钻井设备操作规程Word下载.docx
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（一）主要技术参数
（二）试运转规定
（三）操作规程
（四）启动发动机
（五）整机移迁与井场就位
（六）井架起升操作
（七）放井架
（八）施工操作
（九）检查维护
第三节设备检修规程及安全技术规定
一、保养绞车
二、检修钻井泵
三、换刹带
四、更换水龙头冲管总成
五、更换大绳
第一章钻井设备及使用
操作要求
一部石油钻机主要由动力机、传动机、工作机及辅助设备组成，一般称为八大系统，具备起下钻、旋转钻进、循环洗井。
主要包括绞车、井架、天车、游车、大钩、水龙头（动力水龙头）、转盘、钻井泵、动力机、联动机组、固相控制设备、井控设备等。
提升系统由绞车、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、钢丝绳组成的系统通称为游动系统。
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。
一、井架
井架的用途主要是悬吊和起下钻具，安装天车、游动滑车、大钩、吊环、吊钳、吊卡等起升设备与工具，存放钻具。
井架主要由以下几部分组成：
主体、人字架、天车台、二层台、立管台、钻台、井架底座和工作梯。
1.主体。
包括井架大腿、横拉筋、斜拉筋等。
多为型材组成的空间桁架结构。
若主体失去几何形状或桁架结构被破坏，则整个井架就失去了整体稳定性和承载能力。
2.人字架。
位于井架的最顶部，可悬挂滑轮，用于吊装、吊卸天车。
3.天车台。
在井架顶部，用来安放天车。
天车台上有检修天车的过道，周围设有栏杆。
每次在天车台上工作之前，应首先检查天车台周围栏杆是否完好。
4.二层台。
位于井架中间，塔型井架二层台在井架内部，其余井架二层台在井架外部前侧，它包括井架工的操作台和靠放立柱的指梁。
5.工作梯。
有盘旋式和直立式两种，是井架工上下井架的通道。
6.立管平台。
钻工装拆水龙带的操作台。
另外还有钻台的底座等。
目前，在国内外石油矿场上使用的井架种类繁多，但大多数结构型式为塔型、A型、K型井架三种。
1.塔型井架
塔型井架是一种截面为正方形或长方形的四棱锥体空间结构，主体是由四扇平面桁架组成，每扇平面桁架又分成若干个桁格，同一高度的四面桁格在空间构成井架的一层，因而整个井架也可以看作是由许多层空间桁架组成。
我公司使用的大庆Ⅱ型钻机JJ—41型井架就属于这类井架。
其主要特征是井架的横截面为正方形，立面为梯形。
为了工作方便，在井架的前扇下部装有大门，因而前扇下部不能封闭，但是整个井架主体仍是一个封闭的整体结构，所以它的总体稳定性好，承载能力大。
其缺点是拆装井架必须高空作业，安全系数小，拆装时间长。
2.“A”型井架。
目前公司使用的“A”型井架有：
MA—32型、JJ300/43型等。
这类井架的主要特征是：
从总体结构形式看，整个井架是由两个构架式或管柱式的大腿靠天车台和井架上部的附加杆件与二层台连接成“A”字形的空间结构，大腿前面和后面装有撑杆，以便起升和支撑井架用。
A形井架的两个大腿可分为3～5段，并用螺栓连接成一个整体，因而整个井架可在地面水平分段拆装、整体起放和分段运输，拆装方便而安全。
由于这种井架主要靠两条大腿承载，承受载荷时能均匀分布，而每条大腿又是封闭的整体结构，所以承载能力和稳定性较好，但其总体稳定性较差。
3.“K”型井架
目前公司使用的“K”型井架有：
JJ225/43-K型、JJ315/45-K4型、JJ450/45-K6型、JJ225/43-K型等。
它的主要特征是：
