物联网在石油钻机控制系统上的探索运用

为适应各种不同地域环境油气的勘探开发，石油企业不断的利用新科技对石油钻机控制系统进行改进。物联网是一个社会发展的新环境，物联网中的技术应用于石油钻井方面，帮助石油企业更好开发出优质石油。本文针对石油钻机控制系统进行介绍，探讨出物联网在石油钻机控制系统中的应用，分析石油发展前景。

标签：物联网;石油钻机控制系统

一、石油钻机控制系统现状

目前，石油钻探行业正逐步与国际接轨，对石油钻井国内和国际的要求也越来越高，而石油钻井井场防爆电路标准化体系，是基于当前国内外石油钻采设备和新技术的钻井，新技术和现代钻井生产的要求，为了防止火花因石油钻井过程电气控制设备，造成可燃气体爆炸，实现高品质，生产效率和安全钻井，并与国际市场和诞生出的新产品。石油钻机标准化防爆电路系统主要用于陆上石油钻井、海上石油钻井平台、固体控制设备和井场电气设备及照明控制。该系统适用于有爆炸性气体混合物环境的1区、2区，爆炸性气体混合物属Ⅱ类，A、B级，T1--T4组的场所，作为配电或集中控制三相鼠笼异步电动机的启动、停止，具有失压、短路、过载及断相保护功能，关键部位还具有无负载拒绝合闸功能。井场具有标准化电路防爆，水和灰尘，特别适用于油田恶劣的环境，这是油田钻井设备和标准化作业的最佳选择。井场标准防爆电路系统的设计和制造是以“性能先进、安全可靠、运输方便、操作经济、符合hse要求”为原则。

二、石油钻机控制系统

2.1集中控制方式

所謂集中控制，是利用MCC电子控制室将井场所有交流电机的起动装置和其他地区的区域电源集中起来，采用两地独立供电和起动交流电机的方式，通过MCC控制室的插接柜通过快速防爆插头将电源和控制电源线连接到各电气设备上。固体控制区进入一电源和控制电源线，也通过快速防爆连接器结合到罐接线盒的固体控制结束，然后将电缆通过所述防爆接线盒，以提供过渡表面罐子固体控制设备。简化了井场电气控制设备，实现了井场电气设备的集中控制，即井场内所有交流电机的集中控制，两地之间的独立供电和起动。使用集中控制室分区电源的交流电机的场区和井场并与防爆和防爆接线盒与实施的控制转接盒其它井MCC电控房。井场中所有交流电动机的供电和控制以及其他地区的分区供电集中在电控室。采用独立供电和双向起动模式，有利于井上电气人员的集中运行。容易观察，同时也有利于电力的维护和检修。缺点是来自MCC电气控制室的电源和控制电缆太多，不利于人员的安装。从经济的角度来看，总体价格略高。

2.2分散控制方式

石油钻井液压大钳安装、操作规程及维护保养

液压大钳安装、操作规程及维护保养 1范围本标准规定了液压大钳的安装、操作及维护保养的方法。本标准适用于钻井队液压大钳的安装、操作和维护保养。 2主要技术参数 2.1液压大钳主要技术参数见附录A。 2.2 液压大钳在不同压力下钳头扭矩见附录B。 3安装 3.1液压源安装在钻台底座或钻台偏房内，水平放置，固定牢靠。 3.2将额定钩载为5 t的滑轮，用φ15.875 mm的钢丝绳双股固定在井架天车大梁上，滑轮钩要封口。 3.3吊绳采用φ15.875 mm钢丝绳，将钢丝绳穿过滑轮，一端固定在大钳吊杆上，一端固定在3 t手拉葫芦吊钩上，手拉葫芦的下端用φ15.875 mm的钢丝绳双根固定在液压钳上。 3.4塔式钻机专用尾柱使用不小于φ137 mm的钢管，长度以高出钻台面1 m为宜，安装在钻台右前边，距井口3.3 m为宜，牢固地固定在井架底座上。A型井架也可以将井架大腿作为尾桩。 3.5将大钳与移送缸连接，吊起固定在吊绳上，再将移送缸与尾柱连接，移送缸与大钳连接端应比尾桩固定端低100 mm～350 mm，井口、大钳、尾柱保持一条线，手拉葫芦要留有足够的调节余量。 3.6接通液压管线、气路、电路。 4调试 4.1启动液压电源，观察电机转向，确保电机转向正确。 4.2井口立1柱钻杆，扣上吊卡，坐稳井口。打开气源阀门，扳动气开关将大钳送至井口。调节大钳高度，使其底面与吊卡上平面保持40 mm距离。大钳开口套入钻杆后，转动吊杆上螺旋杆，调平钳头，使上下钳两个堵头螺钉与钻杆公母螺纹贴合。 4.3操作高低档气阀、下钳夹紧气阀和移送缸气阀，观察是否灵活和漏气。 4.4试运转，压力在2.5 MPa以内低档空转1 min～2 min，压力在5 MPa以内高档空转1 min～ 2 min，确保： a)马达运转平稳，钳头复位机构正常； b)大钳送至井口，下钳准确卡住钻杆接头； c)各气、液管路无刺漏现象； d)各阀门灵活好用。 4.5调节扭矩。起下钻作业扭矩不超过100 kN·m。调节时，将钳子送到井口，夹住接头，操作高档上扣到钳子不转动时，关死钳子上的上扣溢流阀，调节油箱溢流阀到要求压力，然后再打开上扣溢流阀，调到规定上扣压力。不得用低档调节扭矩。压力、扭矩对照见附录B （资料性附录）。 5操作要求

