西南石油大学11级矿场机械生产实习报告

1、生产实习报告教学院系：机电工程学院专业年级：机械工程及自动化2011级学生姓名：彭灿学 号：1105020125带队教师：范强完成日期2014年06月 目录一、实习动员31.1实习的目的及意义31.2 实习的注意事项及要求31.3 实习的任务安排3二、实习前矿机相关知识学习42.1石油地质与勘探42.1.1石油成因42.1.2油气藏的形成42.1.3油气田勘探42.2 钻采工艺简介52.2.1钻井地质基础52.2.2钻井设备及钻进工具62.2.3 钻井液92.2.4钻井施工工序102.2.5 钻井事故13三、实习过程143.1 校内实习143.1.1学校井场参观学习143.1.2 校内课堂理论

2、学习283.2 校外实习323.2.1成都迪普金刚石钻头有限责任公司323.2.2四川宏华石油设备有限公司参观流程353.2.3中国第二重型机械集团公司参观流程393.2.4其他参观公司40四、实习总结和心得体会41五、对公司现有设备及管理方法提出的建议或改进425.1改进装备的必要性和重要性425.2改进管理的几点措施42六、附录-广汉历史文化风俗社会调查43一、实习动员1.1实习的目的及意义生产实习是我们机电工程专业教学计划的重要组成部分，也是重要的实践性教学环节，其目的是通过紧密结合工厂的生产实习，深入、广泛地了解机械制造工艺及石油矿场机械设备方面的相关知识理论，从而加深和巩固课堂上所学

3、的理论知识，扩大我们学生的视野，提高在生产实际中调查研究，观察问题，分析问题的能力，为后续课程，毕业设计打好基础，同时也让学生接触社会，了解社会。所以，生产实习对大学生特别是对我们石油机械类大学生来说是非常重要而且必要的，我们也应该重视这一次难得的机会，要在这次的实习生活中得到更多的平时接触不到的知识和经验，努力提高自身的综合素质，提高自己的竞争力，成为一个合格的当代大学生。1.2 实习的注意事项及要求 1. 学生必须服从实习队伍的统一安排，不得无故缺席；2.实习期间，学生个人要注意自身安全及财产安全；3.学生个人要认真做好现场及讲座笔记，现场参观要不耻下问；4.遵守现场相关规章制度，关心他人

4、及自身安全；5.与实习老师或讲解师傅谈话时要注意自己的言行，行为要得体；6.一旦发现有异常情况时，要及时通知带队老师；7.进车间不准穿凉鞋、拖鞋和高跟鞋，不准打闹、嬉戏，厂区内严禁抽烟。防止出现火灾等意外事故！1.3 实习的任务安排 1通过下厂生产实习，深入生产第一线进行观察和调查研究，获取必须的感性知识和使学生全面地了解机械制造厂的生产组织及生产过程，了解和掌握本专业基础的生产实际知识，巩固和加深已学过的理论知识，并为后续专业课的教学，课程设计，毕业设计打下基础。  2.在实习期间，通过对典型零件机械加工工艺的分析，以及零件加工过程中所用的机床，夹具量具等工艺装备，把理论知识和实践

5、相结合起来，培养我们的考察、分析和解决问题的工作能力。 3.通过实习，广泛接触工人和听工人技术人员的专题报告，学习他们的经验、技术革新和科研成果，学习他们在四化建设中的贡献精神。  4.通过参观有关工厂，掌握一台机器从毛坯到产品的整个生产过程、组织管理、设备选择和车间布置等方面的知识，扩大知识面。  5.通过记实习日记，写实习报告，锻炼与培养我们的观察，分析问题以及搜集和整理技术资料等方面的能力。二、实习前矿机相关知识学习2.1石油地质与勘探2.1.1石油成因 目前就石油的成因有两种说法： 一种是无机论， 即石油是在基性岩浆中形成的；第二种是有机论，即各

6、种有机物如动物、植物、特别是低等的动植物像藻类、细菌、蚌壳、鱼类等死后埋藏在不断下沉缺氧的海湾、潟湖、三角洲、湖泊等地经过许多物理化学作用，在沉积岩中最后逐渐形成为石油。目前大部分学者倾向于第二种说法，即有机论。2.1.2油气藏的形成油气藏是油气在单一圈闭中的聚集，具有统一的压力系统和油水界面，是油气在地壳中聚集的基本单位。圈闭中只聚集了油，就是油藏，只聚集了气，就是气藏；既有油又有气，则为油气藏。油气藏必须具备的两个条件是油气和圈闭。而油气在由分散到集中形成油气藏的过程中，受到各种因素的作用，要形成储量丰富的油气藏，而且保存下来，主要取决于生油层、储集层、盖层、运移、圈闭和保存六个条件。2.

