石油钻机型式与基本参数标准Word下载.docx

1、GB1806861520324560801999修订10600159002013503017004022505031507045001209000钻深Hm5英寸*钻杆2 0009001500130020001900320030004500400060005000800050080070014001100180015002 5002000320028004500700010000412钻杆50010008001500120020001600300025004000350050004500700060009000750012000Wtf90135225315450585675585900绞车最大输

2、入功率P/hp55010001500700270750滚筒钢丝绳直径d/m（英寸）28.532.532.5或34.534.539.5263841.522782612911832114351383811242158522游动系统绳数ndmax8881010121214661216，10141216钻台高度h/m2.84.24.54.5（6）6893，4.54.5，6，7.56，7.5，97.5，93，44，55，6，7.57.5，9，10.5，12钻井泵单台功率不小于Pd/hp350，500800，10001000，13001300，16001600350，800800，1000，13001 3

3、00，1 60035080013002美国石油钻机技术基本作法 美国在世界石油钻机技术和销售量上均属首位，与国际技术接轨实质上是与以美国为代表的技术作法及采用API规范接轨。我国石油钻机标准采纳了这一趋向。就普遍使用的机械驱动钻机而言，美国在60年代已达成熟阶段，从那时至70年代其石油机械制造业得到迅速发展。钻机制造公司主要有8大家，统计1973年美国286个陆地和40个海洋钻井公司使用的1 891台钻机，这8家所占比例达90%，其中尤以National、Emsco、Ideco公司为甚，它们所占比例分别为，National30.8%，Emscoo 13.9%,Ideco10.7%，Oil We

4、ll8.25%，Mid-Continent8.25%，Wilson7.15%，Cardner-Denver5.15%，Brewster4.85%。美国没有像苏、罗、我国等将诸多因素（参数）合在一起的钻机标准，但各公司均有自已的绞车、天车、游车、大钩、水龙头、转盘、传动装置、钻井泵、井架和底座等主机标准，API的相关规范和推荐作法，它们均采用。根据钻井公司的要求，将这些主机配套成钻机，很机动灵活。当确定钻机钻深能力时，下列因素都是重要的：井架承载能力;提升系统承载能力；动力机组功率；绞车功率及负荷能力；钻井泵功率；钻台高度及承载能力；转盘开口及承载能力等。上述诸多因素中绞车性能是最基础的因素，它

5、是将动力转换成提供起升负荷能力的源泉，无怪乎美国人把绞车视为钻机。由于钻柱质量是决定井深很重要的出发点，他们的设备标准中唯独绞车标有井深参数。最初是以412英寸钻杆为计算井深基础，虽然后来出现5英寸无细螺纹钻杆，其水力和承载性能比412英寸钻杆为好，但绞车产品已经形成，所以仍沿用原来的4 12 英寸钻杆所标定的井深。用5英寸钻杆钻井时，额定井深的钻杆质量要增大一些，标定井深要打点折扣。由于绞车使用说明书中均有游动系统绳数与各档载荷能力表和提升曲线，实际钻井作业可根据需要按这些表或曲线来选择载荷和速度。80年代后期，美国很多公司的样本在绞车参数中“412”字样已不再注明。几十年来美国钻机的主机在

6、总体上基本没有变化，对比了National公司1976-1977年绞车参数与1998-1999年National-Oilwell两公司合并后公布的绞车参数与性能数据完全一样；Emsco公司也基本如此，两公司绞车载荷参数见表312。它们摘至1998-1999年National-Oilwell样本和1986-1987年Emsco公司样本，供参阅。表3National-Oilwell公司绞车载荷参数（表38）80B（机械驱动M）、80UE（电动E）（1 000 hp 12 000 ft）滚筒轴离合器低速高速档号低档档高档ME悬吊绳数下提升载荷能力156151368993523625308202189

7、177116*120*68594839102452272161411458273表4110M、110UE（1 500 hp 16 000 ft）205145*57305275248123986412355323291207143114表51320M、1320UE（2 000 hp 20 000 ft）353186*189*116704774183662301508655486427414264268159173109表61625M、1625DE（3 000 hp 25 000 ft）484341223*250*148105591489273180193127691568482318357209

8、9514784645359405239257168表7M-3000、E-3000（3 000 hp 30 000 ft）2861996748834324116581556398275*277*1901399462444630931121322915513016694496344346237255117表82040-E（4 000 hp 40 000 ft）663400*1337992651609255583061851 0406293452081 148693380表9Emsco公司绞车载荷参数表（表912）D-3-（机械驱动M）、D -3-（电驱动E）（1 000 hp 14 500 ft）

9、15471473421198135*91444127238162534933276277846235表10C-1-（M）、C -1-（E）（1 500 hp 16 000 ft）2666954321217154*9766371251178113765128261表11C-2-（M）、C -2-（E）（2 000 hp 25 000 ft）254167144854641720113210156232*200*1539965543262226172112表12C-3-（M）、C -3-（E）（3 000 hp 30 000 ft）581271*258*14612667346131329821416