石油钻井工程中钻机的智能电气液控制系统

石油钻井工程中钻机的智能电气液控制系统摘要：智能的电气液控制系统具有适应性、可靠性和安全性、先进行的特点，反应的速度身十分快捷，有着安装快捷方便、维护和操作十分容易的特点，能够满足石油钻机在野外作业的需求。本文阐述了智能的电气液控制系统的基础原理和基础结构，并且分析了其在石油钻机上的可靠性应用和先进性应用，同时对适用性做出了分析比较，最终进行推广使用。关键词：智能的电气液控制系统石油钻井工程钻机随着钻机市场的不断发展，石油钻机开发和研制的市场有广大的前景，随着HSE管理的规范化和系统化，具有自动化性能高的石油钻机被广泛的使用。传统的石油钻机的控制系统存在着铺设的管线拆卸繁琐、维护安装复杂、危险性大、生产效率低的问题，气动阀件联系着各个逻辑控件，生产的效率很差，已经不能满足现代石油钻机的规范化布局、集中化控制、安全高效和快捷操作的需求。 1、智能的电气液控制系统的设计和结构原理智能的电气液控制系统在进行设计的过程之中，要保持执行元件、工作介质和动力结构的特征的平稳性，主要对发令结构、控制元件、控制元件的工作方式和传令结构做出了更改。转而将通气开关、换向阀、溢流阀、继气器、调压阀，使用电控旋钮和电控换向阀等装置取代。在控制方式上采用PLC系统，对开关量、模拟量进行控制，同时实现定时、计算、逻辑运算、控制顺序、联锁保护、过程控制、计数、联网和算术运算的功能。智能的电气液控制系统的硬件主要由触摸屏、DDL、PCL和司钻房控制系统组成。智能的电气液控制系统中的CPU 硬件可以完成对数据的处理，对逻辑运算进行控制，实现与触摸屏和DDL的无线通讯功能。其中，触摸屏可以对钻进的参数和钻进的操作参数进行显示，智能控制系统中得控制元件都存在于阀导箱p 智能的电气液控制系统主要由对系统进行控制的硬件组成。钻机的智能的电气液控制系统是由控制元件、电源、核心的控制系统和辅助设备元件等构成。可以将它们按照控制方式的不同进行划分，分为模拟量及开关量的控制系统和数字式的控制系统。钻机的逻辑控制可以通过触摸屏的功能实现，通过对开关的转换实现二者的切换，同时触摸屏还可以显示和控制钻机的工作状态。一旦系统发生故障，会立刻切断电源、报警，对故障点进行显示并找出相应的解决办法。数字式的控制系统可以使用串联的工作方式，在司钻房的元件上安装DDL DRIVE模块，在绞车上进行DDL LINK模块的安装，当系统发出信号时，DDL模块可以转化数字信号，依据系统发出的指令对元件实现控制。在PCL的选择上，可以根据系统的输出点数和输入点数进行功能的联网和扩展，使用PROFIBUS作为系统的总线，依据系统的开关数量和寄存器、定时器的数量选择储存的容量。在智能的电气液控制系统阀件的选择上，主要包括绞车车厢内的控制元件和刹车系统的控制元件，采用活塞式的滑阀结构，可以改变传统的工作信号和工作介质的

钻机八大系统组成及作用

钻机定义石油钻井的地面配套设备称为钻机，石油钻机是由多种机器设备组成的一套大功率重型联合工作机组。钻机八大系统（1）起升系统组成：天车、游车、大钩、绞车、滚筒、钢丝绳以及吊环、吊卡、吊钳、卡瓦等井口工具。作用：下放、悬吊或起升钻柱、套管柱和其它井下设备进、出井眼；起下钻、接单根和钻进时的钻压控制。（2）旋转系统组成：转盘、水龙头、钻头、钻柱。作用：保证在钻井液高压循环的情况下，给井下钻具提供足够的旋转扭矩和动力，以满足破岩钻进和井下其它要求。（3）循环系统组成：泥浆泵、地面管汇、泥浆罐、泥浆净化设备。其中地面管汇包括高压管汇、立管、水龙带，泥浆净化设备包括振动筛、除砂器、除泥器、离心机等。作用：从井底清除岩屑；冷却钻头和润滑钻具。泥浆泵号称钻机的“心脏” 泥浆的循环流程：泥浆泵－地面高压管汇－立管－水龙带－水龙头－钻柱（方钻杆、钻杆、钻铤）－钻头－环形空间－地面排出管线－固控设备－泥浆池－泥浆泵起升系统、循环系统和旋转系统是钻机的三大工作机组（4）动力系统组成：柴油机、电动机。作用：为整套机组（三大工作机组及其他辅助机组）提供能量。（5）传动系统

组成：联轴器、离合器、变速箱、皮带传动、链条传动等装置作用：把动力传递给泥浆泵、绞车和转盘（三大工作机）（6）控制系统组成：机械控制、气控制、电控制和液控制等。作用：控制各系统、设备按工艺要求进行。司钻通过钻机上司钻控制台可以完成几乎所有的钻机控制：如总离合器的离合；各动力机的并车；绞车、转盘和钻井泵的起、停；绞车的高低速控制等。（7）钻机底座系统组成：钻台底座、机房底座。作用：支撑和安装各钻井设备和工具，提供钻井操作场所，方便钻机设备的移运。（8）辅助设备系统组成：供气设备、辅助发电设备、井口防喷设备、钻鼠洞设备及辅助起重设备等。作用：协助主系统工作，保证钻井的安全和正常进行。

海外石油钻井挤、注水泥塞安全操作规程

1 人员准备 1.1 井队带班队长，安全官，机械师，司机长，司钻，副司钻，井架工，钻工,场地工，水车司机，吊、叉车司机等 2 工具准备 2.1 与注灰管柱相匹配的安全阀与循环头 2.2 与上卸钻具相匹配的B型大钳，上扣扭矩仪，液压大钳等 2.3 与注灰队上水口相配的接头及管线 2.4 与钻具尺寸相配套的卡瓦和安全卡瓦/单根吊卡等 2.5 钻杆安全阀（球阀）、扳手、钻杆内防喷器、配合接头与循环头 2.6 检查泥浆泵安全阀压力设定在安全范围内。 2.7 足够长度的反循环管线。 2.8 泥浆比重计和取样杯。 3 安全注意事项 3.1 操作要求 3.1.1 在工作开始之前，要组织井队人员和注灰队人员召开安全会，明确注灰施工程序及顶替液量，通知司钻起钻立柱根数和循环井深及体积。 3.1.2 注灰管线试压时人员应当远离高压区。 3.1.3 起下钻时井口人员不能挡住司钻的视线。 3.1.4 对注灰管线和井口试压时井口阀门的开关应安排由第三方人员操作。

