石油钻机的首要观念和江南电竞基础学问

　　1―人字架；2―天车；3―井架；4―游车；5―水龙头提环；6―水龙头；7―保障链；8―鹅颈管；9―立管；10―水龙带；11―井架大腿；12―幼鼠洞；13―钻台；14―脚架；15―转盘传动；16―填充钻井液管；17―扶梯；18―坡板；19―底座；20―大鼠洞；21―水刹车；22―缓冲室；23―绞车底座；24―并车箱；25―策划机平台；26―泵传动；27―钻井泵；28―钻井液管线―钻井液池；33―固定钻井液枪；34―贯串软管；35―氛围包；36―浸沙池；37―钻井液枪；38―振动筛；39―动力机组；40―绞车传动安装；41―钻井液槽；42―钻井绞车；43―转盘；44―井架横梁；45―方钻杆；46―斜撑；47―大钩；48―二层平台；49―游绳；50―钻井液喷出口；51―井口安装；52―防喷器；53―换向闸门

　　起升体系配置：为了起下钻具、调动钻头、左右钻头送进、下套管等，钻机还必需装备一套起升体系配置，它紧要由以下配置构成：主绞车、辅帮绞车(或猫头)、辅帮刹车、游动体系(席卷钢丝绳、天车、游动滑车和大钩)以及吊挂游动体系的井架构成。别的，尚有起下钻操作利用的东西及配置(吊环、吊卡、卡瓦、大钳、立根搬动机构等)。(4) 动力驱动体系配置：

　　以上便是适宜钻井工艺的请求而酿成的钻机各体系和部件，它们有机地纠合成一整套钻机，谐和地竣事临蓐义务。

　　宇宙各国的各大石油公司、各钻机创造厂家遵从各自的特色，对石油钻机的分类不尽相通。大凡来说，可按以下手段对石油钻机举办分类。

　　交换电驱动钻机席卷：交换发电机(或工业电网)—交换电动机驱动钻机和正正在成长中的交换变频电驱动钻机，即交换发电机—变频调速器交换电动机驱动钻机o

　　地面挽救配置是挽救钻机的主要构成部门，其紧要功用是挽救钻柱、钻头、碎裂岩石、酿成井眼。它紧要席卷

　　转盘是挽救钻机的症结配置，也是钻机的三大就业机之一。转盘本质上是一个大功率的圆锥齿轮减速器。正在钻进历程中，转盘的用意是把策划机的动力通过方瓦传给方钻杆、钻杆、钻铤和钻头，驱动钻头挽救，从而达成进尺，钻出井眼。正在起下钻和下套管历程中，需求把管柱卡正在转盘进取行卸扣。于是，永远坚持转盘处于杰出的就业状况，是急速优质钻井的必备条款之一。

　　(1)拥有足够大的扭矩和多挡的转速。转矩用于动弹钻柱动员钻头碎裂岩石；高挡转速用于急速钻进，低挡转速是为了餍足打捞、对扣、倒扣、造扣或磨铣落于井底的刮刀片、牙轮或其他物件等特地功课的请求。

　　1―壳体；2―大圆锥齿轮；3―主轴承；4―转台；5―大方瓦；6―大方瓦与方补心锁紧机构；7―方补心；8―幼圆锥齿轮；9―圆柱滚动轴承；10―套筒；11―急速轴（程度轴）12―双列向心球面滚子轴承；13―辅帮轴承；14―调整螺母。

　　程度轴总成紧要由链条驱动的动力输入链轮或万向轴驱动的贯串法兰、程度轴、幼锥齿轮、轴承套和底座上的幼油池构成。程度轴由两副轴承支承，挨近幼锥齿轮的轴承是向心短圆柱轴承，它只承担径向力。挨近动力输入端的轴承是双列调心球面滚子轴承，它紧要承担径向力和不大的轴向力。正在程度轴的另一端装有双排链轮或贯串法兰。幼锥齿轮与程度轴装好后，与两个轴承一同装入轴承套中，再将轴承套连同套内的各件一同装入壳体。大、幼锥齿轮之间的间隙可通过轴承套与壳体之间的安排垫片予以调整。

