石油钻采设备及工艺3

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1、石油钻采设备及工艺概论3朱宏武第一章钻井工艺基本知识第三章起升设备第四章地面旋转送进设备第五章钻机的驱动与传动第六章石油矿场用往复泵第七章油田用离心泵第八章石油矿场用压缩机第九章采油工程基本知识第十章机械采油及设备第十一章钻采工具及仪表第十二章海洋石油钻采设备第三章起升设备§3-1钻井井架§3-2天车、游车、大钩和钢丝绳§3-3钻井绞车（含刹车机构、辅助刹车）本章主要介绍钻机起升系统的结构组成。重点掌握井架、绞车和游车系统的功用、组成、钻井工艺要求，及其结构型式和特点和基本参数。§3-1井架一、功用、结构组成与要求二、整体结构类型三、钻井井架整体

2、结构型式对比四、井架基本参数附、本节复习题一、功用、结构组成与要求1.功用1)安放天车，悬挂游车、大钩及专用工具（吊钳等），在钻井过程中，进行起下钻具、下套管操作；2)起下钻过程中，用以存放立根，能容纳立根的总长度称立根长度。2.结构组成1）井架本体1：空间桁架结构；2）天车台5：安置天车和天车架；3）天车架6：安装、维修天车；4）二层台4：包括井架工进行起下操作的二层台，以及存靠立根的指梁；5）立管平台2：装拆水龙袋的操作台；6）工作梯3。3.钻井工艺要求1）足够的承载能力：保证能起下一定深度的钻杆柱和下放一定深度的套管柱；其中足够意即，与钻机

3、大钩公称起重量（最大钻杆柱重量）及大钩最大起重量相适应；2）足够的工作高度和空间、足够的钻台面积：工作高度越高，起下的立根长度越长，可以节省时间；3）拆装方便、安全，移运迅速。二、整体结构类型按整体结构型式的主要特征，钻井井架可分为：塔型井架、前开口井架、A型井架、桅型井架和动力井架5种基本类型。1.塔型井架特征：1）井架本体是封闭的整体结构，整体稳定性好，承载能力大；2）整个井架是由单个构件用螺栓连接而成的可拆结构。优点：井架尺寸可不受运输条件限制，允许井架内部空间大，起下操作方便、安全；缺点：单件拆装工作量大，高空作业，不安全。塔形井架适用于

4、较少搬迁而要求承载能力大，稳定性好的钻机，如海洋钻机、超深井钻机。2.前开口（Π形）井架特征：1）整个井架本体分成4～5段，一般各段为焊接的整体结构，段间采用锥销定位、螺栓联接，地面或接近地面水平安装，整体起放，分段运输；2）受运输尺寸限制，井架本体截面尺寸比塔型井架小；3）采用人字架起升，之后人字架成为井架本体的一部分；4）一般采用液压千斤顶调整井架位置，对正井眼中心。优点：由于前开口井架具有结构简单，移运、搬迁方便、良好的承载能力和整体稳定性，而成为应用最广泛的陆地钻机井架。不足：因受运输尺寸限制，井架主体截面尺寸较小，使井架内部空间比较狭窄

5、。3.A形井架特征：1）两根大腿通过天车台、二层台及附加杆件连成“A”字形采用撑杆或人字架支撑；整个井架在地面或接近地面水平组装，整体起放，分段运输；2）大腿可以是空间杆件结构或管柱式结构，其断面依所选用型材不同，一般分为矩形（角钢）和三角形（管材）优点：A形井架的每根大腿都是封闭的整体结构，承载能力和稳定性好。井架内部空间大，钻台宽敞，司钻视野开阔。缺点：因仅有两腿，且腿间联系较弱，井架整体稳定性不理想。4.桅形井架由一节或几节杆件结构或管柱结构组成的单柱式井架，有整体式和伸缩式两种；一般采用液缸或绞车整体起放，整体或分段运输；工作时向井口方向

6、倾斜，需利用绷绳保持其结构的稳定性；结构简单、轻便，一般只用于车装轻便钻机和修井机（承载能力小）。例如：XJ250修井机用的就是Π形伸缩式桅形井架。5.动力井架安装于海上浮式钻井装置上，因设计计算时必须计入动力载荷，通称为动力井架；一般是塔架或前开口井架，必须有控制游车运行的导轨。动力载荷的大小取决于井架的质量和上述振动的周期和振幅。例如当升沉运动振幅为3米时，其因升沉而产生的动力载荷与井架重量相当。所以海上钻井井架在设计时必须计入动力载荷，而因之称这类井架为动力井架。三、钻井井架整体结构型式对比评价指标：结构经济性、使用性能、制造工艺性。前开口

7、井架：结构简单，拆装安全、方便，移运迅速，整体稳定性优于A形井架；A形井架：拆装方便、安全，移运迅速，钻台宽敞，司钻视野开阔；塔型井架：制造容易，整体稳定性好，承载能力大，井架内部空间大，司钻视野较好。四、井架基本参数1.井架最大钩载：死绳固定在指定位置、用规定的钻井绳数、没有风载和立根载荷的条件下，大钩的最大起重量，包括游车和大钩的自重（注意：钻机的最大钩载不包括游车和大钩自重）；2.立根载荷：立根自重及其承受的风载在二层台指梁上产生的水平方向作用力；3.井架高度：4.井架有效高度：钻台面到天车梁底面的垂直高度；5.二层台高度：钻台面到二层台面

8、的垂直高度；6.二层台容量：二层台（安放在最小高度上）所能存放钻杆的数量；7.上底尺寸和下底尺寸：8.大门高度：9.动力特性参数：1）风