3.1.5 注水泥钻具一般用1000FT的3-1/2”油管作为注水泥管柱，下入油管长度不要短于水泥塞高度。 3.1.6 下油管期间认真通径，检查好丝扣，按照标准扭矩上扣。 3.1.7 下油管期间坐卡瓦后，使用安全卡瓦或单根吊卡做好二次防护。 3.1.8 若注灰浆中途失败，应采用反循环的方法排出灰浆，不允许灰浆通过BOP系统。 3.1.9 注灰施工前再次确认入井钻具数量，一定要和注灰工程师及监督沟通好上提管柱高度和根数。 3.1.10 预留一个泥浆仓作用来收集顶替灰浆的返出液。 3.1.11 井架工要在顶替灰浆时抵达二层台就位，等待起管柱。 3.1.12 入井的注灰管柱要求严格检查丝扣与本体，不能出现穿孔油管入井，油管连接扭矩不达标导致井下事故。 3.1.13 注灰管柱要避免使用原井管柱。 3.1.14 扣上吊卡后，一定要确认保险销子插好。 3.1.15 起下钻时井口做好防落物工作，气动卡瓦或者手动卡瓦座好后悬重要缓慢释放，防止挤扁管柱本体。 3.1.16 水泥灰顶替到位后要抓紧起钻至反循环深度，及早将多余灰浆洗出井筒。 3.1.17 利用注灰队的管线作为反洗井排出管线时，一定要落实泵车上的出口阀门是否打开。

ZJ70-4500D20 石油钻机使用说明书

ZJ70/4500D钻机使用说明书（长城钻井公司） AZ60022-SM 2003年3月

ZJ70/4500D钻机使用说明书前言 ZJ70/4500D钻机是宝鸡石油机械有限责任公司(宝鸡石油机械厂)根据用户的一般通用要求，按SY/T5609《石油钻机型式与基本参数》标准及有关API规范设计制造的钻机，可满足深井石油及天然气井的勘探和开发钻井的需要。为了油田有关操作人员熟悉掌握本钻机的使用，我们特意编制了本说明书，因钻机配套内容较多，本说明书仅叙述了部分内容，未涉及到的或仅作简要介绍的配套设备或部件的结构参数和使用维护等项内容请详见各自的使用说明书。

前言 (1) 1 概述 (2) 1.1用途及特点 (2) 1.2ZJ70/4500D钻机设计及制造符合的标准 (2) 1.3钻机技术参数 (3) 1.4钻机总体布置与传动简介 (4) 1.5钻机主机配套系统和设备 (9) 2 钻机主机部件及配套系统 (17) 2.1JC70D2绞车 (17) 2.2转盘驱动装置 (28) 2.3TC7-450天车 (31) 2.4YC-450游车 (32) 2.5DG-450大钩 (33) 2.6SL-450水龙头 (35) 2.7JJ450/45-K5井架 (39) 2.8DZ450/10.5-S底座 (42) 2.9空气系统 (44) 2.10仪表系统 (50) 2.11井口机械化工具 (52) 2.12F-1600机泵组 (53) 2.13高压管汇 (54) 2.14固井管汇 (57) 2.15动力系统 (57) 2.16电传动控制系统 (61) 2.17自动送钻系统 (63) 3 钻机的安装及调试 (63)

石油钻机的主要系统

石油钻机的主要系统石油钻机在石油钻井中，带动钻具破碎岩石，向地下钻进，获得石油或天然气的机械设备。一部常用石油钻机主要由动力机、传动机、工作机及辅助设备组成。一般有八大系统（起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座、钻机辅助设备系统），要具备起下钻能力、旋转钻进能力、循环洗井能力。其主要设备有：井架、天车、绞车、游动滑车、大钩、转盘、水龙头（动力水龙头）及钻井泵（现场习惯上叫钻机八大件）、动力机（柴油机、电动机、燃气轮机）、联动机、固相控制设备、井控设备等、 [编辑本段] 石油钻机的主要系统 1. 提升系统提升系统主要是由绞车、井架、天车、游动滑车、大钩及钢丝绳等组成。其中天车、游动滑车、钢丝绳组成的系统称为游动系统。提升系统的主要作用是起下钻具、控制钻压、下套管以及处理井下复杂情况和辅助起升重物。 2.旋转系统旋转系统是由转盘、水龙头（动力水龙头）、井内钻具（井下动力钻具）等组成。其主要作用是带动井内钻具、钻头等旋转，连接起升系统和钻井液循环系统。 3.钻井液循环系统钻井液循环系统是由钻井泵、地面管汇、立管、水龙带、钻井液配制净化处理设备、井下钻具及钻头喷嘴等组成。其主要作用是冲洗净化井底、携带岩屑、传递动力。 4.传动系统传动系统是由动力机与工作机之间的各种传动设备（联动机组）和部件组成。其主要作用是将动力传递并合理分配给工作机组。 5.控制系统控制系统由各种控制设备组成。通常是机械、电、气、液联合控制。机械控制设备有手柄、踏板、操纵杆等；电动控制设备有基本元件、变阻器、继电器、微型控制等；气动（液动）控制设备有气（液）元件、工作缸等。 6.起升系统起升系统一般由液压缸组成。随着液压缸活塞杆的伸出将井架起升，活塞杆的缩回井架下放。

石油钻机培训教材_结构件

钻机天车、井架、底座培训手册川油广汉宏华有限公司 2005.4

目录 1培训目的 (1) 2概述 (1) 3钻机天车 (2) 3.1天车的分类 (2) 3.1.1顺穿天车 (2) 3.1.2花穿天车 (3) 3.1.3花穿与顺穿的比较 (4) 3.２天车主要结构(例TC315-7) (5) 3.３天车主要技术参数 (6) 3.４天车的检查、维护保养及故障排除 (7) 4钻机井架 (8) 4.1井架分类 (8) 4.2井架主要结构（例JJ315/45-K2） (10) 4.3井架主要技术参数 (11) 5钻机底座 (13) 5.1底座分类 (13) 5.2底座主要结构（例DZ315/9-S3） (15) 5.3底座主要技术参数 (15) 6保证井架、底座使用安全的一般要求 (16) 7井架，底座的安装与调整 (18) 7.1地基 (18) 7.2基准 (18) 7.3自升式井架、底座起放作业 (18) 7.4井架的调整 (22) 8井架、底座的检查、维护与修理 (23)