7、1.3油气田勘探目前油气勘探指的是在油气田形成模式与分布规律理论的指导下，运用各种手段和方法进行资料的采集、处理与综合分析，判断油气田形成的基本条件是否存在，不断缩小勘探靶区，最终发现和探明油气田。勘探油气田的方法有地质法、地球物理勘探法、地球化学勘探法、钻探法四类。地球物理勘探法是根据地质学和物理学的原理，利用电子学和信息论等领域的新技术建立起来的一种间接找油、气的方法。它利用各种物理仪器在地面或空中观测地壳上的各种物理现象，根据物理现象的变化推断地下的地质构造特点，寻找可能的储油、气构造。地球物理勘探法主要包括重力勘探、电法勘探、磁法勘探和地震勘探等方法。地球化学方法是利用化学分析方法对岩

8、石、土壤、气体和水中的各种成分进行分析，测定地下油、气的扩散所引起的各种化学、物理化学和生物化学的变化，分析地下油、气存在与分布情况。这类地球化学法又称为地球化学勘探法，它主要包括气测法、沥青法、水化学方法等。2.2 钻采工艺简介在石油矿场机械生产实习指导书里的第一章节讲解了详细的工艺过程介绍。目前我只是整理一个简介。2.2.1钻井地质基础1、岩石的机械性质岩石的强度：岩石的强度是指抵抗外力破坏的能力。岩石的可钻性：是指在一定条件下，钻进岩石的难易程度。也可理解为钻进过程中岩石抗破碎强度的大小。2、岩石性质对钻井的影响 其影响主要表现在：影响钻进速度与钻头尺：使钻进过程中出现井漏、井喷、卡钻等

9、复杂情况：钻井液受到污染，性能变坏，井径不规则，进而影响到测井、固井等。3、钻井中地质录井工作（1）钻时录井井深计算： 井深钻具总长+方入 钻具总长钻头长度+接头长度+钻铤长度+钻杆长度（2）岩屑录井 在井深不断加深过程中，按照一定的取样间距和迟到时间，将岩屑连续收集起来，进行观察、分析，并综合运用各种录井资料进行岩屑归位，以恢复地下原始剖面的过程。 （3）岩心录井 利用取心工具，将井下一定深度地层的岩石以柱状形式取上来，并对其进行分析、研究而取得各项资料的过程。（4）荧光录井 石油中的油质、沥青等在紫外光的照射下，能发出一种特殊光亮，即荧光。根据荧光显示的亮度及颜色的差别，测定出石油的含量和

10、组成成分，对油气层进行定性和定量解释，就是荧光录井。2.2.2钻井设备及钻进工具 1、钻井设备 钻井设备由提升系统、旋转系统、循环系统、传动系统、驱动系统、控制系统、钻机底座及辅助设备等八大系统组成。（1）钻机的提升系统 为了起下钻具、下套管以及控制钻压、送钻等，钻机装有一套起升设备，主要由绞车、辅助刹车、游动系统（包括天车、游动滑车、大钩及钢丝绳）、井架等组成。 A井架 井架是钻采机械提升系统的重要组成部分之一。它是一种具有一定高度和空间的金属结构物，并且具有较好的整体稳定性。它是悬挂游动系统的载体，它主要由主体、人字架、天车台、二层台、工作梯、立管平台、钻台和底座组成。 B游动系统 在钻机

11、的提升设备中，将天车、游车和大钩用钢 丝绳把它们连接起来，就组成了一个复滑轮系。又称为钻机的游动系统。 C提升绞车 绞车是构成提升系统的主要设备，是组成一部钻机的核心部件，是钻机的主要工作机之一。（2）钻机的旋转系统 旋转系统包括转盘和水龙头两大部分。他们的主要作用是在钻具不断钻进及不断循环钻井液的条件下，保证钻具的旋转。转盘是一个八字轮的减速器，它将发动机传来的水平旋转运动变为垂直旋转运动。（3）钻机的循环系统为了用钻井液不断清除井底岩屑以保证连续钻进，钻机配备有循环系统。主要包括钻井泵、地面管汇、钻井液池和钻井液槽、钻井液净化设备、调配钻井液设备等。在井下动力钻井中，循环系统还担任传递动力

12、的任务。 钻井泵主要由液力端和动力端两大部分组成。三缸单作用泵的液力端包括缸体、活塞、吸入阀、排出阀等部件；动力端包括机座、曲轴、传动轴、连杆、十字头、介杆等部件。 地面管汇，即钻井液循环系统管汇，包括钻井泵吸入管、高压管汇、低压管汇。高压管汇的主要作用是联接钻井泵和旋转系统，用于输送钻井液。有钻井动脉血管之称。它包括钻井泵输出管、闸门组至水龙头之间地面管、立管、水龙带，其耐压均要求达到35兆帕。（5）辅助设备和工具 A电动绞车，B电气葫芦，C离心泵，D潜水泵，E振动筛 2、钻进工具 （1）钻头 钻头是破碎岩石，形成井眼的主要工具，钻头质量的优劣，它与岩 性及其他钻井工艺条将直接影响钻井速度、

13、钻井质量和钻井成本。钻头的种类繁多，目前石油钻井中使用的钻头包括刮刀钻头、牙轮钻头和金刚石钻头。其中牙轮钻头使用范围最广，应用也较多；刮刀钻头使用最少。这里主要介绍牙轮钻头和金刚石钻头： A牙轮钻头 牙轮钻头其结构可分为五个部分，即钻头体、巴掌、牙轮、轴承和水眼。密封喷射式钻头还有储油补偿系统。钻头上部有螺纹和钻柱相连，下步与带有牙轮轴的3个巴掌相连，牙轮装在牙轮轴上，牙轮带有切削齿，用以破碎岩石；每个牙轮与牙轮轴之间装有轴承；水眼（喷嘴）是钻井液的通道。牙轮钻头在钻进的过程中，具有纵向振动和横向剪切的作用，有利于破碎岩石，提高钻速。 B金刚石钻头 用金刚石材料作为切削刃钻进的钻头称为金刚石钻

