石油钻机.ppt
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1、石油钻机,自1900年开始旋转钻井以来,全世界石油钻机的技术发展,始终围绕满足钻井工艺技术不断进步的需求、提高钻井时效及安全可靠性、降低钻井成本进行。,随着社会发展和技术进步,石油钻机经过100余年的不断改进和逐渐完善,己从初期单一的蒸汽机直接驱动的石油钻机先后发展形成目前广泛使用、满足不同环境条件下钻井需要的机械传动、液压驱动、电驱动和复合驱动等几类系列化钻机产品。,20世纪90年代,Nationl、Varco、Wirth等公司在直流电驱钻机基础上,先后推出交流变频驱动石油钻机;Varco公司与M/D Totco公司还合作发展了“电子司钻”数控技术,从而形成新一代电驱动石油钻机的发展趋势。,
2、与此同时,国外石油钻机还推广应用了顶部(侧部)驱动钻井装置、液压盘式刹车(气控盘式刹车)和自动送钻等新技术,使石油钻机的技术性能进一步提高。,为适应水平井、多分支井、大位移井钻井工艺技术的需要,还发展了随钻测量、地质导向、旋转导向等系统及大功率串联井下马达、智能稳定器等先进井下工具。,目前,现代石油钻机正朝着自动化、数字化、智能化、信息化、大型化方向;朝着高适应性、高可靠性、高效率、高效益方向发展。,双升式,70DB绞车,旋升式,带捞沙滚筒绞车,拖撬式,升缩式,升缩式,电动机泵组,轮式,国外还相继开发了新一代钻机,如可大幅度提高钻井速度的空气钻井钻机,下套管作业和钻井作业同时进行的套管钻机;同
3、时国外的液压钻机也已经成熟并系列化。国外还在钻机上普遍使用顶驱装置。这些都是目前国内 钻机的设计和制造水平 还无法达到的。我国目 前的钻机主要是性能效 率低,机械自动化程度 低,标准和国际认可问 题,以及电制问题、英 制问题。,钻机主要参数,钻机平面布置图,井架低位安装绞车低位安装70DBS采用新的扒杆起升方式钻台面随井架一起起升到位40DBS、50DBS为井架下段与钻台支承(底座)共用新结构,井架底座特点,井架底座采用随升式结构,即底座立根盒随井架一同起升,立根盒低位安装。,井架、底座,绞车由交流变频电机驱动,一档单轴齿轮传动,无级调速,箱板式全封闭结构。主刹车采用液压(或气控双作用)盘式刹
4、车,辅助刹车为能耗制动。通过绞车速度的数字控制实现游车闭环准确控制及悬停,盘刹仅用于驻车及安全保护。,绞车传动特点,七、我所要研制的几种现代石油钻机,液压盘式刹车,刹车力矩容量大,制动性能稳定 刹车力可调性好,刹车准确灵敏 液压系统结构简单、紧凑 便于过程控制,七、需要研制的几种现代石油钻机,绞车设有数控变频辅助电驱装置,具有数控变频、反拖恒钻压自动送钻与应急提升功能,送钻精度(钻压波动)控制在500Kg范围内能提高机械钻速,改善 井身质量,延长钻头 使用寿命。,绞车自动送钻,40、50DBS转 盘独立驱动,一档无级调速;70DBS转盘为独立电驱动。转盘本惯性刹车,倒档由电机反转实现;转盘转速
5、均不受泵冲限制。转盘电气控制设计与顶驱融为一体,电气系统、发电系统和控制系统与进口顶驱完全匹配,后期配套顶驱只配置其主体部分即可,可节约投资1/5以上。转盘扭矩的数控限制性(过扭矩自动保护)与调控,能避免扭断钻具;根据扭矩的动态变化显示适时起钻,能减少井下事故、延长钻头使用寿命。,ZJ70DBS转盘独立驱动,数字式司钻提高生产率和 安全性监测有关参数,进 行调整控制,优化、稳定 钻井状态有效控制绞车,使起下钻更安全、高效提供充分信息,为智能化钻井奠定平台气控、液控均采用电磁阀控制具备应急手动功能,一体化司钻控制室,起升及下放井架和后台;起下钻与游车位置闭环调控;实现防碰防顿功能;自动送钻与手动
6、送钻:盘刹与能耗制动控制;转盘运行与扭矩限制;钻井泵运行与泵压限制;,司钻在控制室内能完成以下主要调控操作:,井控防喷器的远程控制;主电机故障时的应急操作;顶驱控制;PLC 或通讯线路故障时的应急操作 液压猫头上扣与卸扣 绞车的应急制动与解除 数控钻机的自动控制,一体化数字司钻具有控制、显示和监视三大主要功能,控制系统,PLC和继电器回 路,钻井参数显示屏,显 示,监 视,设备运行监视屏,DBS钻机数字化平台在钻井工程中的应用,DBS钻机建立的数字化平台,使钻机的主要功能实现全数字控制,并为建立钻井工程数据库和远程钻井系统,实现安全、优质、高效、低成本智能优化钻井创造了良好条件。,2台(ZJ7
7、0DBS可配3台)F钻井泵各由一台交流变频电机经窄V带驱动;钻井泵泵压的数控限制(过压保护)与其它 参数的数字调 控,能保证不 同钻井工况下 协同工作,确 保系统安全,减小泵压脉冲。,钻井泵,DDC/MTU共轨式数控电 喷柴油发电机组油耗低,能带负荷自动并车或摘 车,具有自预警与自诊断功能。固控系统为5罐结构、四级净化,配有高细目振 动筛、除砂器、除泥器、离心机、真空除气器及药器罐、剪切泵、砂 泵、灌注泵与混合/加重装置等,固 相控制效果良好,钻井液调配方便,拆装移运简便快捷。,动力及固控系统,全数字变频控制,实现 四象限运行变频系统采用共用直流 母线方式一对一方式控制能耗制动恒钻压自动送钻全
8、数字化操作控制系统零转速输出最大转矩预置满足使用交流顶驱的电控接口总线通讯,远程传输接口,电气传动特点,动力及固控系统,DBS-J机电复合驱动钻机是DBS数控变频电动钻机的变型产品。DBS-J钻机除钻井泵外,主机(绞车、转盘)具有DBS钻机的主要特点与功能。优异的性价比充分利用机电复合驱动优势,采用DBS数控变频技术,主机性能达到或优于同类型电动钻机,价格接近或 略高于ZJ40L钻机。同级机械转盘转速与钻井泵冲次单独控,能分别优选取参数,实现优化钻井;低运行成本油耗低,8”钻头正常钻井或起下钻只需开一台柴油机;结构简单,模块化设计,搬家安装方便,移运性好,采用在用成熟技术和结构。,钻机主参数,
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