1培训目的〔1〕了解钻井机械中天车、井架和底座的基本功能。〔2〕了解钻井机械中天车、井架和底座的设计特点和结构。〔3〕了解钻井机械中天车、井架和底座的主要技术参数。〔4〕重点了解钻井机械中天车、井架和底座的安装、调试、维护保养，日常检查，故障及其危害，故障的检查与排除及防止故障发生的措施等。 2概述天车、井架和底座是石油钻机的重要组成部分。随着不同地貌条件和地质条件下的油气田的勘探开发，按照不同的钻井工艺要求，设计制造出各种不同功能的钻机，因而也就出现了各种不同结构类型的天车、井架和底座。下面以宏华公司制造的成套钻机ZJ50DBS作为实例，具体介绍钻机的天车、井架和底座的基本功能、结构特点、主要技术参数以及安装、调试、维护保养、日常检查和维修等。ZJ50DBS钻机配套的天车、井架和底座型号分别为TC315-7、JJ315/45-K2和DZ315/9-S3。图1（ZJ50DBS在乌兹别克斯坦古德扎克42号井作业）

石油钻机

OIL DRILLING RIG 石油钻机公司可提供钻井深度2000-12000米之间的钻机与修井机，有车载、橇装、整托等运输形式；并可根据用户需求，提供适应陆地、

SKID-MOUNTED DRILLING RIG 橇装钻机 4000米(1000HP)系列钻机型号及参数 TECHNICAL P ARAMETERS 技术参数 The design meets GB/T 23505 Petroleum Drilling and Workover Rigs, and the main supporting parts conform to API specifications Reasonable overall layout, safe and fast demolition, complying with highway transport requirements Features explosion-proof, leak-proof, anti-corrosion, moisture-proof, cold resistant, high temperature resistant and sand prevention Mechanical drive, electromechanical drive, and electric drive are available The mast is front opening K type, featuring low installation and integral lifting The substructure is in parallelogram structure and uses drawworks power for lifting, which is safe and fast 设计符合国标GB/T▲23505《石油钻机和修井机》，主要配套部件符合API 规范总体布局合理，拆迁安全快速，符合高速公路运输要求产品具有防爆、防漏、防腐、防潮、防寒、耐高温、防沙等性能采用机械驱动、机电复合驱动、电驱动等型式。井架采用前开口K 型，低位安装，整体起升底座采用平行四边形结构，利用绞车动力起升，安全、快捷

一顶部驱动石油钻机发展现状和水平差距分析

、顶驱制造基本情况（一）目前本厂机械装备制造总体情况主要产品生产FR3150DJ顶驱钻井装置（二）技术创新与新产品研发制造情况通过本项目的研究，研制成功了交流变频驱动顶部驱动钻井装置，并进行了厂内模拟试验与现场工况应用，主要形成了如下几个方面的成果： 1、电控系统冗余工作原理：软冗余系统由A和B两套PLC控制系统组成。开始时，A系统为主，B系统为备用，当主系统A 中的任何一个组件出错，控制任务会自动切换到备用系统B 当中执行，这时，B 系统为主，A 系统为备用，这种切换过程是包括电源、CPU、通讯电缆和IM153 接口模块的整体切换。系统运行过程中，即使没有任何组件出错，操作人员也可以通过设定控制字，实现手动的主备系统切换。 2、形成了八项专利技术：（1）、顶部驱动钻井装置的倾摆式自夹紧背钳，申请号： ZL .8。（2）、内套插入式顶部驱动钻井装置，申请号： ZL .7。（3）、单导轨总成，申请号： ZL .6 （4）、自夹紧背钳反扭矩插入式顶部驱动钻井装置，申请号：

ZL .0。（5）、用于石油钻井的顶部驱动钻井装置的电机,申请号： 265.1。（6）、顶部驱动钻井装置的上卸钻具装置，申请号： 6265.6。（7）、顶部驱动钻井装置性能测试方法及其测试系统，申请号： 4279.8。（8）、顶部驱动钻井装置性能测试系统，申请号： 2148.x。创新点 1、内套插入式箱体结构：该结构利用内套的端部轴肩并结合与箱体轴孔部位的过赢配合，使两者结合为牢固地整体，构成双负荷通道的基础，提高了助推力轴承的使用寿命；再通过合理的连接法兰及套筒体结构，将背钳上卸扣的扭矩传递到箱体之上，避免了回转密封的侧向受力问题，提高了回转密封的可靠性和密封件寿命。 2、液压驱动对夹式环形背钳该背钳结构设计新颖，钳牙的夹紧、松开动作都在液压的驱动下完成，操作快捷迅速，松开到位且保持位置不变，避免了顶驱钻进过程中钳牙动作缓慢以及钻进过程中钳牙伸出对钻杆的损伤。 3、主电机轴轴深齿轮结构：该结构是将主电机传动轴和轴深部位的的第一级主动齿轮作成一体，避免了电机齿轮二次装配时存在的同轴度误差，保证了齿轮的啮合精度，以提高齿轮的使用寿命。

物联网在石油钻机控制系统上的探索运用

物联网在石油钻机控制系统上的探索运用为适应各种不同地域环境油气的勘探开发，石油企业不断的利用新科技对石油钻机控制系统进行改进。物联网是一个社会发展的新环境，物联网中的技术应用于石油钻井方面，帮助石油企业更好开发出优质石油。本文针对石油钻机控制系统进行介绍，探讨出物联网在石油钻机控制系统中的应用，分析石油发展前景。标签：物联网;石油钻机控制系统一、石油钻机控制系统现状目前，石油钻探行业正逐步与国际接轨，对石油钻井国内和国际的要求也越来越高，而石油钻井井场防爆电路标准化体系，是基于当前国内外石油钻采设备和新技术的钻井，新技术和现代钻井生产的要求，为了防止火花因石油钻井过程电气控制设备，造成可燃气体爆炸，实现高品质，生产效率和安全钻井，并与国际市场和诞生出的新产品。石油钻机标准化防爆电路系统主要用于陆上石油钻井、海上石油钻井平台、固体控制设备和井场电气设备及照明控制。该系统适用于有爆炸性气体混合物环境的1区、2区，爆炸性气体混合物属Ⅱ类，A、B级，T1--T4组的场所，作为配电或集中控制三相鼠笼异步电动机的启动、停止，具有失压、短路、过载及断相保护功能，关键部位还具有无负载拒绝合闸功能。井场具有标准化电路防爆，水和灰尘，特别适用于油田恶劣的环境，这是油田钻井设备和标准化作业的最佳选择。井场标准防爆电路系统的设计和制造是以“性能先进、安全可靠、运输方便、操作经济、符合hse要求”为原则。二、石油钻机控制系统 2.1集中控制方式所謂集中控制，是利用MCC电子控制室将井场所有交流电机的起动装置和其他地区的区域电源集中起来，采用两地独立供电和起动交流电机的方式，通过MCC控制室的插接柜通过快速防爆插头将电源和控制电源线连接到各电气设备上。固体控制区进入一电源和控制电源线，也通过快速防爆连接器结合到罐接线盒的固体控制结束，然后将电缆通过所述防爆接线盒，以提供过渡表面罐子固体控制设备。简化了井场电气控制设备，实现了井场电气设备的集中控制，即井场内所有交流电机的集中控制，两地之间的独立供电和起动。使用集中控制室分区电源的交流电机的场区和井场并与防爆和防爆接线盒与实施的控制转接盒其它井MCC电控房。井场中所有交流电动机的供电和控制以及其他地区的分区供电集中在电控室。采用独立供电和双向起动模式，有利于井上电气人员的集中运行。容易观察，同时也有利于电力的维护和检修。缺点是来自MCC电气控制室的电源和控制电缆太多，不利于人员的安装。从经济的角度来看，总体价格略高。 2.2分散控制方式

