优选第节旋转钻机的六大系统
钻机组成及各部分的工作原理
钻机组成及各部分的工作原理钻机是一种用于地下或水下钻探的设备，它由多个部分组成，每个部分都有着特定的工作原理。
本文将从整体结构和各部分的工作原理两个方面来介绍钻机。
一、钻机的整体结构钻机通常由底座、钻杆、钻头、钻具、钻杆回转系统、提升系统、驱动系统和控制系统等部分组成。
1. 底座：钻机的底座是支撑整个机器的基础，具有稳定性和承重能力。
它通常由钢铁材料制成，能够承受高强度的工作环境。
2. 钻杆：钻杆是将动力传递给钻头的关键部分，由多根连接在一起的钢管组成。
钻杆的长度和直径根据钻探深度和孔径大小来确定。
3. 钻头：钻头是钻机的工作部分，通过旋转和冲击地层来实现钻探的目的。
钻头通常由合金钢制成，具有较强的硬度和耐磨性。
4. 钻具：钻具是连接钻杆和钻头的部分，可以使钻杆和钻头保持连接并传递动力。
钻具通常包括套管、钻铤和钻杆接头等。
5. 钻杆回转系统：钻杆回转系统是使钻杆和钻头产生旋转运动的部分。
它通常由液压系统和传动装置组成，能够提供足够的扭矩和转速。
6. 提升系统：提升系统用于控制钻杆的上下运动，实现钻杆的进给和回收。
它通常由液压缸、钻塔和卷筒等组成，能够实现高效的提升作业。
7. 驱动系统：驱动系统是提供动力给钻机各部分的关键部分，通常由柴油机或电动机等驱动装置组成。
驱动系统能够提供足够的功率和转速，满足钻机的工作需求。
8. 控制系统：控制系统是对钻机进行操作和控制的部分，通常由液压系统、电气系统和自动控制装置等组成。
控制系统能够确保钻机的稳定运行和安全作业。
二、钻机各部分的工作原理1. 钻杆和钻头：钻杆通过钻具连接在一起，传递驱动力给钻头。
钻头在旋转的同时，利用冲击力将地层破碎，实现钻探的目的。
2. 钻杆回转系统：钻机的液压系统和传动装置提供足够的扭矩和转速，使钻杆和钻头产生旋转运动。
旋转运动可使钻头均匀地破碎地层，提高钻探效率。
3. 提升系统：提升系统通过液压缸、钻塔和卷筒等实现钻杆的上下运动，控制钻杆的进给和回收。
钻井的八大件
钻井的八大件：天车，大钩、游车、井架、泥浆泵、水龙头、绞车、转盘钻井作业的八大系统（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、钻机辅助设备系统循环系统包括钻井泵，地面管汇、泥浆罐、泥浆净化设备等，其中地面管汇包括高压管汇、立管、水龙带，泥浆净化设备包括震动筛、除砂器、除泥器、离心机等。
钻井泵将泥浆从泥浆罐中吸入，经钻井泵加压后的泥浆，经过高压管汇、立管、水龙带，进入水龙头，通过空心的钻具下到井底，从钻头的水眼喷出，经井眼和钻具之间的环行空间携带岩屑返回地面，从井底返回的泥浆经各级泥浆净化设备，除去固相含量，然后重复使用。
起升系统是为起升和下放钻具、下套管以及控制钻压、送进钻具服务的，钻具配备有起升系统。
起升系统包括绞车、辅助刹车、天车、游车、大钩、钢丝绳以及吊环、吊卡、吊钳、卡瓦等各种工具。
起升时，绞车滚筒缠绕钢丝绳，天车和游车构成副滑轮组，大钩上升通过吊环、吊卡等工具实现钻具的提升。
下放时，钻具或套管柱靠自重下降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放速度。
在正常钻进时，通过吊环、吊卡等工具实现钻具的提升，下放时，钻具或套管柱靠自重下降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放速度。
在正常钻进时，通过刹车机构控制钻具的送进速度，将钻具重量的一部分作为钻压施加到钻头上实现破碎岩层。
旋转系统是转盘钻机的典型系统，其作用是驱动钻具旋转以破碎岩层，旋转系统包括转盘、水龙头、钻具。
在钻井现场我们观察到的钻具包括：方钻杆、钻杆、钻铤和钻头，此外还有扶正器以及配合接头等。
其中钻头是直接破碎岩石的工具，有刮刀钻头，牙轮钻头、金刚石钻头等类型。
钻铤的重量和壁厚都很大，用来向钻头施加钻压，钻杆将地面设备和井底设备联系起来，并传递扭矩。
方钻杆的截面为正方形，转盘通过方钻杆带动整个钻柱和钻头旋转，水龙头是旋转钻机的典型部件，它既要承受钻具的重量，又要实现旋转运动，同时还提供高压泥浆的通道。
石油钻机的旋转系统
转盘基本参数
转盘润滑