主体是由3～5段构架组成，各段均为焊接结构，段与段之间采用螺栓、销子或公母锥座螺栓等连接在一体。
这种井架采用分段地面拆装、整体起放和分段运输的方法，拆装方便、迅速、安全。
一般多用于中深井钻机。
（一）井架的技术规范
表2-1各类井架主要技术规范
井架型号
配用钻机
游动
系统
最大钩载
（kN）
井架高度（m）
二层台
容量（m）
二层台高度
（m）
备注
TJ-41
大庆Ⅱ－130
6X7
2000
41.5
4000
22.5、24.5
塔型闭式
JJ160/35
ZJ20Q
4X5
1200
35
2300
16.5
K型
JJ180/38
ZJ30CZ
5X6
1800
38
3000
桅杆式
JJ225/43
ZJ40J/ZJ40LD
ZJ40DZ
2250
43
24.5/25.5
26.5
JJ315/43
ZJ45J
3150
25.5/26.5
A型
JJ315/45
ZJ50D/ZJ50J
45
5000
K
MA-320
ZJ70L/ZJ60L
4800
43.5
6210
25.67/26.67
A
JJ450/45
ZJ70D/ZJ70LD
4500
7280
22.5/26.5
（二）井架的使用要求
井架在使用过程中发生倾倒主要是由于个别构件的损坏或超载而破坏了井架的整体稳定性所造成的。
井架在使用过程中应注意以下几点：
1.处理井下事故时，必须仔细检查死绳固定器的固定情况，上提拉力不要超过井架的安全负荷。
2.严格执行操作规程，避免因操作不当，造成井架及其附件的损坏。
3.定期检查井架绷绳，以防腐蚀或绷绳固定不牢，尤其是风雨多发季节，对井架绷绳及绷绳坑及时进行检查，防止井架被风刮倒。
4.井架各部件连接螺丝，一般在钻井过程中应每个白班由井架工全部检查上紧一次。
处理卡钻，倒扣前后及下套管前均应全面检查一次。
5.下套管之前，钻具要分两边矗立，尽可能使井架平衡。
要封闭好支梁，防止大绳进支梁。
6.对于整体拖移的井架，拖移前后应各进行一次全面检查。
7.不准随便割、拆、换井架的横梁、拉筋、螺丝、卡子、零件、附件。
8.严格执行操作规程，避免因操作不当，造成井架及其附件的损坏。
9.在风力超过8级时，不要把钻具全部起出，已起出的也要下入部分钻具，把井架垂直拉紧，以保持井架的稳定性。
10.采取防止基础下沉、倾斜的维护措施。
11.必须将立管硬挂在井架拉筋上，立管必须上吊下垫，用立管固定胶块卡牢、卡紧。
天车和游动滑车组成提升系统的滑轮系。
作为定滑轮的天车改变了力的方向；
作为动滑轮的游车起到了省力作用，减轻了绞车的负荷，从而使提升系统获得很大的机械效率。
（一）天车
1.天车的结构
天车一般是多个滑轮装在同一根芯轴或两根轴心线一致的芯轴上。
现在，天车大都是滑轮通过滚柱轴承装在一根芯轴上。
芯轴一般是双支承的，轴的直径较大，芯轴的一端或两端有黄油嘴，芯轴里有润滑道。
润滑脂从黄油嘴注入，以润滑轴承。
其主要功用是与游动滑车组成游动系统。
常用的天车有TC130、TC-135、TC-350、TC-450、GF-400等。
2.天车的技术规范
表2-2天车的技术规范
ZJ-20
ZJ-30
大庆Ⅰ-130
ZJ-40
ZJ-45J
ZJ50
ZJ-60
F320-3DH
ZJ-70
大庆Ⅱ-130
天车型号
TC-135
TC-180
TC-130
TC-225
TC-350
TC-315
TC-450
GF-400
TC-200
起重量（KN）
1350
1570
2940
3920
3138
2500
滑轮数
5
6
6（7）
6+1
7
钢丝绳直径（mm）
29
－
32
质量（Kg）
2400
45001b
2240
4790
5950
6284
7500
5382