14、头。按其使用地层可分为：普通金刚石钻头、聚晶金刚石复合片钻头（简称PDC钻头）两大类，其中聚晶金刚石复合片钻头适用于软至中硬地层，而普通金刚石钻头适用于坚硬和研磨性高的地层。普通金刚石钻头由钻头体（又称刚体）、胎体、水眼和金刚石颗粒等部分组成。聚晶金刚石复合片钻头由刚体、胎体、喷嘴、金刚石复合片等组成。金刚石钻头是一体性钻头，可以使用较高的钻速、适于钻进较硬的地层、较深井的钻进。但由于金刚石的热稳定性限制，工作时必须保证钻头的清洗与冷却。 C取芯钻头 取心钻头的功用是环形破碎地层，形成岩心。目前，常用的有刮刀取心钻头、领眼式硬质合金取心钻头、硬质合金取心钻头和金刚石取心钻头等。 （2）钻柱 钻

15、柱是钻头以上、水龙头以下部分的钢管柱的总称，它包括方钻杆、钻杆、钻铤、各种接头及稳定器等井下工具。它是钻井的重要工具，它是连通地下与地面的纽带，在转盘钻井时，靠它来传递破碎岩石所需的能量，给井底施加钻压以及循环钻井液等。 A方钻杆方钻杆位于钻柱的最上端。钻进时，方钻杆与方补心、转盘补心配合，将地面转盘扭矩传递给钻杆，以带动钻头旋转，并承受钻柱悬重重量。 B钻杆与钻杆接头钻杆是钻柱的基本组成部分，位于方钻杆和钻铤之间，其主要作用是传递扭矩和输送钻井液，并靠钻杆的逐渐加长使井眼不断加深。它用无缝钢管制成，壁厚一般为911mm。钻杆接头是钻杆的组成部分，分公接头和母接头，焊接在钻杆管体的两端。接头上

16、有螺纹，用以连接各单根钻杆。接头外径大于管体外径，并采用强度更高的合金钢制成。钻杆接头的类型分为：内平接头、贯眼接头、正规接头三类。 C钻铤 钻铤处在钻柱的最下部，是下部钻具组合的主要组成部分。其主要特点是壁厚大（一般为3853mm，相当于钻杆壁厚的46倍），具有较大的重力和刚度。它在钻井过程中的主要作用是：给钻头施加钻压，使下部钻具组合具有较大的刚度，从而减轻钻头的振动、摆动和跳动等，使钻头工作平稳，有利于控制井斜。2.2.3 钻井液 1、定义 钻井时用来清洗井底并把岩屑携带到地面 维持钻井操作正常进行的流体称为钻井液或洗井液，习惯上称为钻井泥浆。 2、功能 （1）清洗井底，携带岩屑，保持井

17、底清洁，保证钻头不断地破碎地层； （2）冷却和润滑钻头及钻柱； （3）平衡地层中流体的压力，防止井喷和井漏的发生； （4）传递动力，冲击井底，帮助钻头破碎井底岩石，提高钻井速度； （5）造壁性能，在井壁形成泥饼，保持井壁稳定，防止坍塌； （6）悬浮岩屑和加重剂，降低岩屑沉降速度，避免沉砂卡钻。另外承受钻杆和套管的部分重力。 （7）从钻井液携带出的岩屑分析和钻井液中的油气显示，可以判断所钻地层是否含油气资源，从而准确获得井下资料。 3、钻井液的组成随着钻井技术的发展，钻井液的种类越来越多，但钻井液一般由下列组分组成：（1）液相：液相是钻井液的连续相 可以是水或油。（2）活性固相：包括人为加入的商

18、业膨润土，地层进入的造浆粘土和有机膨润土（油基钻井液用）。（3）惰性固相：惰性固相是钻屑和加重材料。（4）各种钻井液添加剂：根据使用要求，可以利用不同类型的添加剂配制性能各异的钻井液，并可对钻井液性能进行调整。添加剂实际上是用于调节活性固相在钻井液中的分散状态，从而达到调整钻井液性能的目的。 4、钻井液的性能主要是钻井液的密度、粘度、切力、失水量、PH值。分别由试验的钻井液密度称、旋转粘度计和失水仪测量。2.2.4钻井施工工序 1、钻前准备定井位：地质师根据地质上或生产上的需要确定井身轴线或井底的位置。修路：主要保障能通行重车，满足载重40吨或以上重车的通行。平井场：在井口周围平整出一块场地以

19、供施工之用。井场面积因钻机而异，大型钻机约需120×90m2，中型钻机可为100×60m2。打基础：为了保证施工过程中各设备不因下陷不均匀而歪斜，要打基础。小些的基础用预制件，大的基础则在现场用混凝土浇灌。 2、钻机安装安装工作的主要内容有：设备就位、校正设备、固定设备等。设备的安装工作可在整个井场同时展开。原则上讲，应先基础、底座，后钻机设备；先提升系统，后转盘、绞车和钻台工具；先到井场的设备先安装，做到不压车、不积车，设备就位后，再进行校正和固定。安装顺序可分为上设备顺序和校正顺序。 3、开钻（1）一开:设备安装完之后，要进行第一次开钻，是为下表层套管而进行的钻井施工。