10、9758519336107835572389370210182124118 *表示额定井深钻柱质量载荷（下同） 我国于1978年曾分别与美国Ideco、 National两公司进行过技术座谈，分析这些资料和美国其他公司的绞车和钻机情况后，可以得出他们一般的几点技术作法。a）井深范围下限是额定井深的55%70%。b）额定井深钻柱质量取412英寸钻杆中间壁厚带接头质量27.5 kg/m（18.5 lb/ft）加钻铤后，平均以30 kg/m（20 lb/ft）乘以额定井深来计算钻柱质量（见表312中带*者）。（苏联新系列、罗马尼亚F系列钻机也以30 kg/m计算）。表13k取值游动系统效率对比Nat

11、ional k0.972API（Emsco）k=0.9600.9270.9080.8940.8740.8820.8420.8570.8110.8350.7820.8120.7550.7800.728c）额定井深钻柱质量的提升钩速要满足0.50.6 m/s（100120 ft/min）的要求，以此考虑机械和绳系效率后来决定绞车输入功率。超深井钻机这一钩速还要高些。d）功率为735 kW（1 000 hp）及其以上的绞车，钻井绳数一般采用8或10绳；功率为550 kW（750 hp）以下采用6绳。e）通常最大绳数比钻井绳数多4或6绳，以得到较大的载荷增益。f）钻井时钢丝绳安全系数不小于3，下套管不

12、小于2。g）功率为735 kW（1 000 hp）及以上绞车的滚筒尺寸其直径与绳径比，一般为20倍或大一些，钻井时起一28 m（93 ft）立根在滚筒上缠绕不超过3层；下套管用最大绳数起1立根则到第4层，但未有到5层上去的。层数太多对钢丝绳寿命不利。h）游动系统效率计算公式1 Tk（1kn）n（1k）式中，k为1根绳和滑轮效率；n为悬吊绳数。k值有取0.98，0.97，0.96等。API取0.96，National公司取0.972，Emsco公司按API取0.96。对这2种k值各绳系数效率见表13。i）功率为550 kW（750 hp）及以上的绞车总体结构一般采用3轴结构（输入、变速、滚筒），

13、从输入轴至滚筒轴的绞车机械效率取0.904。j）为考虑钻井安全，在钻井绳数下绞车最低档（档）速度的配置要满足当柴油机可能出现故障时，用输入功率的12或1台柴油机功率能以一定的钩速提起额定井深钻柱质量（National这一钩速为0.150.2 m/s，3040 ft/min）。31999年修订标准技术分析3.1额定井深与井深范围修订标准将钻机划分为9级。其中部分钻机额定井深对应原标准井深有所调整，如ZJ32型调整为ZJ40型，ZJ45型调整为ZJ50型，ZJ60型调整为ZJ70型，ZJ80型调整为ZJ90型等（见表2）。这与美国多数公司将1 000 hp绞车定为3 6604 420 m，1 50

14、0 hp 定为4 900 m，2 000 hp 定为 6 100 6700 m，3 000 hp定为9 144 m等是一致的。如此处理对我国钻机出口和对外承包钻井工程有利。修订标准井深范围其下限是额定井深的50%70%，也与美国多数公司一致。这是一种通常作法，并非经济性论证的结果。3.2绞车功率与钩速修订标准确定每级钻机的绞车额定输入功率均不低于美国，提升额定井深钻柱质量（以下简称钻柱载荷）的钩速也不低于美国，达到0.500.63 m/s（98124 ft/min）。钩速按下式计算。vH75PRDWTFH75PHFH，式中，vH为大钩提升钩速，ms；PR为绞车额定输入功率，hp；PH为大钩钩功

15、率，hp；DW为绞车机械效率，取0.904；T为钻井绳数时的游动系统效率（按表13，National公司值）；FH为额定井深钻柱载荷kg,对412英寸钻杆，FH=30 kg/m该额定井深；对5英寸钻杆FH=36 kg/m该额定井深。计算结果与美国对比见表14。ZJ10型ZJ120型钻机的钩速分别达到107，118，108，98，98，114，110，124，124 ft/min。5英寸钻柱的钩速也达到同样水准。表14绞车功率与钩速对比国家或公司钻机或绞车型号绞车输入功率P/hp井深H/m钻井绳数n412英寸钻柱质量m/t412英寸钻柱钩速v5英寸ms1ftmin1SYT56091999ZJ105001 0000.5450.57ZJ158001 5000.5980.531041 2002 0000.5481080.51ZJ301 6003 0000.4980.50ZJ401 0002 5004 000ZJ501 53 5005 0000.5810.54106ZJ704 5007 0000.553110ZJ903 0006 0009 0000.6290.59ZJ1204 0007 50012 0003600.636101 8293 0486*80B2 4383 658National110M1 5003 3534 877119-oi