第一章 钻机概论(第一讲).ppt

1、第一章挖掘机概论，天津石油职业技术学院徐建功2013年7月，学习目标，1 .了解挖掘机概念2 .了解挖掘机的组成和类型3 .掌握挖掘机基本残奥仪表和系列标准4 .掌握挖掘机型号5 .了解挖掘机发展趋势重点：挖掘机构成难点：挖掘机挖掘机定义、挖掘机综合功能：完成钻井、订单根、钻井、循环清洗井、下套管、固井、完井、井下事故处理等工作。 用于海洋挖掘机、低温环境下的挖掘作业中使用的高寒挖掘机、直升机吊装挖掘机、丛林、岛屿、沙漠腹地等不适合车辆运输的油区。 陆地挖掘机、海洋挖掘平台、1.1挖掘技术对挖掘机的要求和挖掘机的特点、1.1.1挖掘技术对挖掘机的要求目前世界各国普遍采用的挖掘方法是旋转挖掘法。

2、 旋转钻井法要求钻机具有以下三个方面的基本能力：1.旋转钻井的能力。 在一定的钻压下，可以给井下钻机一定的扭矩和转速。 2 .下钻的能力。 为了保证钻孔和其他作业，需要一定的起重机能力和速度。 3 .清洗井底的能力。 供给一定的压力、排放量的钻井液和煤气，可以清洗井底，将岩屑运到地面。 另外，由于挖掘机在野外作业环境差，转移频繁流动性大，因此要求能够适应严峻的环境，易于维护，迅速拆装，运输性优异的性能。 根据旋转钻井法对钻机的基本要求，钻机的基本功能是： 1、旋转钻机、钻头破碎岩石，形成井眼。 2 .起钻，更换钻头和其他工具，下套筒3 .循环钻井液(气体)，在井底清除破碎岩石形成的岩屑，连续钻

3、井。 连续进去。 4、完成固井、试油、修井及其他辅助工作。 1.1.2挖掘机的特点由于挖掘技术的要求和挖掘场所的特殊性，挖掘机具有与一般普通机械不同的特点：1.挖掘机是大功率的大型联合作业机。 传动机构大，整体效率低，控制机构复杂，自动化程度低。 2 .钻孔作业不连续，因为钻孔是非生产性的操作。 3 .因为挖掘是在野外进行的流动性作业，所以挖掘机的作业场所与一般机械不同。图1-1挖掘机的结构示意图、1.2挖掘机的结构和类型、1日轮、2悬臂吊索、3挖掘大绳、4二段台、5游轮、6天花板驱动、7井架、8方挖掘棒、9司挖掘偏房、10防喷器、11水箱21振动筛、22节流管汇流槽、23 1.2.1钻机组成

4、钻机组由多种机械设备组成，是具有多种功能的组合机组。 根据钻井工艺各工序的要求，一套钻机由以下八大系统设备组成： 1 .提升系统为了在下钻、下套筒和挖掘中存取钻头、输送钻头、控制钻头压力，必须装备提升系统。 主要由绞车、游动系统(钢丝绳、天花板车、游动滑轮及大钩)和井架等组成。 此外，还有用于井口作业的井口工具(吊环、吊卡、吊钳、卡瓦)和井口机械化设备(钻头动力虎钳、套管钳、液压猫头、立根运输机构)等。 提升系统功能：提升、悬挂或提升柱、套筒柱和其他井下设备的进出井眼钻孔、接单渠道、钻孔时的钻压控制。 提升系统天车|游轮|钢丝绳，2 .旋转系统为了驱动井钻旋转钻头破碎岩石，钻头必须具备旋转系统

5、。 主要由转盘、水龙头、钻柱及钻头等组成。 顶部驱动钻采用顶部驱动装置，代替转盘、水龙头的旋转功能。功能：在钻井液高压循环的情况下，给井下钻具提供足够的转矩和动力，保证满足破岩钻井和井下其他要求。 游轮下部的大钩锁住水龙头的环，钻工设置卡瓦、2、旋转系统、钻杆和钻压机，旋转的转台和方钻杆(按时间顺序)、PDC钻头、核心钻头、旋转系统钻头、三齿轮钻头使用井下动力钻时，循环系统需要提供高压钻井液，具有驱动涡轮钻头和螺杆钻头驱动钻头破碎岩石、传动动力的功能。 空气钻探时，必须配备制气、增压等空气钻探设备。 功能：井底清洗、岩屑携带、井壁保护冷却钻头和润滑钻头。 泥浆泵被称为挖掘机的“心脏”，泥浆功能

