钻井及完井基础教程
钻机简介
陆上钻机
海洋钻井平台
一、钻机的分类
1.钻井深度
(钻机的起 重能力)
大型钻机
W>800kN， 89 ～ 140mm钻杆， 井径> 160mm
超重型钻机 H>5000m，
W>2500kN
重型钻机 H＝3000～5000m
W＝2000～2500kN
轻便钻机
中型钻机
H＝1000～ 2500m
（钻铤外壁无台肩）
提升短节： 一根很短的钻杆，专门用于提升外壁无台肩的钻铤。
谢谢观赏
节流管汇：
由一系列特殊的、 可远程控制的管 线组成，用井口 防喷器组关井后， 司钻可以通过它 释放井底压力， 不至于造成井下 失控。
钻井八大件
天车 游车 大钩 水龙头 转盘 绞车 泥浆泵 井架 +柴油机、传动装置为十大件
小结
起升系统
循环系统
旋转系统
驱动与传动系统 动
力Байду номын сангаас
气控系统
系
统
井控系统
起升系统 旋转系统 循环系统
钻绳 游车
大钩
绞车
死绳锚
存储滚筒
①下放、悬吊或起升钻柱、套管柱和其它井下设备进、出井眼；
②起下钻、接单根和钻进时的钻压控制。
起 升 系 统 ↓ 天 车| 游 车| 钢 丝 绳
2、旋转系统
转盘 水龙头 钻头 钻柱
功能：
保证在钻井液高压循环的情况下，给井下钻具提供足够的旋转扭矩和 动力，以满足破岩钻进和井下其它要求。
(2)功能： 控制井内的压力，防止地层流体无控制地流入井中。
6、井控系统
国内防喷器产品
井
闸板防喷器 环形防喷器
口
分流器
旋转防喷器
防 喷
电缆防喷器 带压作业装置
器
防喷器可实现的功能：
组
1) 密封钻具
2) 强行起下钻
3) 悬挂钻具
4) 手动、液动锁紧闸板
5) 用作分流系统
6) 可以剪断钻具
6、井控系统
3、循环系统
→流程
泥泥浆泥通浆过泵立将管泥经浆水打龙入带循进环入管钻线柱
浆
经
井
眼
环
空
泥浆泵
流
泥浆回
回
流管线
泥
浆
水地龙面带管汇
池
(至立管)
立管
3、循环系统→分离装置
4、驱动与传动系统
(1)组成：动力机、传动部分
联轴器、离合器、 变速箱、皮带传动 及链条传动等装置
(2)功能
柴油机或 电动机
产生动力，并把动力传递给泥浆泵、绞车和转盘。
吊环是悬挂在大钩上，用以悬挂吊卡的专用工具 （吊卡两侧有耳孔）。
游车下部的大钩正 在锁住水龙头提环
钻工正安放卡瓦
钻杆与钻铤
转动的转盘与方钻杆
井口工具
指在起下钻过程中井口所用的工具。
卡瓦： 帮助钻柱座放于转盘，防止钻具落入井内。
安全卡瓦： 起下钻铤时卡紧和防滑的工具。一般卡在卡瓦上部的钻铤
上，防止卡瓦失灵情况发生，确保悬挂钻铤不会落入井内。
天车 游车 大钩 水龙头 转盘 绞车 泥浆泵 井架
五大系统→三大系统→八大件
转盘不旋转 不需要方钻杆
井口工具
指在起下钻过程中井口所用的工具。
主要有吊钳、吊卡、吊环、卡瓦、安全卡瓦、提升短节等。
(1)吊钳
上、卸钻杆、钻铤丝扣和套管丝扣的专用工具。（内钳、 外钳）
(2)吊卡和吊环 吊卡用来卡住钻杆接头，提升钻柱或悬吊钻柱。
宝鸡石油机械厂、南阳石油机械厂、江汉第四石油机械厂、 胜利油田动力机厂；
二、钻机的组成及功能
起升系统
循环系统
旋转系统
驱动与传动系统 动
力
气控系统
系
统
井控系统
1、起升系统
快绳
起升系统是必不
旋 转 滚筒
可少的，一般由
钻 井
井架、绞车、天 平
车、游车、大钩、 台
提
滚筒和钢丝绳组
升
成。
系
统
功能：
天车 死绳
5、气控系统
(1)组成：控制机构、传输管线和阀门、执行机构（气动 离合器等）以及压气机等。
(2)功能：
确保对整个钻机各个工作机构及其部件的准确、迅速控制，使整 机协调一致的工作。
动力系统：驱动与传动系统、气控系统
钻机平台上的气体发动机
远离钻机平台的柴油机
6、井控系统
(1)组成： 防喷器组、节流管汇、压井管线以及液、气压控制 机构组成。
W<300kN，
W＝800～ 421～60809kmNm钻杆，井径
< 150mm， 钻井深度从几十米到
1000m，常用于钻地质勘探井和水井等。
柴油机驱动钻机 2.动力设备 直流电驱动钻机
交流电驱动钻机
以柴油机为动力，通过机械 传动或液力传动的钻机。
工作机用直流电动机驱动。 通常用于海上钻井。
工作机用交流电动机驱动。
陆地钻机 陆地（包括沙漠、沼泽等）使用的
3.使用地区
钻机。
海洋钻机 自升式钻井平台、半潜式钻井平台、 钻井船和钻井固定平台上的各种类 型的钻机。
国内外钻机现状
• ZJ32钻机、ZJ45钻机、ZJ50钻机、ZJ70 钻机 • 美国和德国等已形成9000m以上成套钻机的生产能
力，几乎垄断了世界超深井钻机市场。我国已完成 了9000米交流变频电驱动钻机的样机试制。 • 我国目前已研制成12000米钻机。 • 生产厂家 国企四家：
游车下部的大钩正 在锁住水龙头提环
钻工正安放卡瓦
2、旋转系统
2、旋转系统
钻杆与钻铤
转动的转盘与方钻杆 (顺时针转)
2、旋转系统
→钻头
PDC钻头
取 芯
钻
头
2、旋转系统
→钻头
三牙轮钻头
新 钻 头 正 准 备 入 井
钻 井 液 高 速 流 过 喷 嘴
2、旋转系统
→井下钻具振动方式
钻柱扭振
钻柱横振
3、循环系统
→流程
泥浆的循环流程：
泥浆泵－地面高压
加重装置
管汇－立管－水龙带－
水龙头－钻柱（方钻杆、
钻杆、钻铤）－钻头－
环形空间－地面排出管
线－固控设备－泥浆池
－泥浆泵。
废水池
泥浆泵
水龙带 水龙头
立管 地面管汇
方钻杆
泥浆振动筛 泥浆池
钻杆 环空
钻屑下滑
钻铤 井眼
钻头
环形空间的概念
1 井眼 2 钻铤外壁 3 钻铤内壁 4 钻井液 5 环形空间 6 钻头
钻 柱 纵 振
3、循环系统
泥浆池 泥浆泵 立管 水龙带 分离装置
加重装置
功能：
①从井底清除岩屑； ②冷却钻头和润滑钻具。
废水池
泥浆泵号称钻机的“心脏”
泥浆泵
水龙带 水龙头
立管 地面管汇
方钻杆
泥浆振动筛 泥浆池
钻柱 环空
钻屑下滑
钻铤 井眼
钻头
3、循环系统
→循环介质
泥浆功能：
1、悬浮和携带钻 屑 2、润滑和冷却钻 具 3、稳定井壁 4、平衡地层压力 5、传递水功率