锥齿轮副和所有轴承是用油池内的油飞溅 润滑。润滑油用闭式工业齿轮油。每两个 月更换一次，每周检查一次，发现变质及 时更换。 锁紧装置上的销轴的润滑，每龙头是石油钻机的钻井液输送、旋转和 提升设备之一，在钻井作业中，主要用于 为旋转的钻杆柱提供支撑和钻井液通道不 旋转部分的过度连接；钻具不旋转时悬吊 钻柱具有较高的承载能力和良好的密封性 能。 两用水龙头还具有足够大的旋扣扭矩特性。
钻机的旋转系统钻机的旋转系统配备转盘水龙头或顶部驱动系统钻机的旋转系统配备转盘水龙头或顶部驱动系统1转盘?在钻井作业中转盘主要用于旋转钻柱在起下钻和下套管时支撑井下的钻柱或套管柱的重量
钻机的旋转系统
钻机的旋转系统配备转盘、水龙头或顶 部驱动系统
1、转盘
在钻井作业中，转盘 主要用于旋转钻柱， 在起下钻和下套管时， 支撑井下的钻柱（或 套管柱）的重量。转 盘可用链条传动，也 可用万向轴连轴器传 动。
水龙头
主要用途和适用范围 1) 悬挂钻杆柱 2) 提升部件（不旋转）与 旋转钻具之间的过渡联结 功能。 3) 高压泥浆输入钻具的通 道。 4) 旋扣功能。在钻井作业 过程中用于接单根或旋开 方钻杆。 5) SL450水龙头适用于5000 米~7000米石油钻机的配 套。
旋扣部分动力传动原理
由风动马达 的转动带动 两对齿轮二 级变速，将 扭矩传递给 中心管起到 接单根或旋 开方钻杆的 作用。
上井知识总结
2.井身轨迹控制方法
（1）轨迹类型:常见的有三段式，五段式，双增式
（2）造斜工具：
造斜工具的发展过程：
1）斜向器：
2）弯接头：弯接头跟直螺杆配合，这种结构的造斜机理是：一方面使钻头倾斜，造成对井底的不对称切削，从而改变井眼方向；另一方面井壁迫使弯曲部分伸直，使钻头受到钻柱的弹性力的作用，从而产生侧向切削，改变井眼方向。
2.岗位组成及分工：井队干部：队长，副队长，指导员，技术员，
井队员工：司钻，副司钻，内钳工，外钳工，井架工，机械工，电工，司机，场地工（3-4人），泥浆工，
3.井场布置：井架，住井房，值班房，地质录井房，综合录井房，技术服务房，泥浆房，
二．油气井分类
三 定向井、水平井基础知识
1. 基本概念：
（1）井身轨迹：是指一口已钻成的井的实际井眼轴线形状。
（19）工具面角：（在现场简称工具面）分为磁力工具面和重力工具面两种。
① 磁力工具面：在垂直井眼中，井底圆与水平面平行，因此没有高边方向线，以磁北方位线为基准，顺时针转到工具面方向线所转过的角度即为磁力工具面（因为测斜仪器是以磁北方向为基准，所以这里也以磁北方位代替正北方位）。这时的磁力工具面大小与井眼方位大小是相等的。
第一次开钻(一开)：从地面钻出较大井眼，到一定设计深度后下表层套管；
第二次开钻(二开)：从表层套管内用较小一些的钻头继续钻进，若地层不复杂，则可直接钻到目的层后下油层套管完井，如果地层复杂，很难用钻井液控制时，则要下技术套管，用以分隔复杂地层；
第三次开钻(三开)：从技术套管内再用小一点的钻头往下钻进。根据情况，或可一直钻达预定井深，或再下第二层、第三层技术套管，再进行第四次、第五次开钻，直到最后钻到目的地层深度，下油层套管，进行固井、完井作业。
钻修设备主要部件——旋转系统1
SJPETRO 动力水龙头
钻修设备主要部件介绍
— 旋转系统
水龙头
SJPETRO系列水龙头 SJPETRO系列水龙头
参数 型号 SL120 SL135 SL160 SL225
最大静负荷 KN 1200 1350 1600 2250
工作负荷 kN 800 1000 1000 200
最大耐压 MPa 25
冲管内径 mm 54 57
最高转速 r/m 300
35 76
300 280
Sjpetro钻台均符合API 4F 以及石油行业相关标准规定
钻修设备主要部件介绍
— 旋转系统
水龙头
鹅颈管
与水龙带相连: 1/2” 与水龙带相连 4-1/2 TBG
标牌
X46-5/8”X4-1/2 REG LH 5/8 X4 1/2” 通过提环 挂在大钩上 下体过 渡保护 接头 X42-7/8”X4-1/2 REG LH 7/8 X4 1/2”
ZP175 ZJ105、175 XJ350、450
按移运方式分为： 模块式、拖挂式
按作业方式分为： 修井式、钻井式
钻修设备主要部件介绍
— 旋转系统
钻 台
三、分类（以Sjpetro产品为例） 分类（ Sjpetro产品为例） 产品为例
折叠式钻台 伸缩式钻台
整体式钻台
钻修设备主要部件介绍
— 旋转系统
钻修设备主要部件介绍 四、钻台型号定义
— 旋转系统
钻 台
ZT XX / XX - X
形式： 伸缩“S” 折叠“XD” 整体“X”
台面高度： 单位m
最大转盘载荷.以kN的1/10表示
表示钻台.
