石油鉆機(jī)的最大鉆柱重量與最大鉤載的區(qū)別

【專家解說(shuō)】：鉆井機(jī)械第一章 鉆井機(jī)械 石油鉆機(jī)是指用來(lái)進(jìn)行石油與天然氣勘探、開(kāi)發(fā)的成套鉆井設(shè)備。盤鉆機(jī)是成套鉆井設(shè)備中的基本形式,也稱常規(guī)鉆機(jī)。此外,為適應(yīng)各種地理環(huán)境和地質(zhì)條件加快鉆井速度、降低鉆井成本、提高鉆井綜合效益,近年來(lái)世界各國(guó)在轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)的基礎(chǔ)上研制了各種類型的具有特殊用途的鉆機(jī),如沙漠鉆機(jī)、叢式井鉆機(jī)、頂驅(qū)鉆機(jī)、小井眼鉆機(jī)、連續(xù)柔管鉆機(jī)等特殊鉆機(jī). 現(xiàn)代鉆機(jī)是一套大型的綜合性機(jī)組,為了滿足油氣鉆井的需要,整套鉆機(jī)是由若干系統(tǒng)和設(shè)備組成的.本章從整體上,簡(jiǎn)要介紹關(guān)于鉆機(jī)的基本概念和基本知識(shí)。 第一節(jié) 鉆井工藝對(duì)鉆機(jī)的要求及鉆機(jī)的特點(diǎn) 一、鉆井工藝對(duì)鉆機(jī)的要求 鉆機(jī)設(shè)備的配置與鉆井方法密切相關(guān),目前,世界各國(guó)普遍采用的鉆井方法是旋轉(zhuǎn)鉆井法。即利用鉆頭旋轉(zhuǎn)破碎巖石，形成井身；利用鉆柱將 鉆頭送到井底；利用大鉤、游車、天車、絞車起下鉆桿柱；利用轉(zhuǎn)盤 或頂部驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)鉆頭、鉆桿柱旋轉(zhuǎn)；利用鉆井泵輸送高壓鉆井液，帶 出井底巖屑，如右圖 顯然，旋轉(zhuǎn)鉆井法要求鉆井機(jī)械設(shè)備具有以下三方面基礎(chǔ)能力： （1） 旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的能力：鉆井工藝要求鉆井機(jī)械設(shè)備能為鉆具（鉆桿柱和鉆頭）提供一定的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，并維持一定的鉆壓（鉆桿柱捉用在鉆頭上的重力）。 （2） 起下鉆具的能力：鉆井工藝要求鉆井機(jī)械設(shè)備應(yīng)具有一定的起重能力及起升速度（能起出或下入全部鉆桿柱和套管柱）。 （3） 清洗井底的能力：鉆井工藝要求鉆井機(jī)械設(shè)備應(yīng)具有清洗井底并攜帶 巖屑的能力，能提供較高的泵壓，使鉆井液通過(guò)鉆桿柱中孔，沖擊清洗井底，并將巖屑帶出井外。 此外，考慮到鉆井作業(yè)流動(dòng)性大的特點(diǎn)，鉆機(jī)設(shè)備要容易安裝、拆卸和運(yùn)輸。鉆機(jī)的使用維修工作必須簡(jiǎn)便易行，鉆機(jī)的易損零部件應(yīng)便于更換。 鉆機(jī)設(shè)備的配置和各種設(shè)備的工作能力、技術(shù)指標(biāo)都是根據(jù)鉆井工藝對(duì)鉆機(jī)的以上三項(xiàng)基本要求確定的。在鉆機(jī)的基本參數(shù)中對(duì)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)矩與功率、大鉤起重及功率、鉆井泵的許用泵壓與功率提出了要求。在這三組參數(shù)中，轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)矩，大鉤的起重量，鉆井泵的許用泵壓，都是受到機(jī)件強(qiáng)度限制的。 在強(qiáng)度滿足使用要求的條件下，轉(zhuǎn)盤應(yīng)具有一定的轉(zhuǎn)速；大鉤應(yīng)具有一定的提升速度；鉆井泵應(yīng)具有一定的排量，否則鉆井作業(yè)就不能順利進(jìn)行。對(duì)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速，起重量與升速，泵壓與排量的聯(lián)合要求，就是工作機(jī)對(duì)功率的要求。為了保證一定的轉(zhuǎn)速、升速、排量，應(yīng)該供給一定的功率。 二、鉆機(jī)的特點(diǎn) 根據(jù)鉆井工藝的要求和鉆井場(chǎng)所的特殊性，鉆機(jī)表現(xiàn)出與一般通用機(jī)械不同的特點(diǎn)，概括起來(lái)如下： （1） 為了完成鉆進(jìn)與起下鉆等鉆井作業(yè)，鉆機(jī)必須是一套大功率的重型聯(lián)合工作機(jī)組。 由于發(fā)動(dòng)機(jī)是單一的特性，而工作機(jī)與井底鉆具則要求具有不同的特性，所以從發(fā)動(dòng)機(jī)到工作機(jī)與井底鉆具間就有著不同的能量轉(zhuǎn)換、運(yùn)動(dòng)變化和很長(zhǎng)的能量傳遞路線，這就必然造成了鉆機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)龐大、整體效率低，控制機(jī)機(jī)構(gòu)復(fù)雜、自動(dòng)化程度低。 （2） 鉆井作業(yè)是不連續(xù)的。 在深井鉆井中，起下鉆這一非生產(chǎn)性質(zhì)的輔助操作躍居主要地位，所以，起升機(jī)組變成了主要工作機(jī)組。起鉆時(shí)必須付出很大的能量，而下鉆時(shí)所產(chǎn)生的能量又不能回收，造成了很大的能量損耗。 （3） 鉆機(jī)的工作場(chǎng)所與一般機(jī)器不同。 它是在礦場(chǎng)、山區(qū)、沙漠、沼澤地帶及海洋上進(jìn)行流動(dòng)性作業(yè)的。這就要求鉆機(jī)必須具有高度的運(yùn)移性，即設(shè)備拆、裝簡(jiǎn)易，尺寸和重量適于大塊裝運(yùn)或整體拖運(yùn)。為了適應(yīng)各地區(qū)的載運(yùn)條件，鉆機(jī)應(yīng)具有不同的底座機(jī)構(gòu)形式。 第二節(jié) 鉆機(jī)的組成及類型 一、鉆機(jī)的組成 現(xiàn)代鉆機(jī)，也就是目前世界各國(guó)通用的常規(guī)鉆機(jī)，是一套大型的綜合性機(jī)組，整套鉆機(jī)是由動(dòng)力與傳動(dòng)系統(tǒng)、工作系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等若干系統(tǒng)和相應(yīng)的設(shè)備所組成。