20、 （2）二开:二开是在一开完成后，为了下技术套管二进行的第二次钻进。在延长油田二开的目的是钻遇油层。 （3）三开:三开的目的是是钻遇油层、完井。 4、钻井工艺技术（1）防斜打直井技术按照设计轨道的不同，井可以分为两大类，直井和定向井。对于直井来说，设计轨道都是一条铅垂线，不需要进行特殊的设计，但直井的轨迹控制难度很大，甚至比定向井的轨迹控制难度还大。（2）定向钻井技术定向井就是按照设计的井斜、方位和靶点位置，沿着设计的井眼轴线而钻成的油井。（3）水平井技术水平井是指井眼轨迹达到水平以后，井眼继续延伸一定长度的定向井。这里所说的“达到水平”，是指井斜角达到90°左右，并非严格的90&#

21、176;。这里所说的“延伸一定长度”，一般是在油层里延伸，并且延伸的长度要大于油层厚度的六倍。（4）分支井技术分支井是指在一口主井眼的底部钻出两口或多口进入油气藏的分支井眼(二级井眼)，甚至再从二级井眼中钻出三级子井眼。主井眼可以是直井、定向斜井，也可以是水平井。分支井眼可以是定向斜井、水平井或波浪式分支井眼。 5、下套管固井套管分为表层套管、技术套管（中间套管）、油层套管（生产套管）。表层套管是隔离地表浅水层和浅部复杂地层，使淡水层不受钻井液污染；中间套管是隔离不同地层孔隙压力的层系或易塌易漏等复杂地层；油层套管是保护生产层并给油气从产层流至地面提供通道。下完套管后，就要注水泥进行固井，注水

22、泥工作一般按以下工序进行施工： 套管下至预定井深后，装上水泥头循环钻井液，并接好各台注水泥车的地面管线。 打隔离液，注水泥。 顶胶塞并开始替钻井液。 碰压：替钻井液后期，泵压不断升高，当胶塞座在回压凡尔的生铁圈时，泵压突然升高，即为碰压，此时注水泥工作结束。 候凝：碰压后，说明套管内水泥浆全部替出，这时要候凝。候凝有时采用憋压候凝，有时采用敞压候凝。憋压候凝时要注意由于水泥浆凝固放出的热量会使井口压力增高，这时要按固井施工要求定时、定量在井口进行放压。生产套管固完井24小时后电测固井质量和试压。两项都合格后，应上好井口“帽子”并点焊牢固。然后交井。 6、完井完井是使井眼与油、气储集层（产层、生

23、产层）连通的工序。油、气井完井的工艺过程包括：钻开生产层：确定完井的井底结构、安装井底（下套管固井或下入筛管）、使井眼与产层连通并安装井口装置等工序。完井关系到井的稳产与高产。油气井是按照储集层的性质、生产状况等条件，在保证井的稳产高产的前提下进行完井的。不同的储集层岩石，不同的生产方式要求有不同的完井方式。完井的主要任务是使井眼与储集层有良好的连通，使井能高产，同时保持井眼的长期稳定，使井能稳产较长一段时间。完井的要求： （1）最大限度地保护储集层，防止对储集层造成伤害； （2）减少油气流进入井筒时的流动阻力 （3）能有效地封隔油气水层，防止各层之间的互相干扰； （4）克服井塌或产层出砂，保

24、障油气井长期稳产，延长井的寿命 （5）可以实施注水、压裂、酸化等增产措施； （6）工艺简单、成本低。完井的种类包括裸眼完井与射孔完井（主要是延长油田应用的完井方式）：（1）裸眼完井裸眼完井是指完井时井底的储集层是裸露的，只在储集层以上用套管封固的完井方法。裸眼完井还可分为先期裸眼完井和后期裸眼完井。裸眼完井只适用与在孔隙型、裂缝型、裂缝孔隙型或孔隙裂缝型坚固的单一或均质储集层中使用。目前仅在我公司王家川采油厂部分直井中应用。（2）射孔完井射孔完井是指下入油层套管封固产层后再用射孔弹将套管、水泥环、部分产层射穿，形成油气流通道的完井方法。射穿产层后的油气井的生产力能受产层压力、产层性质、射孔参数

25、及质量的影响。在石油勘探开发中，射孔完井是目前主要的完井方法，大约要占完井总数的90% 以上。射孔完井可适合于各种储集层，无论是孔隙型、裂缝型、孔隙裂缝型还是裂缝孔隙型的储集层；无论储集层的强度是大是小，是否均质，压力体系是否相等都可用这种完井方法，也就是说大多数的储集层都可采用射孔完井方式。2.2.5 钻井事故 1、卡钻事故卡钻是指钻柱在井内停止时间过长，或由于地层复杂、钻井液性能不好、技术措施不当等原因，不能上提、下放或转动，有时甚至不能循环钻进液。常见的有：粘附卡钻、坍塌卡钻、砂桥卡钻、缩径卡钻、键槽卡钻、泥包卡钻、沉砂卡钻、落物卡钻等。 2、钻具断落事故钻具事故是指钻杆、钻铤及其它入井