10800
长（mm）
2320
2717
2745
2924
2935
2515
3467
宽（mm）
2050
1290
2634
1900
2160
1320
1700
3065
高（mm）
1920
1670
3204
2390
2379
2075
2965
3.天车的使用要求
1）天车工作前必须有专人检查天车轮的灵活性。
2）各滑轮轴承应定期逐个注满黄油，无阻滞现象。
3）天车轴及天车层底座固定牢靠；
护罩应齐全完好，固定牢靠。
4）当出现顿钻或提断钻具等重大事故时，应仔细检查钢丝绳是否跳槽。
5）滑轮槽严重磨损或偏磨时，应视情况换位使用或更换滑轮。
6）轴承温度超过70℃时，应及时采取降温措施和更换黄油或更换磨损的轴承。
（二）游动滑车
1.游动滑车的结构
游动滑车的形状为流线型，以防起下时挂碰二层台上的外伸物。
同时，游车要保证一定的重量，以便它在空载运行时平衡而垂直地下落。
现在，钻机各型游车都是一根芯轴，滑轮在轴上排成一列，其结构与天车相似。
常用的天车有：
YC-130、YC-200、YC-350、YC-400、YC-450等。
如YC—130型游动滑车，它主要有横梁、左右侧板、滑轮、滑轮轴、销座、下提环、护罩等部件组成。
为防止轴转动，用键将轴固定在侧板上。
轴两端用螺母固紧以防止轴左右移动。
为防止钢丝绳脱出，应加强侧板，并在滑轮上部用活动护罩罩住，滑轮下部有护板罩住。
悬挂大钩的吊环是两个销子穿挂在四块钢板上面的。
横梁为框形焊接结构，中间的通孔称为鼻子，供吊装时穿钢丝绳用，焊接在两侧板中部的护环有保护游车轴的螺纹和黄油嘴的作用。
其主要功用是与天车组成游动系统。
2.游动滑车技术规范
表2-3油田常用大、中型钻机的游动滑车技术规范
配用
钻机
游车
型号
YC-135
YG180
YC-130
YC-225
YC-350
YC-315
YC-450
MC-400
YC-200
4032001bf
3500
4
4或5
5×
1761
102721b
2090
3805
6842
8140
10245
8135
3.游动滑车使用要求
1）游车在工作时每个滑轮转动圈数不一，滑轮应定期“掉头”使用，以使滑轮的磨损情况趋于平衡。
2）游车工作前应检查各滑轮是否旋转灵活及各连接部件是否紧固。
3）每周应将游车直放到钻台上仔细保养一次。
保养时应检查下列内容：
各条油路是否通畅；
钢丝绳是否碰磨护罩；
各固定螺栓有无松动；
焊接钢板的焊缝有无裂纹等。
4）各轴承应每周注润滑油一次，注油时以少量油脂挤出轴承外面为止。
5）搬运游车时，应用起重机吊挂上横梁顶部的游车鼻子，不允许直接在地面上拖运。
三、大钩
大钩是提升系统的重要设备，它的功用是在正常钻进时悬挂水龙头和钻具，在起下钻时悬挂吊环起下钻具，完成起吊重物、安放设备及起放井架等辅助工作。
（一）大钩的结构
目前常用的大钩有两大类。
一类是单独的大钩，其提环挂在游动滑车的吊环上，可与游动滑车分开拆装，如DG—130型大钩；
另一类是将游动滑车和大钩做成一个整体结构的游车大钩，如MC—400型游车大钩。
主要型号有：
DG-130、DG-350、DG-450等。
（二）大钩的技术规范
表2-4常用大钩及游车大钩的技术规范
大钩型号
DG-130
DG-250
DG-350
DG-315
DG-450
DG-200
最大钩载（KN）
大钩开口宽（mm）
180
190
220
230
弹簧工作行程（mm）
145
200
弹簧行程开始时负荷（KN）
23.5
2715
30
30.6
弹簧行程终了时负荷（KN）
50
5356
55
56.5
85
外形长度（mm）
470
2545
830
2953
790