钻修设备主要部件介绍
— 旋转系统
钻机八大系统
钻机八大系统1、旋转系统在钻井过程中，旋转系统通过转动井中钻柱带动钻头旋转破碎岩石。
它主要包括转盘、水龙头。
转盘型号：ZP375，功率：5850kN。
水龙头型号：SL-450，功率：4500kN。
2、循环系统循环系统主要作用是循环钻井液，及时清洗井底、携带岩屑，分离钻井液中多余固相、保护井壁和冷却钻头等。
它主要包括泥浆罐、泥浆泵、地面管线、立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤、钻头、环空、导流管、振动筛、除砂器、除泥器、离心机、搅拌机等。
泥浆泵型号：F-1600，功率：1176kW。
水龙头型号：SL-450，功率：4500kN。
振动筛型号：ZSW-2，振动筛负荷：50L/s，数量：3个。
除砂除泥一体机型号：ZCN250，数量1个。
离心机型号：LW450-1000-N1、LW450-1000-N3，负荷：40m3/h、60m3/h。
3、起升系统起升系统用于起下钻具、下套管、控制钻压及钻头钻进等。
它主要包括绞车、辅助刹车、井架、天车、游动滑车、大钩、钢丝绳、吊环、吊卡、卡瓦、液压大钳、“B”型大钳等。
绞车型号：JC70D，功率：1470kW。
井架型号：JJ450/45-K7，负荷：4500kN。
天车型号：TC450，负荷：4500kN。
游动滑车型号：YG450，负荷：4500kN。
4、动力系统动力系统主要是为各工作机提供动力，按动力设备不同分为机械驱动和电驱动两大类，即分别以柴油机和电动机为动力。
柴油发电机组型号：TYM-ZJ1600，功率：1000kW，数量：4个。
发电机：YG505，功率：400kW。
5、传动系统传动系统的作用是连接发动机与工作机，实现能量从驱动设备到工作机组的能量传递、分配及运动方式的转换。
电传动系统型号：VFDSL70715，功率1900KV A。
6、控制系统控制系统的作用是指挥各机组协调进行工作，常用的有气控、电控、液控等。
7、钻机底座钻机底座包括钻台底座和机房底座。
钻台底座用于安装井架、转盘、放置立根盒及必要的井口工具等。
(完整版)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。
螺旋钻机知识点总结
螺旋钻机知识点总结一、螺旋钻机的结构1. 主机部分：螺旋钻机的主机由液压系统、驱动系统、转动机构、涌浆系统等组成。
液压系统主要用于驱动各种液压元件，提供动力支持；驱动系统由发动机、变速箱、传动轴及转动部件组成，用于提供旋挖钻机的动力来源；转动机构是螺旋钻机的核心部分，由减速机、转盘及钻杆等组成，用于实现螺旋钻机的旋转作业；涌浆系统用于把机器在作业过程中产生的灰泥、石屑、泥浆等废渣排出。
2. 配套设备：螺旋钻机的配套设备主要包括钻杆、钻头、防护罩、钻具及其他附件等。
二、螺旋钻机的工作原理1. 旋转钻机利用旋转和推进力将钻头带动沿轴向进入土层作业的设备。
机器通过液压系统提供动力，实现发动机功率经过变速箱后，通过传动轴传递给减速机，再由减速机将功率传达到竖向转动机构上，带动钻杆及钻头旋转，从而实现土层的切削挖掘。
2. 螺旋钻机作业时，机器通过旋挖机构，实现对钻杆及钻头的转动，带动钻头在土层中旋转切削，同时利用机器自重和液压推进机构，对机器进行推力，实现机器在土层中的下压力。
这样，机器可以实现旋转切削和推进作业，完成土层的挖掘。
三、螺旋钻机的使用方法1. 施工前的准备工作：在使用螺旋钻机进行施工前，需要对施工现场进行仔细勘探，确保地质情况符合施工要求，同时对施工现场进行平整和清理，确保施工的安全和顺利进行。
2. 施工操作步骤：首先，需要对螺旋钻机的驱动系统、液压系统等设备进行检查和测试，确保机器的各项功能正常。
