现代石油钻机是一套联合的工作机组。它是由动力机、传动箱、绞车、天车、游动滑车、大钩、水龙头、转盘、钻井泵以及钻井液净化设备等组成。还有井架、底座等结构以及电力、液压和空气动力等辅助设备。当前,我国乃至世界大量使用的是旋转钻井法,其相应的钻井设备称为转盘旋转钻机。陆地所用转盘钻机是钻井设备的基本型式,通常所说的钻机指的就是这种型式的钻机,也可称为常规钻机。钻机类别1、钻机的组成根据钻井工艺中钻进、洗井、起下钻具等各工序的不同要求,一套钻机必须具备下列各系统和设备,见图3—1。a.钻具起升系统起升系统主要包括主绞车、辅助绞车(或猫头)、辅助刹车(水刹车、电磁刹车等)、游动系统(包括钢丝绳、天车、游动滑车和大钩)以及悬挂游动系统的井架等。另外还有起下钻具操作使用的工具及设备(吊环、吊卡、卡瓦、大钳、立根移运机构等)。b.旋转钻进系统为了转动井中钻具以不断破碎岩石,钻机装备有转盘和水龙头,井下配有钻杆柱和钻头,另外,丛式井或定向井还需配备井下动力钻具,这就构成了旋转钻进系统。c.钻井液循环系统铁钻工上、下钳之间采用旋转导轨,避免钻杆因大扭矩而产生弯曲,防止钻杆在卡瓦中打滑。河北钻机角箱
钻井绞车种类繁多,但很能体现其结构特点的是绞车的驱动方式。(1)直流绞车直流驱动绞车多为三轴、或四轴绞车,设正倒4档,倒挡由电机反转实现。(2)交流绞车交流变频绞车多为单轴绞车,其具备传动形式简单,工作性能可靠,重量轻等特点。(3)机械绞车以内燃机(柴油机)为动力,通过机械传动系统驱动绞车。机械驱动绞车多为三轴或四轴、4档或6档绞车,倒挡由齿轮机构实现。(4)液压驱动绞车以液压马达驱动绞车,目前市场用的较少青海钻机安装天津海合石油设备有限公司拥有自主研发的先进钻采设备。
顶驱装置的作业区域根据SY/T10041—2002《石油设施电气设备安装一级一类和二类区域划分的推荐作法》,划分为非危险区域(二类区域),但为了保证安全,在设计时可以按危险区域考虑。对于主电动机来说,应有相应的绝缘、防爆等要求。另外鉴于顶驱装置的工作环境属野外露天、钻井震动冲击大,主电动机还应具备相应的防尘、防水、防震要求,出线方式等还应考虑到安装问题。常见的顶驱装置主电动机采用的都是交流变频电动机,通过大功率的交流变频控制系统实现无级调速。交流变频电动机的主要优点是启动力矩大,可以连续堵转,通常具有150%的过载能力,相对应的控制系统等较成熟,易于使用和维护。主电动机的机座外壳要求强度大,可承受振动和冲击;轴承必须有较高的使用寿命,并便于润滑;内部应装温度传感器(例如PTI00热敏电阻),用于监测电动机的温升,对电动机加以保护;还应装加热器,在通电后可对电动机内部进行加热,尤其在寒冷地带,顶驱装置作业前必须先对主电动机进行加热,再开机运行。
提环总成提环在顶驱装置中是非常重要的承载部件,顶驱装置和管柱的总体重量都由其承担。各型号的提环设计虽有所不同,但都是下部与箱体相连,上部挂在游车或大钩上。典型的提环与大钩的连接如图2所示,该结构的提环为整体式提环,即整个提环是一体式设计,结构简单,安全可靠。提环下部开口处装于箱体两侧,上部弧顶R与大钩相连。国产的顶驱装置大多采用这种结构,由于受制造因素影响,在加工工艺方面大多采用整根锻造,也可直接采用铸件。还有部分型号的顶驱装置提环弧顶R处采用焊接或销连接的方式。另一种用于顶驱装置上的提环,称之为分体式提环,如图3所示,结构类似于常规吊环,安装时常与特制的提升系统连接。顶部驱动钻井结构紧凑,可满足车装钻修机、陆地橇装钻机,海洋平台钻机的安装要求。
滑轮用双列圆锥滚子轴承支撑在滑轮轴上,每个轴承都通过安装在滑轮轴两端的油杯单独进行润滑。侧板组上部用螺杆与横梁连接,下提环被两个提环销连接在销座上。销座用销轴与侧板组连接,提环销的一端用开槽螺母及开口销固定。当摘挂大钩时,可以拆掉游车上的任何一个或两个提环销。为使两侧板组夹紧滑轮轴,通过两侧板组的中部和上部的调节垫片进行调节。用止动块(或键)将轴固定在侧板上,以防止轴转动。多滑轮组(多轴)式游车是将两组滑轮分别单独地安装到各自的侧板上,而在芯轴之间留出一定的空间。多滑轮组(多轴)式游车一般用于自动起下钻系统或一些顶驱装置的悬吊。天津海合石油设备有限公司生产的配件——井架,结构先进,使用可靠。陕西陆地石油钻机保养
径向气胎离合器是以压缩空气为动力源的摩擦离合器,用于需要传递大转矩和以较快速度变换回转方向。河北钻机角箱
卡瓦1、用途⑴浅井或井内钻具较轻时的起下钻作业,用于井口卡坐钻铤或钻杆;⑵阻卡划眼时,将钻具卡紧悬坐于钻盘中以传递扭矩;2、类型按作用分为:钻杆卡瓦、钻铤卡瓦和套管卡瓦;按结构分为:三片、四片式卡瓦和长型、短型卡瓦等;按操作方式分为:动力卡瓦和手动卡瓦;3、使用注意事项⑴应根据井内钻具选择合适的卡瓦尺寸;⑵检查卡瓦牙的锋利程度,不能松动,不能装反,是否清洁,螺丝、开口销是否其全、紧固,连接轴销应转动灵活;⑶井深1000米以后必须使用双吊卡起下钻,禁止用卡瓦配吊卡起下钻;⑷起下钻铤时,卡瓦应配合安全卡瓦一起使用。卡瓦距母扣端面50cm,安全卡瓦距卡瓦5cm;⑸井口操作人员应站在卡瓦旋转范围以外,以防转动时打伤腿脚河北钻机角箱