石油钻井的一些基本概念

目录：石油世界浏览字体：大中小1钻井知识钻头钻头主要分为：刮刀钻头；牙轮钻头；金刚石钻头；硬质合金钻头；特种钻头等。衡量钻头的主要指标是：钻头进尺和机械钻速。钻机八大件钻机八大件是指：井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。钻柱组成及其作用钻柱通常的组成部分有：钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。钻柱的基本作用是：(1)起下钻头；(2)施加钻压；(3)传递动力；(4)输送钻井液；(5)进行特殊作业：挤水泥、处理井下事故等。钻井液的性能及作用钻井液的性能主要有：(1)密度；(2)粘度；(3)屈服值；(4)静切力；(5)失水量；(6)泥饼厚度；(7)含砂量；(8)酸碱度；(9)固相、油水含量。钻井液是钻井的血液，其主作用是：1)携带、悬浮岩屑；2)冷却、润滑钻头和钻具；3)清洗、冲刷井底，利于钻井；4)利用钻井液液柱压力，防止井喷；5)保护井壁，防止井壁垮塌；6)为井下动力钻具传递动力。常用的钻井液净化设备常用的钻井液净化设备：(1)振动筛，作用是清除大于筛孔尺寸的砂粒；(2)旋流分离器，作用是清除小于振动筛筛孔尺寸的颗粒；(3)螺杆式离心分离机，作用是回收重晶石，分离粘土颗粒；(4)筛筒式离心分离机，作用是回收重晶石。钻井中钻井液的循环程序钻井液罐经泵→地面管汇→立管→水龙带、水龙头→钻柱内→钻头→钻柱外环形空间→井口、泥浆(钻井液)槽→钻井液净化设备→钻井液罐。钻开油气层过程中，钻井液对油气层的损害主要有以下几种损害：(1)固相颗粒及泥饼堵塞油气通道；(2)滤失液使地层中粘土膨胀而堵塞地层孔隙；(3)钻井液滤液中离子与地层离子作用产生沉淀堵塞通道；(4)产生水锁效应，增加油气流动阻力。预测和监测地层压力的方法 (1)钻井前，采用地震法；(2)钻井中，采用机械钻速法，d、dc指数法，页岩密度法；

石油钻井设备节能措施及建

I If 编号：SM-ZD-61877 石油钻井设备节能措施及 Orga nize enterp rise safety man ageme nt planning, guida nee, inspection and decisi on-mak ing. en sure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制: 审核: 时间: 本文档下载后可任意修改

石油钻井设备节能措施及建简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 1石油钻井设备的能耗现状石油钻井设备按照能量转化可以简单的分为原动机和驱动机，原动机是指的把燃料蕴含的化学能转化成机械能或电能的设备，驱动机是指将吸收或重新分配原动机产生的机械能或电能，做功，实现钻井生产。在钻机设备中，原动机般就是柴油机（也可能是燃气机）和发电机（柴油机发电机或燃气发电机），驱动机就是指除原动机外的各类运转设备，如联动机、并车箱、偶合器，变矩器、绞车、转盘、泥浆泵机械设备以及电动机等。石油钻机按照驱动方式来分，主要分为机械钻机（原动机产生机械能再分配做功）和电动钻机（原动机产生的电能再分配做功），从上面简单的分类可以看出，石油钻机设备的能耗主要体现在原动机的能耗和驱动机的传递效率上。目前我国石油钻机数量众多，类型各异，配套的功率也从2000KW到8000KW不等，因此做好从钻井设备配置到使用管理的全过程，能够有效降低能耗，促进企业经济效益和社会效益的提升。 2 石油钻井设备节能措施2.1使用节能新技术在设备选型配置时采用高效节能新技术，优先选用效率高、能耗小的设备，实现原动机和传递效率的节能。 2.1.1选用电喷柴油机。柴油机电喷技术由电控调速器