26、工具和辅助工具在井下发生的各种事故的总称。 3、井漏井漏是当井内的液柱压力大于地层压力时，钻井液进入地层的现象。凡发生井漏的地层，必须具备下列条件：地层中有孔隙、裂缝或溶洞。钻井液柱压力大于地层压力。钻井液柱压力和环空压耗或激动压力之和大于地层破裂压力，把地层压裂，产生漏失。 4、井喷井喷是指地层压力大于液柱压力，致使井内流体喷出井口的事故。因井内流体易燃、同时可能含有有毒气体，所以对人类及自然环境的危害较大，应尽量避免井喷事故的发生。三、实习过程为期一个月的生产实习，我们将课堂上学到的理论知识与实际相结合，强化了我们所学到的知识和检测所学知识的掌握程度，我们去了成都迪普金刚石钻头有限责任公司

27、、四川昆仑石油设备制造有限公司、广汉的四川宏华石油设备有限公司、中国第二重型机械集团公司、四川民航飞行学院、宝石石油机械加工厂、川庆钻探公司、新都液压油缸厂、大漠石油机械厂等公司，我们学到了许多课本上没有的知识，真的是受益匪浅。3.1 校内实习 3.1.1学校井场参观学习（一）游梁式抽油机 游梁式抽油机，也称梁式抽油机、游梁式曲柄平衡抽油机，指含有游梁，通过连杆机构换向，曲柄重块平衡的抽油机，俗称磕头机。从采油方式上为有杆类采油设备（从采油方式上可分为两类，即有杆类采油设备和无杆类采油设备）。游梁式抽油机主要由游梁连杆曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装备等四大部分组成。工作时，电动机的传动经变

28、速箱、曲柄连杆机构变成驴头的上下运动，驴头经光杆、抽油杆带动井下深井泵的柱塞作上下运动，从而不断地把井中的原油抽出井筒。主要特点： 1、整机结构合理、工作平稳、噪音小、操作维护方便； 2、游梁选用箱式或工字钢结构，强度高、刚性好、承载能力大； 3、减速器采用人字型渐开线或双圆弧齿形齿轮，加工精度高、承载能力强，使用寿命长； 4、驴头可采用上翻、上挂或侧转三种形式之一； 5、刹车采用外抱式结构，配有保险装置，操作灵活、制动迅速、安全可靠；6、底座采用地脚螺栓连接或压杠连接两种方式之一。平衡方式： 1游梁平衡：在游梁的尾部装设一定重量的平衡板，这是一种简单的平衡方式，适用于3吨以下的轻型抽油机。2

29、曲柄平衡：这是一种在油田上常用的平衡方式。顾名思义是将平衡块装在曲柄上，适用于重型抽油机。这种平衡方式减少了游梁平衡引起的抽油机摆动，调整比较方便，但是，曲柄上有很大的负荷和离心力。 3复合平衡：在一台抽油机上同时使用游梁平衡和曲柄平衡。特点：小范围调整时，可以调整游梁平衡：大范围调整时，则调整曲柄平衡。这种平衡方式适用于中深井。 4气动平衡：利用气体的可压缩性来储存和释放能量达到平衡的目的，可用于10吨以上重型抽油机。这种平衡方式减少了抽油机的动负荷及震动，但其装置精度要求高，加工复杂。（二） 固控系统组成部分及各部分作用所谓固控系统是指除气器、振动筛、除砂器、除泥器、微型除泥器以及除砂清洁

30、器、出泥清洁器、离心机和循环大罐等，即根据固相控制的要求，组成的一套系统。（1）泥浆固控系统的作用： 随着钻井技术的发展,钻井液的各项性能指标已成为科学钻井的重要标志。钻井液是钻井过程的血液，它的作用是：清除并悬浮井底岩屑，携带至地面使其进行沉降；冷却钻头及钻具；形成低渗透泥饼并覆盖井壁；控制地层压力；承受部分套管和钻具的重量；保护井眼并提供井下资料；减少油层损耗；将水功率传递给钻头；防止钻具腐蚀等。固相控制系统通过振动筛除掉大的岩屑后流入泥浆处理罐，除气、除砂、除泥后清除钻井液中有害固相，调整钻井液的各项性能，储备钻井液，它的合理配备与使用对提高钻井速度、保护油气层、调整钻井液性能和降低钻井

31、成本起着重要的作用。 （2）振动筛：钻井作业中，利用振动的筛网回收钻井液中的液相，并且以是否能通过筛孔为标准，将大小不等的固相颗粒分成两组或两组以上尺寸的机械设备。 从井底返出的钻井液首先经过振动筛清除较大的固相颗粒，振动筛作为第一级固控设备，它适合于各种钻井液的部分，不管其他机械固控设备在改善钻井液性能和提高钻井液速度方面的经济效益如何，目前振动筛始终是钻井装备的必要设备而且，与其他固控设备相比，振动筛又是其中最经济的设备。 类型：按运动轨迹分为圆形轨迹筛、直线轨迹筛和椭圆轨迹筛。 按筛分层数分为单层筛和双层筛。 按筛面倾角分为水平筛和倾斜筛。 按筛网绷紧方式分为纵向绷紧晒和横向绷紧筛。 按

