见故障,附件灌浆循环系统设备.doc,（三）、除气器：在钻井过程中，经常会发生泥浆被气浸的，也就是说在返回地面的泥浆中含有大量的气体，使泥浆重度明显。若气浸严重的泥浆不及时处理会造成一系列不良后果。使泥浆泵的容积效率明显降低。破坏泥浆的物理性能，以发生井下事故。不能准确判断井下情况。常用的除气器有三种工作原理（1）真空式除气器：其工作原理是，用真空泵吸入钻井液，经薄膜紊流后分离出气体，再由真空泵抽走。这种型号
14、的除气器效果良好，只是体积较大，比较笨重。（2）常压式除气器：主要部件由离心泵和喷射罐组成。将气侵钻井液由离心泵泵送到喷射罐，在罐内形成高速薄层并甩向罐的内壁促使气体破裂、分离、排出。体积较小，效果良好。（3）离心式除气器：由电机、抽气机、减速箱等组成。利用离心机分离原理将气体分离出来，是一种比较新的设备。,二、钻井设备的原理性能和常见故障,（四）、离心机是利用重力加速度原理而研制成功的另一种结构的清除细颗粒固相的设备，与旋流器结构最主要不同之点在于旋流器是利用高速度液流来产生离心力使固相分离，而离心机是利用外壳旋转来产生离心力，分离固相颗粒。通称第三级固控。该装置是一筒形离心机。它由一高速旋
15、转的转筒和安装在筒内能将较粗颗粒排出，把较细的颗粒留在液体中的一螺旋输送器组成。,二、钻井设备的原理性能和常见故障,附件灌浆循环系统设备.doc,动力驱动设备 动力驱动设备主要设备为主机、发电机及其变电站等动力设备在这也就不一一介绍了。控制系统设备 为了解决指挥各机组协调进行工作，钻机控制系统共分三大部分。即气控系统、机械控制、电控系统。气控制系统由司钻控制阀，气动离合器、继气器、刹车气缸及其他阀件等组成。机械控制系统设备有手柄、踏板、杠杆及各种机械离合器。电控制设备有变阻器、电阻器、继电器、录井仪等。整个控制系统的功用是根据钻井工艺的要求，使每台工作机操作时反应迅速。动作准确可靠，便于集中控
16、制和自动记录等。以上内容不在本节详细说明。,二、钻井设备的原理性能和常见故障,井架和机座 钻机配有塔形井架，承载能力强（负荷630吨）抗风稳定性好。有高大双层底座，上层沿下层的导轨的横向移动，下层沿平台的导轨做纵向移动。便于在一个井位打多口定向井。底座下面能容纳井口装置、安装防喷器、底座上面安装钻井设备、竖放立根。一、井架（一）、井架特点井架主要用于安放和悬挂天车，游车及大钩等起升设备，以起下、悬挂和存放钻具。井架有以下特点：1、承载能力大，足以保证起下40006000米长的钻柱。2、有足够的工作高度和空间，钻台面积大，便于安装有关设备、工具、钻具；司钻视野良好，使之能安全迅速地进行起下钻操作
17、。3、抗风能力强，拆装维修工作量大，工作也安全。,二、钻井设备的原理性能和常见故障,（三）、井架的基本参数表明井架主要特性的基本参数有以下几个：1、起重量2、工作高度（有效高度）3、上下底面积4、二层台高度5、前大门的高度,附件井架和机座.doc,二、钻井设备的原理性能和常见故障,（四）、常用塔形井架技术规范1、型 号 塔形2、最大负荷 630吨3、大钩额定起重量 426吨（940千磅）4、工作高度 44.8米5、前大门高度 8.14米6、二层台高度 25.2米7、天车台面积 2.42.4米8、钻台面积 9.149.14米二、井架底座和悬臂梁 井架底座和悬臂梁作为钻井负荷的受力件，主要是各种受
18、力结构，没什么好介绍的，各个平台不一致，可以回去看平台的图纸。,二、钻井设备的原理性能和常见故障,辅 助 设 备 平台上还配有为钻机服务的供气设备；供冷却刹车鼓和磁刹车用的供水系统；钻井时为防止井喷，在井口上装有防喷器设备，另外在钻台上下分别装有供起重用的0.5吨、3吨、5吨气动绞车、以及20吨气动BOP吊等。还有动力大钳的液压动力源、井架移动装置、测斜绞车、气动旋扣钳等辅助设备,这些设备就不一一介绍了.,二、钻井设备的原理性能和常见故障,井 控 设 备 BOP设备装置在现代钻采工程中是不可缺少的一个重要部分，它的作用是在钻穿高压油气层时，一旦发生井涌和井喷时，BOP装置不仅能保护油井、保护钻
19、井平台完好无损，更重要的是能保护工作人员的生命安全。作为平台设备管理人员，对于井控设备的职责划分，是负责井控设备及储能器的维护检查关于井控设备再次就不在叙述了.下面介绍一下储能器的基础知识。,二、钻井设备的原理性能和常见故障,一、储能器（一）、概述 防喷器控制系统（储能器）是开关防喷器和液动放喷、压井阀门的动力装置。它既要提供足够压力和排量的液压油，还要在平时把这种液压能储存起来，一旦需要，通过控制阀件把液压油准确迅速地输送给防喷器和液动阀的液缸，从而达到开关目的。防喷器控制系统是控制开关防喷器和液动放喷阀的装置，在井控系统中的作用尤为重要，它的好坏将直接影响到防喷器的工作，因此保持其处于良好状态非常必要。,二、钻井设备的原理性能和常见故障,附件井控设备.doc,（二）、主要参数（三）、工作原理 1、液压系统 2、压力传感器 3、压力传感器的调节（四）、故障判断及排除方法,二、钻井设备的原理性能和常见故障,附件井控设备.doc,附件井控设备.doc,Click to edit title style,