外形宽度（mm）
840
780
890
880
1450
外形高度（mm）
2430
750
4640
1705
2180
3410
3496
（三）大钩使用要求
1.大钩使用前应检查钩身制动装置，钩口安全锁紧装置，侧钩闭锁装置的灵活可靠性。
2.设有液力减震装置的游车大钩工作前应加足减震油。
3.使用前应检查钩身来回摆动及大钩提环摆动的灵活性。
4.大钩在承受较大冲击载荷（如碰撞、顿钻等）后，应及时检查主要受力部位（吊环、钩身、钩口、侧钩）受损情况，无异常损坏方可使用。
5.定期检查主要受力部位的磨损情况。
6.大钩的主要受力部位不得在现场进行气割或焊接。
7.开始提升时要平稳操作，以免大钩弹簧受力过猛而折断。
四、绞车
绞车是构成提升系统的主要设备，是组成一部钻机的核心设备，是钻机的主要工作机械之一。
其功用是：
1.提供几种不同的起升速度和起重量，满足起下钻具和下套管的需要。
2.悬挂钻具，在钻进过程中送钻和控制钻压。
3.作为转盘的变速机构和中间传动机构。
4.当采用整体起升式井架时用来起放井架。
5.当绞车带捞砂滚筒时，还担负提取岩心筒、试油等项工作。
6.安装钻台设备，完成其他辅助工作。
（一）绞车的基本结构
下面主要介绍我国石油钻井现场大量使用的JC—45型和JC—14.5型绞车。
JC—45型绞车的基本结构
JC—45型绞车称五轴绞车，它有足够的功率、足够的强度和刚度。
JC—45型绞车被分为前后两部分，采用销子、螺栓联接。
绞车在前部有转盘中间轴和水刹车的水位控制装置，都装在一个过桥底座上。
绞车的后部是绞车架，其上装有输入轴、中间轴、滚筒轴、猫头轴、带刹车、辅助刹车和司钻操作台。
在绞车架的左右前罩上，各装有一个限制快绳移动、便于快绳顺利反转的快绳挡棍。
在绞车架上的左、右侧各装有一个限制和支撑上、卸猫头绳移动的左、右挡棍。
绞车后部的变速是通过输入轴和中间轴之间的三副链条和一对齿轮分别由齿式离合器离合，而使中间轴获得三个正速和一个倒速，再通过中间轴与滚筒轴之间的高、低速两副链条，分别由LT1070/200T和LT1170/250T通风型气胎离合器挂合，使滚筒获得六个正速和两个倒速。
装在绞车前部的转盘中间轴是由滚筒轴高速链轮上的50.8mm双排链轮驱动，可使转盘获得三个正速和一个倒速。
为了满足钻井工艺要求，可用更换转盘中间轴端链轮的方法获得更多的转盘速度。
猫头轴的驱动是由滚筒轴低速链轮上的50.8mm单排链轮驱动，它可以有三种转速。
在猫头轴的两端各装有一个动磨擦猫头和一个死猫头，用以上、卸扣和提升重物。
在绞车架前下部装有刹把轴、主动拐、连杆、被动拐、刹带轴、刹带拐、平衡梁与刹车气缸，这些构件与绕在滚筒刹车鼓上的刹带组成了绞车的制动系统。
绞车架采用密封式结构，使链条和齿式离合器实现强制润滑。
绞车外部有护罩，以保证操作安全，并防止转动构件受外界沾污和碰损。
在司钻台右前方有防护栅固定在左挡棍和过桥底座上，以保护司钻不会因猫头绳的突然断裂而发生意外。
（二）绞车的技术规范
表2-5常用绞车的技术规范
绞车
JC-14.5
JC-40
JC-45
JC-50
TF-38
JC-70
输入功率（KW）
478
735
1103
1100KW
1470
1000hp
滚筒直径×
长度（mm）
650×
640×
1139
685×
1245
1138
780×
1440
770×
1439
25.59"
×
33.07
刹车毂直径×
宽度（mm）
1180×
270
1500×
40
1270×
267
1600×
76
1400×
269
169
刹车毂冷却
-
水冷
刹带包角（°
）
330
278
325
水刹车型式
单列1000
电磁