6、： 1、浮动和携带挖掘屑2、润滑和冷却挖掘机3、稳定井壁4、平衡地层压力5、传递水功率6、泥浆记录井、3、循环系统循环介质、3、循环系统流、泥浆泵地面高压管汇立管、3、循环系统流、脱绞车、转盘、钻井泵被称为挖掘机三大机床。 4、动力驱动系统具有柴油机和加油设备，或电动机和供电、保护、控制设备，或燃气机等动力设备，以驱动绞车、转台、钻井泵及其他工作机。钻机平台上的燃气机、远离钻机平台的柴油机、动力系统：5 .动力传递系统为了实现从动力设备到工作装置的能量传递、分配以及运动方式的转换，钻机必须具备传递系统。 现代钻机主要有机械传动、液力传动、液压传动、电传动等形式。 主要包括减速、并车、分叉、转向

7、、逆转、变速、液力转换、液力联轴器等设备。 作用：将(柴油机或柴油机发电机组的)动力分配给各作业机组。 结构：机械传动减速、流体传动、与并车分动、后退、变速等电气传动可控硅直流传动SCR/交流逆变器传动VFD； 液压执行机构的液力偶合器、液力变矩器、6 .控制系统和监控显示修正为了使各设备在指定的程序、过程中工作，挖掘机装备了各种控制装置，经常有机械控制、气控、电子控制、先导和空气、电气、液体混合控制。 机械驱动钻头一般采用集中空气控制。 现代钻机还配备了钻井纠偏、在线测量系统、纠偏机，实时测量井下残奥表，实现井眼轨迹控制。 7 .挖掘机基座包括挖掘台、机械室、挖掘泵等基座，安装设备后移动。

8、挖掘台基座用于安装井架、转台，放置立根箱和必要的井口工具和司挖掘控制台，多安装绞车，下面可容纳必要的井口装置，需要足够的高度、面积和刚性。 机房底座主要用于安装动力机组及传动设备。 必须有足够的面积和刚性。 钻台和台面设备都安装在低位，井架在钻台的低位上升，然后使钻台和整个井架上升。弹弓式、回转式、伸缩式、8 .辅助设备配套挖掘机应具有供气、供水设备、辅助发电设备、辅助起重机、防喷设备等，高寒地区的施工还需要防冻保温设备。钻机的组装示意图、钻机的组装示意图、钻机的组装示意图、1.2.2钻机类型石油钻机根据国内外大型石油公司和钻机厂商的不同，一般可以用以下7种方法分类钻机。 1 .根据挖掘方式分

9、为1 )冲击挖掘机(也称吨挖掘机)。 2 )旋转挖掘机、旋转台旋转挖掘机，也被称为通常的挖掘机，是现在世界各国通用的挖掘机。 2 .旋转驱动钻头的另一动力源1 )转台驱动旋转钻头。 2 )井底驱动旋转钻头，转台井下动力钻头。 3 )顶驱动旋转钻头，转台顶驱动。 1 )柴油机驱动旋转挖掘机，也可以分为柴油机驱动机械传动挖掘机，根据驱动设备的类型，柴油机驱动流体传动钻头。 2 )电驱动钻头分为直流驱动钻头，包括直流和交直流。 包括交流交流和交流逆变器的交流驱动钻头。 直流驱动钻头是指用直流电动机驱动各工作装置的钻头。 用交流变频电机驱动各工作装置的钻头。 交流变频器电驱动钻头，单轴齿轮传动绞车，体积小，重量轻，传动效率高，维护工作量小。 4 .按工作机分组：1)统一驱动钻机；2 )单独驱动钻机；3 )分组驱动钻机