油田5000米钻机选型分析

油田5000米钻机选型分析

吴福才1 , 卢群辉2

（1、江苏石油勘探局生产协调处，扬州225009；2、江苏石油勘探局装备处，扬州225009；）

摘要：文章着重从油田生产和经验的角度，对几种5000米钻机的方案结构、传动及动力配置、可靠性、适用性、投资、维护维修等方面对其优缺点进行分析和探讨，以便于钻机的用户在5000米钻机选型时提供参考。

关键词：油田钻机选型分析

Analyses and choice of 5000m rig for oilfield

WU Fu-cai1 , LU Qun-hui2

(1、Department of production harmony, Jiangsu Petroleum Exploration Bureau;2、Department of equipment

management, Jiangsu Petroleum Exploration Bureau;)

Abstract:Analyze the structure, transmission of power and admeasuring power, characteristic, reliability, applicability, investment, and maintenance of the 50000m rig on the view of user is benefit for choice of rig of oilfield.

Key words: Analyses; choice; rig

目前，5000米钻机在各油田占有一定的比例，由于其方案较多，在选型时就比较复杂。各个钻机制造厂主要生产的新钻机由ZJ50L链传动钻机、ZJ50D直流电驱动钻机、ZJ50DB交流变频驱动钻机和ZJ50LDB复合驱动钻机等。这几种钻机技术参数都符合SY/T5609-1999石油行业标准，但其对于不同的油田和地区或不同的

项目和经营的理念，选择的思路应当是不同的，必须对这几种钻机的情况作认真分析，才能确定决策的依据。现就针对这一问题，本文着重从几种钻机的方案结构、可靠性、适用性、投资、维护维修等方面对其优缺点进行分析和探讨。

一、钻机方案分析

1、ZJ50L链传动钻机方案

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作者简介：吴福才（1952-），男，山东德州人，工程师，从事钻机调度和钻井工程协调工作。

ZJ50L钻机是柴油机统一机械驱动钻机，采用液力传动、整体链条箱并车方案。由三台12V190柴油机与750液力变矩器正车减速器直接连接、正车减速器与并车箱(两者之间采用万向轴)组成的动力机组传动总成布置在0.8m高的后台底座上。通过五轴整体链条箱并车后，由万向轴分别驱动两台1300泥浆泵，通过传动链条箱驱动绞车，绞车布置在1.4m高的后台底座上。钻台高7.5m，布置有转盘、转盘驱动箱、猫头绞车等，绞车动力通过直角箱—万向轴—直角箱爬台装置输入到转盘驱动箱。

动力配备：3台190柴油机，2台300KW发电机。

钻机井架为K型井架，可满足安装顶驱装置的要求；块装式底座，井架采用低位安装、整体起升方式。

2、ZJ50D钻机方案

钻机采用3台1000-1200kw柴油发电机组作为主动力，发出的600V（或690V）50HZ交流电经SCR柜整流后变为0-750V可调直流电分别驱动绞车、泥浆泵和转盘的串励（或并励）直流电动机。绞车由2台电机驱动，2台钻井泵各分别由2台电机通过窄V皮带驱动，转盘由1台电机驱动或通过绞车联合驱动。绞车主刹车可采

用液压盘式刹车或带刹车。前开口井架，双升式底座，均利用绞车动力起升。动力配备：3台1200KW柴油发电机组，1台400KW发电机。

3、ZJ50DB变频驱动钻机方案

●全变频驱动方案（ZJ50DB）。钻机采用3台（CAT3512B）柴油发电机组作为主动力，发出的600V（690V）50Hz交流电经变频单元(VFD)变频后分别驱动带绞车、转盘和泥浆泵的交流变频电动机。绞车电机通过一部高速齿轮减速箱驱动单滚筒绞车工作。绞车主刹车采用液压盘式刹车，辅助刹车采用电机能耗制动。配1台300KW辅助发电机，在停钻时使用。电传系统主要由8个变频柜和MCC组成，实现一对一控制。前开口井架，双升式底座，利用绞车动力起升。动力配备：3台1200KW 柴油发电机组，1台300KW发电机。

●转盘变频驱动方案（ZJ50LDB）。

ZJ50LDB钻机方案是在3台柴油机并车后统一机械驱动的基础上，转盘采用变频电动机单独驱动[2]。供交流发电机组的原动机由两种形式，一是由整体链条箱驱动的发电机，发出的600V三相交流电经过交流变频器后供到驱动转盘的变频电机，另外，配配2台发电机供380V交流电；二是由单独的柴油机驱动发电机，构成独立的800KW柴油发电机组，发出的600V三相交流电一路经过变压器后供到380V交流母排，另一路经过交流变频器后供到驱动转盘的变频电机。机械驱动部分与ZJ50L 链传动钻机方案相同。动力配备：1台800KW机械驱动发电机，3台190柴油机，2台300KW发电机组。或1台800KW柴油发电机组，3台190柴油机，2台300KW 发电机组。井架型式基本相同。

●半变频半机械驱动方案（ZJ50DBF）。采用2台（CAT3512B或3000系列190）柴油发电机组作为主动力，发出的600V 50Hz交流电经变频单元(VFD)变频后分别驱动带绞车和转盘的交流变频电动机。绞车电机通过一部高速齿轮减速箱驱动单滚筒绞车工作。绞车主刹车采用液压盘式刹车，辅助刹车采用电机能耗制动。2台泥浆泵各由1台12V190柴油机+液力偶合器驱动。配1台300KW辅助发电机，在停钻时使用。电传系统主要由2-3个变频柜和MCC组成，实现一对一控制。动力配备：2台1200KW柴油发电机组，2台190柴油机，1台300KW发电机。井架型式基本相同。

二、三类钻机优缺点分析

1、ZJ50L链条机械驱动钻机优缺点

该钻机的优点主要体现在以下几方面：

1）功率利用率高，正常钻进开两台柴油机和一台发电机，起下钻一般开一台柴油机和一台发电机即可，相对比较节能。

2）可靠性相对较高。由于其方案特点与ZJ40L差不多，其主要部件都经过近十年的现场检验，总体质量是可靠的，同时，使用和管理人员对其有清楚的认识，有一套相应的管理和维护办法，确保了钻机的可靠运行。根据钻机可靠性评定指标和在用钻机故障分析[3]，其钻机主要部件大修周期MTTR都在规定的范围内，高危害度故障极少发生。

3）操作简单。井队工人对其结构、原理、安装拆卸、使用要求比较清楚，操作上有一定的经验。