一般說(shuō)來(lái)，大型的綜合性機(jī)組應(yīng)包括： （1） 動(dòng)力系統(tǒng)：為整套機(jī)組提供能量的設(shè)備； （2） 傳動(dòng)系統(tǒng)：為工作機(jī)組傳遞、輸送、分配能量的設(shè)備； （3） 工作系統(tǒng)：按工藝的要求進(jìn)行工作設(shè)備； （4） 控制系統(tǒng)：控制各系統(tǒng)、設(shè)備按工藝要求進(jìn)行工作的設(shè)備； （5） 輔助系統(tǒng)：協(xié)助主系統(tǒng)工作的設(shè)備。 鉆機(jī)也不例外，也應(yīng)包括這五大系統(tǒng)。所不同的是，鉆機(jī)的工作系統(tǒng)比較龐大，各機(jī)組的工作狀況和工作特點(diǎn)各不相同，因而人們按照鉆機(jī)工作機(jī)組的工作特點(diǎn)，把鉆機(jī)的工作系統(tǒng)分成三部分，即旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、起升系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)，另外，還把鉆機(jī)底座單獨(dú)列為一個(gè)系統(tǒng)。這樣看來(lái)，整套鉆機(jī)就是由下述八大系統(tǒng)設(shè)備組成的，如圖1-2所示。 1旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)備 為了轉(zhuǎn)動(dòng)井中鉆具，帶動(dòng)鉆頭破碎巖石，鉆機(jī)配備了旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。它主要由轉(zhuǎn)盤、水龍頭、鉆桿柱及鉆頭組成。另外，水龍頭、鉆桿柱和鉆頭也起著循環(huán)高壓鉆井液的作用。轉(zhuǎn)盤是旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的核心，是鉆機(jī)的三大工作機(jī)之一。 頂部驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)配備了頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置，代替轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)鉆桿柱和鉆頭旋轉(zhuǎn)。 2循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備 為了及時(shí)清洗井底、攜帶巖屑、保護(hù)井壁，鉆機(jī)配備了鉆井液循環(huán)系統(tǒng)。主要有鉆井泵、地面高壓管匯、鉆井液凈化設(shè)備和鉆井液調(diào)配裝置（固控設(shè)備）等。當(dāng)采用井下動(dòng)力鉆具鉆進(jìn)時(shí)，循環(huán)系統(tǒng)還擔(dān)負(fù)著提供高壓鉆井液，驅(qū)動(dòng)井下渦輪鉆具或螺桿鉆具帶動(dòng)鉆頭破碎巖石的任務(wù)。鉆井泵是循環(huán)系統(tǒng)的核心，是鉆機(jī)的三大工作機(jī)之一。 3．起鉆系統(tǒng)設(shè)備 為了起下鉆具、下套管、控制鉆壓及鉆頭送進(jìn)等，鉆機(jī)配備了起升系統(tǒng)，以輔助完成鉆井作業(yè)。這套設(shè)備主要有鉆井絞車、輔助剎車、游車系統(tǒng)〔如鋼絲繩、天車、游動(dòng)滑車〕大鉤和井架組成。另外，還有用于起下操做的井口工具及機(jī)械設(shè)備〔如吊環(huán)、吊卡、卡瓦、動(dòng)力大鉗、立根移動(dòng)機(jī)構(gòu)等〕。絞車是起升系的核心，是鉆機(jī)的三大工作機(jī)之一。 上述三大系統(tǒng)設(shè)備是直接服務(wù)于鉆井生產(chǎn)的，是鉆機(jī)的三大工作系統(tǒng)統(tǒng)。絞車轉(zhuǎn)盤鉆井泵稱為鉆機(jī)的三大工作機(jī)。 4.動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備 動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備是指為整套機(jī)組〔三大工作機(jī)組及其他輔助機(jī)組〕提供能量的設(shè)備，可以是柴油機(jī)及其供油設(shè)備，或是交流、直流電動(dòng)機(jī)及其供電、保護(hù)、控制設(shè)備等。 5.傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備是指連接動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)，實(shí)現(xiàn)從驅(qū)動(dòng)設(shè)備到工作機(jī)組的能量傳遞、分配及運(yùn)動(dòng)方式轉(zhuǎn)換設(shè)備。它包括減速、并車、倒車及變速機(jī)構(gòu)等。 鉆機(jī)中常用的機(jī)械傳動(dòng)副主要是鏈條、三角膠帶、齒輪和萬(wàn)向軸。此外，不少鉆機(jī)還采用了液力傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、電傳動(dòng)等傳動(dòng)形式。 6.控制系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)顯示儀表 為了指揮控制各機(jī)組協(xié)調(diào)的進(jìn)行工作，整套鉆機(jī)配備有各種控制裝置，常用的機(jī)械控制、氣控制、電控制、液控制和電、氣、液混合控制。機(jī)械驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)，普遍采用集中統(tǒng)一氣控制?，F(xiàn)代鉆機(jī)還配備各種鉆井儀表及隨鉆測(cè)量系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)顯示地面有關(guān)系統(tǒng)設(shè)備的工作狀況，測(cè)量井下參數(shù)，實(shí)現(xiàn)井眼軌跡控制。 