然后，根据施工现场的要求选择合适的钻头及钻杆，对螺旋钻机进行装配。
接下来，操作员根据工程要求对螺旋钻机进行调试，确保机器的各项功能正常。
最后，操作员根据施工现场的要求，进行螺旋钻机的操作，完成土层的挖掘作业。
3. 施工后的维护保养：施工完成后，需要对螺旋钻机进行清洁和维护保养。
操作员需要对机器进行仔细清洁，清除机器上的泥浆、石屑等废渣，同时对机器各部位进行检查和维护，及时发现并处理机器的故障和磨损，确保机器的正常使用。
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• 主要结构： 转鼓、螺旋输送器、差速器、液位调节装置
离心机
5 控制系统 --功能： 确保对整个钻机各个工作机构及其 部件的准确、迅速控制，使整机协 调一致地工作。
--组成： 控制面板、传输管线和阀门；执行 机构（如气动离合器、气缸和气马 达等）以及压风机等。
天 车
钻井装备
气体净化系统
6 井控系统
离心机
• 工作原理： 待处理的泥浆，从泥浆入口进入由锥形滚筒（转鼓）和螺旋输
送器所形成的分离室，并被加速到与输送器或滚筒大致相同的转速 。由于离心力的作用，在滚筒内形成一个液层，而其中的重晶石和 大颗粒的固相被甩向滚筒内壁，形成固相层，固相由螺旋输送器输 送到锥形滚筒处小头处，从底流口排出，而自由液体和悬浮的固相 颗粒由于具备流动性，则流向滚筒的大头，通过溢流孔排出。
优选第节旋转钻机的六大系统
第二节 旋转钻机的六大系统
1 动力系统 或称驱动及传动系统 – 功能： • 产生动力； • 将动力传递分配给 泥浆泵、绞车和转 盘。 – 组成：动力机和传动 部分。
1 动力系统
发电房
发电机组
MCC 钻井交流电动机控制中心
SCR-直流钻机的电控房
2 起升系统 – 功能：下放、悬吊或 起升钻柱、套管柱和 其他井下设备。 – 组成：井架、天车、 游动滑车、大绳、大 钩及绞车。
– 功能：
• 控制井内压力，防止 地层流体无控制地流 入井中。
– 组成：防喷器组、钻井 四通、节流管汇、压井 管汇以及液气压控制机 构。
立管
水龙头 水龙带
泥浆泵
方
排出 管线
洗 井
钻 杆
液 吸入管线 返
出
钻 柱
管
环
线
空
井 壁
钻头
钻井泥浆泵、立管、水龙带、钻柱、
分离装置
水龙头
钻井泵
加重装置
地面管线
方钻杆
废水池
泥浆池
振动筛
钻屑下滑
环空 钻铤
钻头
主要结构：
电机 罐体 泥浆出口 泥浆入口
真空除气器
过滤器 真空泵 出气口
主要结构：
窗口 空心轴
叶轮 泥浆出口
泥浆入口
真空除气器
工作原理： 真空除气器是利
用真空泵抽吸作用， 在真空罐内造成负压 区，泥浆在外界大气 压的作用下，通过吸 入管进入空心轴，再 从空心轴窗口向四周 喷射，与罐壁发生碰 撞，破碎气泡，使气 液分离，气体被真空 泵抽出，液体则在叶 轮的旋转作用下，从 排出管排至泥浆罐中。
除砂器及除泥器 • 主要结构：
旋流器
旋流除砂器
旋流除泥器
旋 流 器：
除砂器及除泥器
• 工作原理： 泥浆以一定的切向速度从
泥浆入口进入旋流锥筒，在旋 流锥筒产生强烈的旋转运动， 由于固相泥砂与液态泥浆的密 度不同，在离心力、浮力、重 力的作用下，因受力不同，从 而使密度低的液体上升，从溢 流口排出；密度大的泥砂由底 部的排砂口排出，从而达到除 泥砂的目的。
钻井装备
起升系统-井架、绞车、天车、游车和钢丝绳
天 车
游 车
绞 车
3 旋转系统 – 功能：给钻头提供破岩 扭矩；旋转钻柱；接、 卸钻柱和钻具。 – 组成：水龙头和转盘。
水龙头
顶驱系统
钻井装备 旋转系统-水龙头、方钻杆与转盘（或顶驱）
4 循环系统 – 功能： • 通过泥浆循环清洗井底 岩屑； • 同时冷却钻头、润滑钻 具。 – 组成：泥浆泵、泥浆净化 装置和泥浆槽、泥浆罐。