石油钻井岗位操作规程

第一章司钻岗位操作规程一、操作前检查与准备 1、召开班前会，根据生产任务搞好工作安排，使全班每个人都能明确本班任务和安全生产注意事项，确保生产有条不紊，安全无事故。 2、检查主刹车及辅助刹车系统工作情况。 3、检查大绳的死、活绳头固定情况及大绳有无断丝。 4、检查所有钢缆、给进、绞车、吊索。 5、检查液压系统、性能良好，各种仪表灵敏可靠。 6、检查提升系统及动力大钳。 7、防碰天车装置必须灵敏可靠。 8、指挥岗位人员清理钻台面，便于操作。二、正常钻进 1、钻进中严格执行技术指令。 2、均匀送钻，观察参数仪（指重表、泵压表）变化，准确地判断井下情况。 3、钻进中发生蹩、跳现象，及时汇报，根据指令调整钻压、转速等参数。 4、钻进中泵压下降，应立即停钻检查。排除地面因素后起钻检查钻具。 5、牙轮钻头使用到后期，出现蹩、跳钻、转盘负荷大、打倒车、钻时明显增加等现象，立即循环钻井液，起钻换钻头。 6、设备发生故障，尽量循环钻井液，活动钻具；不能循环钻井液及活动钻具时，可下放钻具，将悬重的2/3压至井底，使钻具弯曲，以防粘卡，排除故障后，起钻检查钻具。 7、接单根前按规定进行划眼，卸扣时不磨扣，上扣时不压扣。上提方钻杆时，观察游车，待单根下接头出鼠洞时应缓慢起出。接好单根后先开泵，正常后方可下放钻进。 8、操作失误造成顿钻或溜钻，立即循环钻井液起钻检查。三、起钻操作 1、起钻时严格执行技术指令。 2、起钻前将钻头提离井底2m以上，循环钻井液，并活动钻具。待钻井液性能稳定，井下情况正常，准备工作完成后，方可起钻。 3、井口挂好吊环，插入磁性保险销，待大钩弹簧拉紧后方可上提。 4、上提钻具时精力集中，平稳操作，右手不离刹把，左手不离开关，目视井口，观察指重表、滚筒钢丝绳缠绕情况及钻杆接头数，判断游动滑车位置，防止顶天车。 5、起钻中途按规定进行放气，钻杆下接头出转盘面0.5-0.6m后，刹住钻具，待井口放好卡瓦或吊卡后，缓慢下放钻具。 7、井下正常时根据钻具负荷和设备起升能力合理选择起钻速度。 8、起钻遇卡，应上下活动钻具，上提拉力不得超过原悬重100KN，严禁猛提硬转，无效后接方钻杆循环钻井液，汇报请示。四、下钻操作 1、下钻时严格执行技术指令。 2、入井钻头及喷嘴符合设计、无损伤，否则不能入井,钻头装卸器尺寸合适。 3、钻头紧扣先用链钳人力上紧，再用顶驱紧扣，扭矩符合要求，下入时缓慢通过井口。 4、入井钻铤符合规定标准（弯曲度及磨损情况等），按规定扭矩紧扣。 5、根据钻铤尺寸选择卡瓦、安全卡瓦。卡瓦距内螺纹端面50 cm ；安全卡瓦要卡平、卡紧，不能卡反，所卡部位至卡瓦距离5-8cm。

石油钻井系统

石油钻井系统一般情况下，钻井系统被砍成了八大块：提升系统、旋转系统、循环系统、传动系统、驱动系统、控制系统、辅助系统。所谓提升系统，主要包括了Drawworks, crown block，travelling block，swivel, hook这几样东西,这几个货长相如下：

所谓旋转系统，以前讲的是水龙头和转盘，但是现在这个玩意儿基本是个摆设了，钻井都用顶驱

从上面这张照片上中间那一大坨黄色的东西就是顶驱了…… 等一下，突然发现我并不擅长按着教材的思路去讲，还是按我自己的感觉随便讲比较那个……大致是这样王二麻子一大早就从床上爬起来，开着他50m3的柴油罐罐车高高兴兴的往二道沟三号井场去。他一边嚼着油条，一边盘算李队长这个月给他抽多少柴油。前天晚上他又请队长去旁边的白马村里喝了几斤江津五粮液。那天给马丽丽的钱没白花啊，据说把李队的腰都要崩断了，领导必须很满意啊！想到这，王二麻子不由得兴奋地搓起了手……苟曰的，老子今天晚上也要去会会这个妖精！王二麻子到了队上，管后勤的老秦把车招呼靠到了柴油罐上，拉过管子接上泵就开始倒油了。王二麻子给他散了一根烟，就直接去队长板房敲门了。叫了几声，门支拉一声开了，王二麻子抢进去一看，李队正躺在床上抽烟呢。见他进来，领导开腔了“ 苟曰的二麻子，你给老子那天晚上找的女娃是哪里来的，把老子的老腰都要盘断老”。 “嘿嘿，李队，那是你老人家身体好，雄起老撒“ 王二麻子脸都快笑裂了，”那个这个月的柴油钱，你看给返几个点？” “ 曹，老子就晓得你一天净想得这些，老规矩20个点，你一天把事情给老子办利索了” “ 要得，要的，领导你放心” …………………… 话分两头，书讲两边这边柴油倒进了柴油罐，队上的人就开始把油往日用油罐里面倒，这个罐子小，一般就5,6个方，带了一套滤子，这样灌到柴油发电机的柴油就会比较清洁。上次滤子堵了，motor man 霍二哥这个懒怂半天没换，结果把柴油机都差点搞毁了，本来队上就穷，以前用的都是volvo,现在好不容易换了4台CAT 3512B柴油发电机，还弄这事，李队差点没把老霍给劈了。

一顶部驱动石油钻机发展现状和水平差距分析

一、顶驱制造基本情况（一）目前本厂机械装备制造总体情况主要产品生产FR3150DJ顶驱钻井装置（二）技术创新与新产品研发制造情况通过本项目的研究，研制成功了交流变频驱动顶部驱动钻井装置，并进行了厂内模拟试验与现场工况应用，主要形成了如下几个方面的成果： 1、电控系统冗余工作原理：软冗余系统由A和B两套PLC控制系统组成。开始时，A系统为主，B系统为备用，当主系统A中的任何一个组件出错，控制任务会自动切换到备用系统B 当中执行，这时，B系统为主，A系统为备用，这种切换过程是包括电源、CPU、通讯电缆和IM153接口模块的整体切换。系统运行过程中，即使没有任何组件出错，操作人员也可以通过设定控制字，实现手动的主备系统切换。 2、形成了八项专利技术：（1）、顶部驱动钻井装置的倾摆式自夹紧背钳，申请号：ZL03206846.8。（2）、内套插入式顶部驱动钻井装置，申请号：ZL03270653.7。（3）、单导轨总成，申请号：ZL03267017.6 。（4）、自夹紧背钳反扭矩插入式顶部驱动钻井装置，申请号：ZL01275909.0。（5）、用于石油钻井的顶部驱动钻井装置的电机,申请号：20042011265.1。（6）、顶部驱动钻井装置的上卸钻具装置，申请号：200520106265.6。（7）、顶部驱动钻井装置性能测试方法及其测试系统，申请号：200910014279.8。（8）、顶部驱动钻井装置性能测试系统，申请号：200920022148.x。创新点 1、内套插入式箱体结构：该结构利用内套的端部轴肩并结合与箱体轴孔部位的过赢配合，使两者结合为牢固地整体，构成双负荷通道的基础，提高了助推力轴承的使用寿命；再通过合理的连接法兰及套筒体结构，将背钳上卸扣的扭矩传递到箱体之上，避免了