32、振动方式分为惯性振动筛、惯性共振筛、弹性连杆式共振筛、电磁振动筛等。 （3）除气器：在钻井过程中，钻井液常受到井内的天然气或空气污染。由于井底地层压力较高，气体被溶解在钻井液中。当钻井液返回地面时，压力减小，被溶解的气体膨胀为大小不等的气泡而存在钻井液中，这种含有气体的钻井液被称为气侵钻井液。其危害很大，所以必须进行除气处理。其危害如下： 1.井液的密度。钻井液密度降低后，若井内钻井液净液柱的 压力低于地层的压力，可能引发井涌或井喷。2. 使用于固控设备的砂泵。灌注泵、钻井泵的吸入不良，甚至不能正常工作，引起设备的振动。 3.部分有毒气体溢出钻井液，可能引发现场操作人员中毒。 4.可能引发火灾

33、。 5.气侵后，钻井液粘度增大，使机械钻速降低。 类型：常压式除气器、真空式除气器和离心式除气器。（4）水力旋流器：除砂器、除泥器和微型旋流器统称为水力旋流器。是钻井液固控系统的重要设备。钻井清洁器是一组水力旋流器装置与一台超细目振动筛的组合。它的用途由主要进行液固分离，扩展到两种互不溶解流体介质的液液分离和气液分离，成为多用途的高效分离装置。 水力旋转器的特点： 1.水力旋转器有很多功能，可根据应用的需要在不同场合应用。 2.水力旋转器的结构简单，内部没有运动部件。 3.占地面积小，安装方便，运行费用低。 4.使用方便灵活。 5.处理工艺简单，运行参数确定后可长期稳定运行，管理方便，社会效益

34、与经济效益都十分明显。 6.其分离过程可在全封闭状态下运行，净化后的液体和被分离的介质均可有管道输送回收，实现闭路循环，不会产生二次污染。 （5）离心机：钻井液离心机是固控设备中固液分离的重要设备之一，一般情况下安装在固控系统的最后一级，用来处理非加重钻井液，可以除去2um以上的有害固相，处理加重钻井液可除去钻井液中多余的胶体，控制钻井液的粘度，回收重晶石；处理旋流器的底流，回收液相，减少淡水或油的浪费。 此外，离心机也是处理废弃钻井液，防止环境污染的一种理想设备。 工作原理：钻井液由加料管进入螺旋输送器的空心轴上，再进入转鼓内。由于转鼓高速旋转，带动进入转鼓的钻井液一起旋转，钻井液中的固相被

35、甩到转鼓壁上，由螺旋输送器推向转鼓小端的卸料口排出，清洁的钻井液从转鼓大端的溢流口排出，从而完成固相分离。（三） 钻井平台1.起升系统设备 井架：使用要求：有足够的强度、刚度和整体稳定性。 足够的工作高度和空间，足够的钻台面积。 应保证拆装方便、安全、移动快速。 基本组成：主体：多为型材组成的空间桁架结构。 天车台：供安放天车和天车架之用。 天车架：用于安装和维修天车。 二层工作台 立管平台：为拆装水龙头的操作台。 工作梯：以便于井场工作人员到达二层台和天车顶部。 蹦绳：是井架发挥其额定能力及保持结构稳定的基本支撑。 2.钻机底座：是用于安放钻井设备的基础，也是钻井工人进行钻井作业的工作平台。

36、 3.钻机的游动系统：天车、游车、钢丝绳和大钩， 统称为钻机的游动系统。 天车、游车和大钩：天车和游车和大钩是石油天然气钻采和修井作业中起下钻杆、油管、抽油机及各种钻具的重要提升设备，游车和大钩的设计、制造按照SY/T5527石油钻机主要提升设备、GB19190石油天然气钻采和采用提升设备和API Spec8A进行。 天车：由天车底座、快绳轮、死绳轮、中间轮、捞沙轮、两个液压小 轿车滑轮、天车防碰垫木、二层台吊绳支板、蹦绳支板等组成。 游车：是通过钢丝绳与天车相连的在井架内部作上下运动的动滑轮组。 大钩：大钩有单钩、双钩和三钩之分。石油钻机作业一般用三钩。钻 机作业对大钩的要求是：应具有足够的

37、强度和工作可靠性； 钩 身能灵活转动，以便上、卸扣；大钩弹簧行程应足以补偿上、 卸钻时的距离；钩口和测钩的闭锁装置应绝对可靠、闭启方便； 大钩应有缓冲减震功能，减小拆卸立根的冲击。 钢丝绳：各级钻机选用的钢丝绳应保持钻井绳数和最大钻柱重量情况 下。安全系数不小于3，在最大绳数和最大钩载情况下，安 全系数不小于2。（四）钻井绞车组成：滚筒、滚筒轴组成：这是绞车的核心工作部件。 绞车具有灵敏可靠的主刹车机构及性能良好的辅助刹车系统。 猫头和猫头轴总成：用来满足用大钳上卸扣和其他辅助起重的需要。 传动变速系统：引入并分配动力和传递动力，提供足够的挡速。 控制系统：包括牙嵌、齿式、气动离合器。 润滑系