SS1200
FH-60
绞车质量（kg）
18900
26200
30100
34930Kg
55000
35000
40892
5215
6600
7000
7670
6590
6880
2874
2900
3600
2980
4332
3185
2911
2570
2725
2555
3082
3050
2821
辅助刹车机构
绞车的辅助刹车机构有水刹车和电磁刹车两种。
电磁刹车又可分为感应式电磁刹车和磁粉式电磁刹车。
感应式电磁刹车又名强流刹车，它相当于一种简化了的发电机，其作用原理基本上与发电机一样，其结构组成主要由左、右定子和转子组成。
定子中嵌有励磁线圈和冷却水出入口，转子与滚筒连接在一起旋转，转子在定子磁场上旋转受到制动，在转子体有效层中产生强流，通过冷却水将热量带走。
它可通过调节励磁电流来改变电磁刹车的制动力矩。
（三）绞车的润滑要求
1.各滚动轴承、滑动轴承必须按规定时间加注钙基润滑脂，轴承温度不能高于60℃。
2.水刹车滚动轴承在每次下钻前加注钙钠基润滑脂。
3.各传动链条可用任何牌号的机油润滑。
（四）绞车使用要求
1.起下钻时，为节约时间，合理利用绞车功率，应根据大钩负荷，按规定选择起升速度和挡位。
2.链条是绞车的主要传动件，更换链条时应整盘更换。
3.挂合换挡离合器时动作要平稳，严禁猛烈撞击。
4.绞车传动轴未停止转动前不得改变传动方向。
5.挂合气胎离合器时动作要平稳。
6.在上提钻具的过程中需要刹车时，必须先摘开低速或高速气胎离合器。
7.下钻过程中严禁用水或油浇刹车鼓，以免造成刹车鼓龟裂或刹车失灵。
8.起下钻前应先检查防碰天车。
9.绞车运转过程中护罩必须整齐、装牢，严禁在运转过程中加注润滑脂或润滑油，以免发生人身事故。
10.刹车把在40~50℃应能刹住。
在载荷条件下不得调节刹带。
11.遇到游车下放速度过慢、刹带离不开刹车鼓时，应设法调整，但不允许用撬杠垫在刹带下。
12.每班检查一次活绳头。
五、液压盘刹
HXPS系列盘式刹车有HXPS70、HXPS50、HXPS40、HXPS30、HXPS20等五种型号，分别适应于7000米、5000米、4000米、3000米、2000米系列石油钻机配套。
1.HXPS系列盘式刹车结构及性能特点
盘式刹车系统主要由液压源、控制系统、刹车机构等部分组成。
具有制动能力强，用户选择空间大，可靠性高，使用寿命长，维护保养方便等特点。
2.HXPS系列盘式刹车功能
1）正常作业功能：
司钻操纵伺服刹车阀操作机构控制该阀出口压力大小，该油压通过钳缸和刹车机构可控制绞车制动力矩，从而实现起下钻具、送钻等功能。
2）紧急刹车：
紧急情况时，按下紧急刹车阀按钮，可实现刹车。
3）防碰天车保护：
当滚筒缠绳过卷和（或）大钩上升到防碰危险高度时，防碰过卷阀和防碰天车高度限位阀（此两阀由钻机气路配）会起作用，给紧急刹车阀供气而实现紧急制动。
4）断电保护：
对电动钻机，突然断电时钻机会自动刹车，保护钻井设备/钻具和井筒，以免发生事故。
5）停车制动：
需要时按下紧急刹车按钮。
6）双保险和双倍制动功能：
对于4000米、5000米、7000米重型钻机，控制系统设有换向阀，该阀在某一状态时，常开钳和常闭钳的控制分别为两个独立的制动回路。
当换向后，按下紧急刹车按钮时，常开和常闭钳全部制动，具有双倍制动能力。
3.刹车机构
即刹车执行机构，如图2-2所示，主要由刹车盘、刹车块、制动蹄、销轴、肘子、钳缸、钳架等组成。
当给钳缸充油（常开钳）或排油（常闭钳）时，钳缸的推力通过肘子、制动蹄、刹车块抱合刹车盘实现制动。
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