　　转台总成紧要由转台迷宫圈、转台、固定正在转台上的螺旋齿大锥齿轮、主轴承、辅轴承、下座圈、大方瓦和方补心等构成。转台体如统一根又粗又短的空心立轴井钻机，借帮于主轴承座将螺旋齿大锥齿轮装配正在壳体上。转台迷宫圈(两道环槽)装正在转台表缘上，与壳体上的两道环槽酿成动密封，预防钻井液及污物进入转台并损坏主轴承。转台是一个铸钢件，其内孔上部为方形，以装配方瓦，下部为圆形。

　　水龙头是钻机的挽救体系配置，又起着轮回钻井液的用意。它吊挂正在大钩上，通过上部的鹅颈管与水龙带相连井钻机，下部与方钻杆贯串。它一方面要导输来自钻井泵的高压钻井液，将其引入挽救钻井柱内注入井底洗井，另一方面还要承担井内钻具的悉数重量，吊挂钻柱并确保钻具自正在挽救。于是，水龙头是挽救钻机中晋升、挽救、轮回三大就业机中结交汇的症结配置，是贯串挽救体系、起升体系和轮回体系的纽带。

　　(1)水龙头的各承载件(如核心管、主轴承、提环、提环销等)要有足够的强度、刚度和寿命，而且请求贯串牢靠，其承载力应不幼于钻机的最大钩载。

　　浅显水龙头的机闭紧要由“三管”、 “三(或四)轴承”、“四密封”构成。“三管”即鹅颈管、冲管、核心管； “三轴承”即主轴承、上扶正轴承、下扶正轴承，所谓四轴承机闭，即除上述三轴承表，尚有一个防跳轴承； “四密封”即上、下钻井液密封和上、下机油密封。下面以较样板的SL—450水龙头为例，先容水龙头的机闭构成及特色。

　　1一鹅颈管；2—上盖；3一浮动冲管总成；4一泥浆伞；5—上辅帮轴承；6—核心管；7一壳体；8—主轴承；9-密封垫；10—下辅帮轴承；11ー下盖；12一压盖；13一方钻杆接头;14一护丝；5一提环销;16一缓冲器；7一提环

　　SL—450水龙头的机闭如图2—4所示。该水龙头席卷固定部门、挽救部门和密封部门。固定部门由表壳、上盖、下盖、鹅颈管、提环等构成；挽救部门由核心管、接头、主轴承、上扶正(防跳)轴承和下扶正轴承构成；密封部门由上、下钻井液密封总成和上、下机油密封盘根安装构成。

　　③上盖是铸钢件。其上部加工成法兰，用于装配鹅颈管。其下部是圆形，用螺栓与壳体上部贯串，组成壳体上盖，正在圆盖核心孔处装有扶正(防跳)轴承和两个反向装配的自封式u形上机油弹簧密封圈，以防壳体内部油液表漏和表界泥浆及其他脏物侵入壳体内部。圆盖上有一个螺纹孔，用来增添油液和固定油标尺，油标尺的丝堵(呼吸器)上有一个折角通孔，用以摈斥壳体内热气，下降润滑油温度。

　　②主、辅轴承中的主轴承为圆锥滚子轴承，承载材干大江南电竞，寿命长。下扶正轴承为短圆柱滚子抽承。上扶正(防跳)轴承是圆锥滚子轴承．它能同时承担较大的轴向力和径向力，并兼有扶正和防跳双重用意江南电竞江南电竞。下扶正轴承的用意是承担核心管动弹时的径向摆动力．使核心管居中，确保密封功效。于是，上、下扶正轴承间隔较远时扶正功效较好。上扶正轴承正在上机油盘根下，下扶正轴承不才机油盘根上，分裂由上盖和下盖用螺栓压紧。

　　该水龙头采用浮动式冲管机闭和急速拆装的u形液压自封式冲管盘根盒总成。浮动式冲管盘根是将上、下冲管盘根装于盘根盒中，组成上、下盘根盒组件。盘根分裂套正在冲管上、下端面处的表径上，通过密封盒压盖分裂与鹅颈管和核心管拼装为一体。上钻井液密封盒组件由上密封盒压盖、上密封盒、上密封金属压套、u形自封式盘根、金属衬垫、弹簧圈和。形密封圈构成。金属压套上有花键与冲管上部的花键