38、统：包括黄油润滑、滴油润滑和密封、飞溅或强制润滑。 支撑系统：有焊接的框架式支架或密闭箱壳式座架。功能：用以起下钻具，下套管；钻进过程中控制钻压，送进钻具；借助猫头上、卸钻具丝扣，起吊重物及进行其他辅助工作；作为转盘的变速机构或中间传动机构；整体起放井架。刹车装置：钻机绞车的刹车装置包括主刹车和辅助刹车。主刹车是 机械式的，主要有带刹车和盘式刹车。盘式刹车以良好 的性能渐渐为钻机绞车所接受，并取代了带刹车。机械 刹车的功用是慢刹或刹柱被钻柱载荷所带动的滚筒，达 到控制滚筒转动，以调节钻压、送进钻具、控制下钻速 度或达到悬持钻具的目的。 采用带式刹车时，钻井过程中司钻总是手不离刹把，如果刹车机构

39、不够灵活省力，将加重司钻的体力劳动强度，带来操作不便。同时刹车不可靠容易引发重大溜钻事故，造成设备损失、井下事故，甚至危及人身安全。所以带机械刹车时传动绞车上最重要的部件，要求它灵活省力、安全可靠。寿命长。（五）钻机旋转系统设备转盘： 1.转盘的功能： （1）转动井中钻具，传递足够大的扭矩和必要的转速。 （2）下套管或起下钻时，承托井中全部套管柱或钻柱的重量。 （3）完成卸钻头、卸扣；处理事故倒扣、造扣等辅助工作；采用井下动力钻具时，转盘制动上不钻杆柱，以承受反扭矩。 2.转盘的使用要求： （1）转盘的主轴承有足够的强度和寿命，以保证承受最大套管柱重量或钻杆柱质量。并在钻杆柱下滑时造成的轴向载

40、荷及圆锥齿轮传动造成的轴向、径向作用下具有足够的寿命（3000小时以上）。 （2）转台和锥齿轮能传递钻柱所需的扭矩（50100kNm），能倒转及可靠地制动。 （3）密封性好，严防外界的泥浆、油水污液渗入转盘内部污染转盘润滑系统，减缓齿轮和轴承的磨损。 3.转盘的结构组成：水平轴总成、转台总成、主辅轴承和壳体。 4.基本参数：通孔直径、中心距Y、最大静载荷、最大工作扭矩、最高转速和转盘功率。 5.工作原理：动力经水平轴上的法兰或链轮传入，通过锥齿轮传动副转台，借助转台内通孔中的方补心，小方瓦带动方钻杆、钻杆柱和钻头传动，同时小方瓦允许方钻杆轴向自由滑动，实现钻杆柱的边旋转、边送进。起下钻或下套管

41、时，钻杆柱或套管柱靠卡瓦或吊卡座在转台上。水龙头 1.水龙头的功用： （1）悬持旋转着的钻柱，承受大部以至全部钻柱重量，并为旋转钻柱提供上部轴承支撑。 （2）向旋转着的钻柱导入高压钻井液。 2.使用要求： （1）主轴承和各轴承零件，如提环、壳体、中心管等必须具体足够的强度、刚度及寿命。 （2）高压钻井液密封系统必须工作可靠，寿命长，更换快速、方便。 （3）机油密封良好，能自动补偿工作过程中密封元件的磨损。 3.结构组成：承载系统、钻井液系统、辅助系统。 4最大静载荷、最高转速、最大工作压力和几何结构参数。 顶驱钻井系统 1.分类：电驱动系统、液压驱动系统。 2.结构组成：钻井马达、水龙头总成（

42、主驱动电机、刹车装置、齿轮减速箱、泥浆管线）。 导向滑车总成（滑架及导轨）。 钻杆上卸扣装置总成（旋转头、背钳装置、吊环倾摆机构、遥控和手动IBOP、IBOP控制装置和保护接头）。 3.顶驱钻井系统特点： （1）可显著降低钻井辅助时间，提高钻井效率。 （2）可避免或减少或易于排除卡钻、埋钻、井漏、井喷等井下事故，大大提高了钻井的安全性。 （3）特别适合于钻定向井、水平井，可显著提高钻机钻定向井、水平井的能力和节约钻井时间，降低钻井成本。 （4）钻台上无转动部件，操作更加安全，减轻工人劳动强度，增加了操作安全性。 4.基本参数：额定载荷、连续钻井、最大旋松螺、钻井液通和钻井液循环通道。（六）井口

43、工具 吊钳：又名大钳，是上卸扣钻杆丝扣和套管丝扣的专用工具。吊钳用钢丝绳吊在井架上，钢绳另一端绕过井架上的滑轮拉至钻台下方并坠以重物，以平衡吊钳自重，调节其工作高度。 旋绳器：是专门用来旋接钻杆丝扣的工具。 旋绳器的扇形牙板可以咬住钻杆接头外皮，旋绳一端缠绕在旋绳器上，另一端绕在猫头上。工作时通过拉猫头带动旋绳，使旋绳器快速旋转，实现快速旋接钻杆丝扣。 吊环：挂在大钩的耳环上用以悬持吊卡，有单臂和双臂两种型式。 吊卡：是挂在吊环上用以起下钻杆、油管和下套管的专用工具。依用途分为钻杆吊卡、套管吊卡和油管吊卡三类；依结构分为对开式、测开式和闭锁环式三种。 卡瓦：外形呈圆锥形，可契落在转盘的内孔里；