石油钻机顶部驱动钻井系统研究

石油钻机顶部驱动钻井系统研究摘要由于常规钻机在钻进中依靠转盘推动方钻杆旋转钻进,受方钻杆的长度限制,每次只能接单根钻杆,故费工费时效率低,劳动强度大。随着科技的进步,现代化的顶部驱动钻井技术应运而生。讨论石油钻机顶部驱动钻井系统的发展。关键词机械;钻进;石油机械中图分类TE2 文献标识码A 文章编号 1673-9671-(2010)042-0115-01 顶部驱动钻井是本世纪80 年代国际钻井领域中兴兴起的项新的钻井技术,是旋转钻井技术的一次重大突破,受到世界各国石油公司的高度重视并在国际石油工业中得到迅速发展。侧部驱动装置因其结构简单、投资费用低,是目前顶部驱动装置发展的焦点。它与一般顶部驱动装置的不同为:一是动力来源于原转盘动力,有利于提高钻机设备的利用率和功率利用率,制造成本和投资费用较低;二是采用易卸短节代替扭矩板手,简化了钻管装卸装置。三是采用了立式传动轴,不存在钻井反扭矩问题,不需要在井架中增加导轨。侧部驱动钻井系统的功能、钻井性能和经济效益与顶部驱动钻井系统样好。以下主要介绍了顶驱钻井装置旋转钻井的特点及其工作原理。

1顶驱钻井装置旋转钻井的特点顶部驱动钻井装置是将原来固定在钻台面上的旋转驱动装置变为随游车一起运动的集旋转动力、水龙头和上卸扣装置等为一体的新型钻井装置。常规水龙头与钻井马达结合再配备结构新颖的钻杆上卸扣装置,它可从井架空间上部直接旋转钻柱,并沿井架内专用导轨向下送进,完成钻柱旋转钻进,循环钻井液,接钻杆,上卸扣和倒划眼等多种钻井操作。去掉了转盘、方钻杆、大鼠洞,避免了转盘钻井接单根时频繁的常规操作,系统直接以立根钻进,减少了三分之二钻柱连接时间,提高了钻井效率,节省了时间,减轻了工人劳动强度, 提高了钻井效率和井口操作的安全性。起下钻时,顶驱钻井系统可在任意高度循环钻井液和旋转钻具,实行倒划眼起钻和划眼下钻,可减少井下事故的发生和及时处理各种危险状况,从而降低钻井费用和提高钻井速度。 2顶部驱动钻井系统组成 2.1井架井架是各种设备的安装载体,由平台、井架、卷扬机、大钩等组成,通常高度约50 米左右。顶驱本体悬挂在大钩上沿着安装在井架上的垂直导轨上下滑动。顶驱装置:顶驱装置是

车装石油钻机液压系统讲解

车装钻机液压系统泄露的控制及维护总装一分厂李湛 2007年6月

的控制及维护摘要： “漏油”几乎是所有车装钻机的通病，经常可以在车间及试验场看到车上车下油迹斑斑，成为一项久攻不下的顽疾。液压系统的泄漏严重影响着系统工作的安全性，造成油液浪费、污染周围环境、增加机器的停工时间、降低生产率、增加生产成本及对产品造成污损。因此，对液压系统的泄漏我们必须加以控制。关键词：液压系统（hydraulic system）泄漏（leak）管线（pipeline）冲击（impact）振动（vibration）磨损（abrasion）控制（control）措施（measure）维护（maintenance）设备（Equipment）目录：一、装钻机的液压系统二、液压系统存在的泄漏现象三、液压系统泄漏的原因四、控制泄漏的措施五、液压设备的维护

的控制及维护一、车装钻机的液压系统液压系统贯穿车装钻机的各个部分，是每一台设备的重要组成，它由：（1）动力装置——液压泵；（2）控制调节装置——溢流阀、截止阀、换向伐、单向伐等伐件；（3）执行装置——液压缸、液压马达、钻杆动力钳等；（4）辅助装置——油箱、滤油器、管道接头等。四个部分组成，它的主要部件包括：动力源系统、控制阀件、液压支腿系统、液压绞车及崩扣缸系统、井架起升系统等。二、液压系统存在的泄露现象 “漏油”几乎是所有车装钻机的通病，经常可以在车间及试验场看到车上车下油迹斑斑，成为一项久攻不下的顽疾。液压系统的泄漏严重影响着系统工作的安全性，造成油液浪费、污染周围环境、增加机器的停工时间、降低生产率、增加生产成本及对产品造成污损。因此，对液压系统的泄漏我们必须加以控制。三、液压系统泄漏的原因提起泄漏的原因，可能很多人首先想到的就是安装不到位，该拧紧的地方没有拧紧或是生料带没有缠够。这些可能是造成泄漏的原因，但仅此而已吗？单单是安装失误就如此难以解决吗？问题远远不