　　相完婚，确保冲管不行动弹，但也许上、下窜动。弹簧圈用于将压套、盘根及衬垫固定正在冲管上及上盘根盒内。上盘根盒组件通过上盘根盒压盖上的左旋螺纹与鹅颈管上的异型法兰贯串。下钻井液盘根盒组件由下钻井液盘根盒压盖、盘根盒、4个u形白封式盘根、4个金属隔环、1个下O形密封压套、O形密封圈和正在盘根盒上的1个黄油嘴构成。下密封盘根盒组件通过下盘根盒压盖上的左旋螺纹装配正在核心管上，于是下钻井液盘根盒组件是挽救的，而冲管不转，为了省略盘根与冲管间的磨损，必需按期通过下盘根盒上的黄油嘴注入润滑脂。盘根盒中的u形盘根要留神装配目标，上盘根朝向鹅颈管，下盘根朝向核心管。盘根安装

　　其上部机油盘根组件席卷2个u形橡胶密封圈和橡胶伞；它的功用是预防油池内机油从核心管溢出和钻井液及脏物进入壳体内部。机油盘根和橡胶伞都转正在盖内，由上盖法兰压紧，只承担低压。下部机油盘根组件席卷3个U形自封式橡胶密纣圈和石棉板，用下盖压紧，其用意是正在核心管挽救时密封油池下端预防漏油，只承担低压。别的，正在多处需求密封的两个贯串件之间均装有。形密封圈，以确保密封。

　　除了浅显水龙头，尚有两用水龙头。与浅显水龙头比拟，两用水龙头只是多了一个风马达。风马达通过变速箱驱动核心管急速动弹，竣事正在接单根功课时急速上扣手脚。风马达气向来自钻机气左右体系，可能餍足接单根时上扣的需求。

　　顶部驱动钻井体系是庖代转盘钻进的新型石油钻井体系，英文缩写为TDS(Top Driv-edrilingSystem)。顶驱钻井体系自20世纪80年代问世从此成长火速，更加正在深井钻机和海洋钻机中得到了寻常操纵。顶驱钻井体系现正在已成长到最先辈的一体化顶部驱动钻井体系，该体系明显升高了钻井功课的材干和成果，并已成为钻井行业的圭臬产物。经常，人们把装备了顶驱钻井体系的钻机称为顶驱钻机，探讨到顶驱钻井体系的紧要功用是钻井水龙头和钻井马达功用的组合，故将其列为钻机的挽救体系配置。

　　顶驱钻井体系是一套装配于井架内部空间，由游车悬持的顶部驱动钻井安装。老例水龙头与钻井马达相纠合，并装备一种机闭别致的钻杆上卸扣安装，从井排挤间上部直接挽救钻柱，并沿井架内专用导轨向下送进，可竣事挽救钻进、倒划眼、轮回钻井液、接钻杆(单根、立根)、下套管和上卸管柱丝扣等各式钻井操作。与转盘—方钻杆挽救钻井法比拟较，顶驱钻井体系拥有以下紧要特色：

　　起下钻时，顶部驱动钻井安装拥有利用28m立柱倒划眼的材干，可正在不添补起钻工夫的条件下，顺遂地轮回和挽救将钻具提出井眼。正在定向钻井历程中，可能大幅度地省略起钻总工夫。利用顶部驱动钻井安装下钻时，可正在数秒内接好钻柱，登时划眼，从而省略了卡钻的紧急。体系拥有遥控内部防喷器，钻进或起钻中如有井涌迹象，可正在数秒内竣事旋扣和紧扣，复原轮回，并安定牢靠地左右钻柱内压力。

　　顶驱钻井体系紧要席卷：钻井马达—水龙头总成、钻杆上下卸扣安装、导轨—导向滑车总成、平均体系、冷却体系、左右体系和从属配置等，如图2-5所示。

　　钻井马达是顶驱钻井体系的动力源，按照马达的类型可将顶驱分为液马达顶驱、AC—SCR—DC顶驱和AC-VF-AC变频顶驱。图2-5所示为Varco公司临蓐的TDS—11SA型顶驱体系(AC—SCR—DC驱动)，马达上装有双头电枢轴和笔直止推轴承。气刹车用于马达的惯性刹车，承担钻柱扭矩，并有利于定向钻井的定向就业。气刹车由一个远控电磁阀左右，其气源来自于钻机气左右体系。