44、而卡瓦内壁合围成圆孔，并有许多钢牙，在起下钻、下套管或接单根时，可卡住钻杆柱或套管柱，以防落入井内。（七）了解气液分离我了解到在采油或采气过程中常伴有油，通常用泡盘来处理，投放装置包括两大类：（1）棘轮机构 （2）齿轮机构。在采气过程中必须注意防爆问题，其中，卧式气液分离器的工作原理：气体进入分离器后，空间扩大，并冲击到入口分流挡板上，使得流量降低由于密度差，依靠重力沉降除去气体中所含杂质；出口端的捕雾网再对气体中的微小杂质进行捕集，以提高分离效果。水套加热炉工作原理：燃气在火筒中燃烧后，产生的热能以辐射、对流等传热形式将热量传给水套中的水，使水温升高，水再将温度传给天然气管道，从而使天然气温

45、度升高。在此过程中，若天然气温度不够，容易产生冰堵现象。井下节流的概念是：利用低温加热，使天然气升温，从地面往地心，每增加100m，温度增加3。井下节流形式包括：活动式和固定式。气液分离原理包括：动量分离和碰撞分离。水套加热炉：直接式和间接式。 水套加热炉工作原理和卧式气液分离器工作原理图 （八）钻井泵 钻井泵，是钻井过程中,循环钻井液的设备,在用井下动力钻具钻井时,它向井下动力钻具提供能量。一 结构：液力端：（1）上水；缸盖，缸盖堵头，垫子，插板（斜铁），阀杆导向器，弹簧，阀尔体，阀尔座。 （2）排水；缸盖，阀盖，垫子，弹簧，阀尔体，阀尔座 （3）缸套： 活塞，卡箍，活塞杆，密封圈，活塞，活

46、塞螺母。 缸套压盖（缸套丝扣圈），缸套锁紧环，缸套，缸套垫子，耐磨盘。（4）阀尔箱（冷缸）（5）空气包总成；气囊，盖，截止阀，气压表。 动力端：传动轴，齿轮，曲轴连杆，十字拉杆。二 空气包的作用和要求：1. 作用：减小因钻井泵瞬时排量变化而产生的压力波动，使泵压平稳，保护设备不至因剧烈震动而造成损坏。2. 要求：空气包胶囊要求充氮气或惰性气体，在没有情况上可用空气替代，严禁充入氧气或可燃气体。充气压力为最高工作压力的20%30%，最高充气压力6MPa，最低为2.5MPa。 三 安全阀：1. 分类：（1）销钉式，（2）杆杆销钉式，（3）弹簧式2. 使用要求：（1）泄压管因固定牢固，使用管径不小于

47、60mm的无缝钢管，出口弯度应大于150°。 （2）安全销钉规格必须符合标准，不得以其他材料代替。 （3）销钉定位范围：10,15,20,26,32,38MPa。 四钻井泵使用要求： （1）开泵前检查安全阀，泵压表是否符合要求，各连接螺丝是否上紧，润滑油是否加够。 高压管汇闸门是否开关正确，皮带轮护罩固定是否齐全牢靠，冷却水油道是否畅通。 （2）开泵时必须与操作人员联系，确认无误时才能开泵。 （3）开泵时高压管汇，安全阀泄压管方向及传动部位不准有人，当钻井泵正常运转，水眼顶通，泵压正常后方可进入泵区。 （4）泵运转过程中，要经常观察泵压表变化以及给个部位有无响声。 （5）运转中检查十

48、字头划板油孔畅通。 （6）开泵后若要修泵时，必须拆开离合器，挂警示牌或专人监护。 （7）泵运转中，各轴承部位温度最高不得超过80°。 （8）启动后先做到“五观察”，“三不离”。 五观察：泵内有无杂声和刺声；十字头与各轴承润滑情况有无异常；泵压变化有无异常；活塞与缸套有无刺漏；冷却系统是否正常。 三不离：井下不正常时不离井位；每次摘挂泵时不离岗位；检修泵时不离岗位。 （九）井口装置及采油树  井口装置及采油树设备是油气开采的重要设备，由套管头、油管头、采油（气）树三部分组成，用来连接套管柱、油管柱，并密封各层套管之间及与油管之间的环形空间，并可控制生产井口的压力和调节油（气）

49、井口流量，也可用于酸化压裂、注水、测试等特殊作业。 1.套管头：    套管头、套管四通的套管悬挂器坐孔直座结构，坐挂台肩45度锥面，具有较好的承重能力。   根据需要可将套管头设计成整体式结构或分体式结构   套管头与表层管的连接方式可为：焊接式、螺纹式、卡瓦式   配用套管悬挂器结构型式：卡瓦式、螺纹式（芯轴式） 侧出口的连接方苣有：螺纹式、栽丝法兰式、法兰式套管头、套管四通的底部设有套管二次密封机构和密封测试口。 2. 油管头的油管悬挂器挂孔为直座式结构。坐挂台肩为45度锥面，具有较好的承截能力。 侧出口为栽丝法兰式，并设有VR螺纹，以便于换阀作业。底部法兰设有生产套管的二次密封机构和密封测试口。油管头可根据需要设置背压螺纹。油管头及油管头异径接头可进行电缆直接穿越或电缆穿越器整体穿越，并可设控制管线接口。