石油钻机电驱动系统的进展

王代华　高级工程师,1983年湖南大学本科毕业,1992年浙江大学研究生毕业,获硕士学位。现在天水电气传动研究所从事石油钻机、矿井提升机电气传动领域和电力系统自动化方面的工程应用研究设计工作。石油钻机电驱动系统的进展王　代　华 (天水电气传动研究所,741018) 摘要　本文概述了石油钻机电驱动系统的发展情况,并对国内外主要产品作了描述,同时对计算机和全数字直流调速系统在石油钻机方面的应用情况以及新工艺新技术的采用情况进行了分析,最后指出国内发展方向和市场远景。关键词　石油钻机　电驱动系统　进展 The Development of Oil Rig Electric Drive System W ang D aihua (T ianshui Electr ic D r iv e R esear ch I nstitute ) Abstract T his paper giv es a brief dev elo pm ent of the o il rig electr ic dr iv e system ,and describes the main pro ducts at ho me and abr oad ,also sums up the use o f co mput er and fully micr opro cesso r -contr olled DC v ariable speed drive sy st em and the adoption of new technolog y and technique in respects of the oil rig ,a t last r efers to the dir ect ion of domestic pro ducts and the pro spect of mar -ket . Keywords o il rig electric dr ive sy st em dev elo pm ent 1　前言石油钻机经历了从机械直接驱动到电力驱动的时期,电力驱动比机械驱动具有调速特性好、经济性能高、可靠性强、故障率低、操作更方便灵活等一系列的优越性。未来钻机驱动系统的发展趋势将被电力驱动方式所取代,电力驱动的基础是电力电子器件的成熟发展。以电力电子器件为功率单元的电气传动控制系统目前已进入计算机时代,并将石油钻机电驱动系统推上了一个新的台阶。 2　国外石油钻机电驱动系统情况目前国外石油钻机电驱动系统的主要生产厂家为美国的几家公司,世界上大部分产品市场都为其所垄断,其中我国进口的就有:美国的GE 公司生产的GE-Ⅲ系统和L drill-3000系统,Ro ss Hill 公司生产的RHLL 系统,IPS 公司生产的IPS 系统,这些产品都属八十年代生产的较为先进的石油钻机电驱动系统,其控制方式主要以模拟量控制为主[1] 。 3　国内石油钻机电驱动系统的研究成果早在七十年代中期我们就着手对石油钻机电驱动系统进行研究。经过多方考察,国家投入大量资金从美国GE 公司引进先进技术,通过我国新一代科技工作者的艰苦奋斗,研制出了较先进的新一代石油钻机电驱动系统,使我国石油钻机方面的装备水平取得了突破性的发展。如我所于1987年研制成功的 1997年11月 ELECTRI CAL DRIVE AUT OMATION 　NOV .1997

石油钻井系统是如何工作的

石油钻井系统是如何工作的？一般情况下，钻井系统被砍成了八大块：提升系统、旋转系统、循环系统、传动系统、驱动系统、控制系统、辅助系统。所谓提升系统，主要包括了Drawworks, crown block, travelling block, swivel, hook这几样东西,这几个货长相如下：

所谓旋转系统，以前讲的是水龙头和转盘，但是现在这个玩意儿基本是个摆设了，钻井都用顶驱把从发电机房送过来的600V交流电一部分在SCR柜子里整流(rectify)整成直流电DC，然后直接给钻机上的大型直流电机(DC motor)供电（装在绞车，泥浆泵和钻盘上的几个主电机），另一部分600V交流进变压器，搞成一套480V，一套220V，然后再接到MCC（motor control center)上，给钻机上的各种交流小电机(AC motor)使用（搅拌器，砂泵，油泵etc）但是现在高二娃调到这个队上，不用SCR钻机了，用VFD钻机，所有钻机上的主电机都换成交流电机(AC motor)了。发电机房送过来的600V AC，都是先整流成DC，再送到逆变柜(inverter)里，变成AC，再送到绞车，泥浆泵，钻盘等设备上。小电机这一块，依然是靠MCC 整体提供，主边变压器和副边变压器这套是没变。另外高二娃还不会PLC，就会简单的操作一下电控房里面的HMI ( Human Machine Interface），让他苟曰的稍微看看PLC program他都不会，还是写了注释的program哦！针对上图说话最右侧蓝色的4个房子是柴油机房，一般标配应该还有2个房子： 1. 辅助发电机+辅助配电盘Room 2. 空压机+冷启动Room 红色的是电控房，一般要么是SCR房，要么是VFD房如果只有一个，一般都是SCR系统。一般里面装的是

顶部驱动装置

顶驱的全称为顶部驱动钻井装置TDS（TOP DRIVE DRILLING SYSTEM），是美国、法国、挪威近20年来相继研制成功的一种顶部驱动钻井系统。它可从井架上部空间直接旋转钻杆，沿专用导轨向下送进，完成钻杆旋转钻进，循环钻井液，接立柱，上卸扣和倒划眼等多种钻井操作。该系统显著提高了钻井作业的能力和效率，并已成为石油钻井行业的标准产品。自20世纪80年代初开始研制，现在已发展为最先进的整体顶部驱动钻井装置IDS（INTEGRATED TOP DRIVE DRILLING SYSTEM），是当前钻井设备自动化发展更新的突出阶段成果之一。顶部驱动装置的出现，使得传统的转盘钻井法发生了变革，诞生了顶部驱动钻井方法。该方法在1000多台海洋钻机和特殊陆地钻机上的成功使用，得到了使用者和市场的认同。它的重要意义是促进了海上和陆地钻井技术自动化的进步；其另一个意义则在于：顶部驱动钻井使用自动化接单根起下钻设备，从而不必要再试制和研究始于20世纪60年代的方钻杆接单根方法。顶部驱动钻井装置的旋转钻柱和接卸钻杆立根更为有效的方法。该装置可起下28M立柱，减少了钻井时三分之一的上卸扣操作。它可以在不影响现有设备的条件下提供比转盘更大的旋转动力，可以连续起下钻、循环、旋转和下套管，还可以使被卡钻杆倒划眼。优点：作为当前最新的钻井方式，有许多不同于方钻杆钻井的优点。同以前的方法相比，顶部驱动钻井装置还有一些特定优点： 1．节省接单根时间顶部驱动钻井装置不使用方钻杆，不受方钻杆长度限制，避免了钻进9米左右接单根的麻烦。取而代之的是利用立柱钻进，大大节省了接单根的时间，从而节约了钻井时间。 2．倒划眼防止卡钻顶部驱动钻井装置具有使用28米立柱倒划眼的能力，可在不增加起钻时间的前提下，顺利地循环和旋转将钻具提出井眼。在定向钻井过程中，可以大幅度地减少起钻总时间。 3．下钻划眼顶部驱动钻井装置具有不解接方钻杆钻过砂桥和缩径点的能力。使用顶部驱动钻井装置下钻时，可在数秒内接好钻柱，立刻划眼，从而减少卡钻的危险。 4．人员安全顶部驱动钻井装置可减少接单根次数2/3，从而降低了事故发生率。接单根只需要打背钳。钻杆上卸扣装置总成上的倾斜装置可以使吊环、吊卡向下摆至鼠洞，大大减少了人员工作的危险程度。 5．设备安全顶部驱动钻井装置采用马达旋转上扣，上扣平稳，并可从扭矩表上观察上扣扭矩，避免上扣扭矩过盈或不足。钻井最大扭矩的设定，使钻井中出现蹩钻扭矩