　　TDS—11SA型顶部驱动钻井安装的单速变速箱紧要由大齿齿轮、幼齿齿轮、箱体、主轴和钻井马达等部件构成。变速箱是一个单速齿轮减速安装，水龙头主止推轴承装正在齿轮箱内，主轴由主止椎轴承支持，主轴通过一个锥形衬套贯串大齿轮，并支持钻杆上卸扣安装。通过3~4hp的马达驱动润滑油泵江南电竞，润滑油通过主止推轴承、上轴承，再经齿轮间隙、水冷或风冷的热相易器联贯轮回，并对齿轮举办强造润滑。油泵、油热相易器和油滤清器装配正在传动箱表壳上。

　　水龙头主止推轴承位于大齿圈上方的变速箱内部。主轴的上部台阶座落正在主止推轴承上，用以支承钻柱的负荷。水龙头密封总成装正在钻井马达上方，由圭臬冲管、组合盘根、联管螺母构成。联管螺母使密封总成举动一个整个运动，使水龙头密封总成也许承担42MPa的就业压力。盘根盒为急速装卸式，与浅显水龙头相通，只须松开上、下压紧盘根帽，即可急速拆装、调动冲管和盘根。

　　顶驱钻井体系将钻井马达和钻井水龙头组合正在一同，除了拥有转盘和老例水龙头的功用以表，更主要的是它装备了一套机闭别致的钻杆上卸扣安装，从而达成了钻柱贯串、上卸扣操作的板滞化及主动化，使钻机挽救体系配置耳目一新。

　　扭矩扳手举动卸扣之用，通过吊架将其吊挂于旋回头上。扭矩扳手位于内防喷器下部的回护接头一侧，两个液缸贯串正在扭矩管和下钳头之间，下钳头延长至回护接头表螺纹下方。钳头的夹紧活塞用来夹持与回护接头相贯串的钻杆内螺纹。扭矩管内的母花键同上部内防喷器下方的公花键相啮合，为液缸供应反扭矩。卸扣时，启动扭矩扳手，便使其主动上升并与内防喷器上的花键相啮合，正在取得圭表左右压力后，夹紧液缸入手手脚，夹紧活塞的夹持爪夹住钻杆的母接头。当液缸中的液体压力上升至夹紧压力时，另一圭表阀主动开启，并将压力传给和扭矩臂相连的两个扭矩液缸(冲扣液缸)使回护接及上轴挽救 25°，竣事冲扣手脚。再启动钻井马达旋扣，竣事卸扣操作，钻杆上卸扣安装另有两个缓冲液缸，肖似大钩弹簧，可供应螺纹积蓄行程125mm。所有功课由司钻按动左右台上的电按钮便可主动竣事。

　　如图2—7所示，内防喷器由带花键的远控上部内防喷器和手动下部内防喷器构成，属于全尺寸、内启齿、球形安定阀式的井控内防喷体系。上、下内防喷器款式相通，接正在钻柱中，可随时将顶部驱动钻井安装同钻柱相连起来利用。内防喷器尚有一个功用：即当上卸扣时，扭矩扳手同远控上部内防喷器的花键相啮合即可通报扭矩。正在井控功课时，可能将下部内防喷器卸开留正在钻柱当中。顶部驱动钻井安装还可能用一个中心转换接头，将钻柱和下部内防喷器贯串起来。

　　正在扭矩扳手架上装配有两个双用意液缸，液缸的手脚由司钻通过左右台上的电开闭和电磁阀来左右。液缸激动位于上部内防喷器—侧的圆环。同液缸相贯串的启发端柄与圆环相啮合，可能远控开启或紧闭上部内防喷器。

　　吊环和钻杆吊卡 吊环贯串器通过吊环将下部吊卡与主轴相连，主轴穿过齿轮箱壳体，齿轮箱壳体又同整个水龙头联贯。吊环贯串器额定负荷650t，可配350-650t晋升材干的圭臬吊环。大凡钻井配用3．35m、350t的吊环和中开钻杆吊卡，留出必然的空地装固井水泥头，固井时要用4．57m长吊环。吊环配对利用，以坚持最佳平均功效。

