石油钻采机械第三期

任连城 魏昌祥 董超群 龚银春 郭正伟 等

目录

  • 1 第一单元 石油钻机总论
    • 1.1 钻井工艺概述
    • 1.2 石油钻机的组成
    • 1.3 钻机的参数及标准
    • 1.4 石油钻机的发展
    • 1.5 本章小结
  • 2 第二单元 钻机的驱动与传动
    • 2.1 钻机驱动与传动概述
    • 2.2 柴油机驱动-机械传动
    • 2.3 柴油机液力传动-机械传动
    • 2.4 本章小结
  • 3 第三单元 钻机起升系统
    • 3.1 起升系统工作原理
    • 3.2 游动系统典型设备
    • 3.3 绞车
    • 3.4 绞车刹车系统
    • 3.5 本章小结
  • 4 第四单元 钻机旋转系统
    • 4.1 转盘
    • 4.2 水龙头
    • 4.3 顶部驱动钻井系统
    • 4.4 本章小结
  • 5 第五单元 钻机循环系统
    • 5.1 概述
    • 5.2 钻井泵
    • 5.3 泥浆固控设备
    • 5.4 本章小结
  • 6 第六单元 钻机的控制系统
    • 6.1 概述
    • 6.2 钻机的气控制
    • 6.3 钻机的液压控制
    • 6.4 本章小结
  • 7 第七单元 采油机械
    • 7.1 采油方法概述
    • 7.2 有杆采油系统
      • 7.2.1 游梁抽油机
      • 7.2.2 无游梁抽油机
      • 7.2.3 抽油泵
    • 7.3 无杆采油系统
      • 7.3.1 水力活塞泵采油
      • 7.3.2 电动潜油离心泵采油
      • 7.3.3 螺杆泵采油
    • 7.4 其它采油设备
    • 7.5 本章小结
起升系统工作原理
  • 1 学习内容
  • 2 视频

起升系统是钻机的三大工作系统之一。

一、起升系统的功用

 1、承受作用于大钩的全部载荷;

   在正常钻进时,为最大钻柱重量;

 下套管和处理事故时,为额定最大钩载;  

 2、进行起、下钻作业;

 3、控制钻压

二、起升系统的工作原理

1.起钻操作


  更换钻头时,需将井中的全部钻柱取出,称起钻作业。包括以下操作:

  (1)上提钻具全露方钻杆,用吊卡将钻柱座在转盘上。

  (2)旋下方钻杆,将方钻杆—水龙头置于大鼠洞中。

  (3)用吊环、通过吊卡扣住钻杆接头。

  (4)挂合绞车滚筒,通过游动系统,带动钻柱起升,将井中整个钻柱起升一个立根高度,然后摘开离合器,刹车。

  (5)稍松刹车,下放钻柱,用吊卡将钻柱坐卡在转盘上。

  (6)用大钳和猫头或上卸扣气缸,拉大钳崩松顶部立根接头丝扣。


  (7)用转盘带动钻柱正转或用旋绳器卸扣。

  (8)移立根下部入钻杆盒,上部靠在二层台指梁中,摘开吊卡。


  (9)下放空吊卡至转盘上方刹住。

    起另一立根时又重复上述操作,每起一立根构成一个起钻循环,一直将井中钻柱全部起出为止。 

   

2.下钻操作

   将钻头、钻铤、方钻杆组成的钻杆柱下入井中,称下钻作业。下钻包括以下操作:

    (1)吊环上挂吊卡,以高速挡提升至一立根高度。

    (2)二层台处扣吊卡,稍提立根,移至井眼中心,对扣。

    (3)拉猫头旋绳或用旋绳器上扣。

    (4)用猫头和大钳紧扣。

    (5)稍提钻柱,移出或提出吊卡。

    (6)用机械刹车和辅助刹车控制下放速度,将钻柱下放一立根的距离。

    (7)借助吊卡,将钻柱座在转盘上,从吊卡上将吊环脱开。

    下另一立根,重复上述操作。

三、起升系统的组成

起升系统是钻机的三大工作系统之一,由井架、游动系统、绞车等组成。

游动系统的组成:


  天车——定滑轮组—改变力的方向;



  游车——动滑轮组—改变力的大小;

钢丝绳 和大钩



  


YO游动系统的表示:


动滑轮数×动滑轮数;

如5×6,表示游车有5个动滑轮,天车有6个定滑轮。有效绳数值实际分担钻柱重量的钢丝绳数,为动滑轮数的2倍


四、游动系统中钢绳与滑轮的运动分析

  如图所示,设V为大钩速度,V’为钢绳速度,V’’为天车滑轮的切向速度,Z为游动系统有效绳数(除快绳、死绳以外的其他绳),Dc为滑轮直径。

则钢绳速度由快绳侧至死绳侧依次为:

          


通过上述分析可见:

    1、在起下钻过程中,快绳侧的滑轮转速要比死绳侧的高数倍,所以当天车、游车进行检修时,应将其滑轮及轴承相互倒换,以使轴承的使用寿命均衡。在设计轴承选型计算时,应以快绳侧的轴承工况为依据

    2、在快绳侧的钢绳由于弯曲次数比死绳侧多出数倍,前边的钢绳会提前疲劳断丝,所以钢绳经过一定时间后,应从死绳端储绳卷筒中放出新绳,从滚筒上截掉一段旧绳,然后重新固定缠好,即一段一段向滚筒方向补充新绳。

五、游动系统钢绳拉力和效率

 1、拉力

  



2. 效率