　　吊环倾斜安装上的吊环倾斜臂位于吊环贯串器的前部，由氛围弹簧启动，钻杆上卸扣安装上的1．7m长吊环正在吊环倾斜安装启动gS的用意下可轻松摆动，提放幼鼠洞内的钻杆。启动器由电磁阀左右。该安装的中停机构便于井架工排放钻具功课。吊环倾斜安装的紧要功用是：①吊鼠洞中的单根；②接立根时，不需井架工正在二层台大将大钩拉靠到二层台上。

　　顶驱钻井安装旋回头如图2—8所示。：当钻杆L知扣装詈正在起钻中随钻柱部件挽救时，能永远坚持液途、气途的连通。正在固定法兰体内部钻有很多油气通道，一端接软管口，另一端通往法兰，向下延长到圆柱部门的下皮相。正在挽救滑块的皮相部门有很多密封槽，槽内也有很多流道，密封槽与接口靠这些流道相通。当挽救滑块位于固定法兰的支承面上，密封槽与孔眼相对接时，滑块和法兰不管是挽救照旧正在自便固定地位，都永远会有油气通过。旋回头可自正在挽救和定位。当旋回头锁定正在24个刻度中自便刻度地位时，则通过凸轮顶杆和主动返回液缸对凸轮的用意，使旋回头主动返回到预订地位。

　　导轨—导向滑车总成由导轨和导向滑车框架构成。导轨装正在井架内部，通过导向滑车或滑架对顶驱钻井安装起导向用意，钻井时承担反扭矩。20世纪80年代顶驱体系多为双导轨，90年代改为单异轨，单异轨顶驱体系机闭特别轻松。导向滑车上装有导向轮，可沿导轨上、下运动，游车固定正在此中。当钻井马达处于排放立根地位上时，导向滑车则可举动马达的支持梁。

　　平均体系又称为液气弹簧式平均安装，平均体系总成如图2—9所示。平均体系有两个用意：一是预防上卸接头时损坏螺纹：二是正在卸扣时，可帮帮表螺纹接头从内螺纹接头中弹出。这就为顶驱钻井安装供应了一个肖似于大钩的1520皿的减震冲程。因顶驱体系太重，大钩弹簧的弹性力对顶驱钻井体系起了缓冲用意，以是，顶驱钻井体系担心装大钩。平均体系席卷两个相通油缸及其附件，以及两个液压储能器和一个管汇及相干管线。油缸一端与棺体水龙头相连，另一端或与大钩耳饰贯串，或直接连到游车上。这两个液缸还与导向滑车总成马达支架内的液压储能器相通。储能器通过液压油增补能量并坚持一个预设的压力，其压力值由液压左右体系主管汇中的平均回途预先设定。

　　平均体系的活塞杆上端与游车贯串，油缸下端与水龙头贯串。油缸上腔永远通高压油江南电竞，下腔抽缸爆发的向上拉力用意正在水龙头上，无间提着水龙头。两个相通的油缸爆发的向上拉力的协力要比顶驱钻井安装和立根的自庞大少少，当上、卸螺纹竣事时，蓄能器排放出压力，提供油缸就业。跟着蓄能器内的油液慢慢放出，油压会慢慢下降，油缸的拉力也就慢慢省略。当油缸的拉力幼于顶驱钻井安装和立底子身重量(粗心导轨的摩擦力)时，上提历程由加快变为减速，末结束束上移。当提起所有钻柱时，钻柱和顶驱钻井安装的重量大于油缸向上的拉力，油缸被拉下来，缸内油液被排出，大部门返回蓄能器贮存。

　　顶驱钻井安装的左右体系紧要由司钻仪表左右台、左右面板、动力回流等构成。左右体系相当于为司钻供应了一个左右台，通过这个左右台达成对顶驱钻井安装自己的左右。司钻仪表左右台由扭矩表、转速表、各式开闭和指示灯构成。顶驱钻井安装可达成的根本左右功用为：吊环倾斜、远控内防喷器、马达左右、马达旋扣扭矩左右、紧扣扭矩左右、转换开闭等。

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