7.鉆機(jī)底座 底座包括鉆臺(tái)底座和機(jī)房底座，用語(yǔ)安裝鉆機(jī)設(shè)備，方便鉆機(jī)設(shè)備的移運(yùn)。鉆臺(tái)底座用于安裝井架、轉(zhuǎn)盤，放置立根盒及必要的井口工具和司鉆控制臺(tái)，多數(shù)還要安裝絞車。鉆臺(tái)底座應(yīng)容納必要的井口裝置，因此，必須有足夠的高度、面積和剛性。機(jī)房底座主要用于安裝動(dòng)力機(jī)組及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備，因此，也要有足夠的面積和剛性，以保證機(jī)房設(shè)備能夠迅速安裝找正、平穩(wěn)工作且移運(yùn)方便。叢式井鉆機(jī)底座必須滿足叢式鉆井的特殊要求。 8.輔助設(shè)備 成套鉆機(jī)還必須具有供氣設(shè)備、輔助發(fā)電設(shè)備、井口防噴設(shè)備、鉆鼠洞設(shè)備及輔助起重設(shè)備，在寒冷地帶鉆井時(shí)還必須配備保溫設(shè)備。 二、鉆機(jī)的類型 世界各國(guó)的各大石油公司、各鉆機(jī)制造廠家按照各自的特點(diǎn)，對(duì)石油鉆機(jī)的分類不盡相同。一般來(lái)說(shuō)，可按以下方法對(duì)石油鉆機(jī)進(jìn)行分類。 1. 按鉆井方法分 按鉆井方法的不同可把鉆機(jī)分為：沖擊鉆機(jī)（也稱為頓鉆鉆機(jī)，最初用來(lái)打水井。1859年，美國(guó)人德雷克把它引入石油鉆井）、旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)（其代表是轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)，也成為常規(guī)鉆機(jī)，是目前世界各國(guó)通用的鉆機(jī)）。 2. 按驅(qū)動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力來(lái)源分 按驅(qū)動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)動(dòng)力來(lái)源的不同可把鉆機(jī)分為：轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)、井底驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)（轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)加井底動(dòng)力鉆具）、頂部驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)（轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)加頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置）。 3. 按驅(qū)動(dòng)設(shè)備類型分 按驅(qū)動(dòng)設(shè)備類型的不同可把鉆機(jī)分為：柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)（柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)又可分為柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)—機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)鉆機(jī)和柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)—液力傳動(dòng)鉆機(jī)）、電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)（電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)又可分為直流電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)和交流電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)）。 直流電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)包括：直—直流電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)（DC—DC）和交—直流電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)（AC—SCR—DC）。 交流電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)包括：交流發(fā)電機(jī)（或工業(yè)電網(wǎng)）—交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)（AC—AC）和正在發(fā)展中的交流變頻電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)，即交流發(fā)電機(jī)—變頻調(diào)速器—交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)（AC—VFD—AC）。 4. 按工作機(jī)分組分 按工作機(jī)分組的不同可把鉆機(jī)分為：統(tǒng)—驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)、單獨(dú)驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)、分組驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)。 5. 按主傳動(dòng)副類型分 按主傳動(dòng)副類型的不同可把鉆機(jī)分為：膠帶鉆機(jī)、鏈條鉆機(jī)、齒輪鉆機(jī)。 6. 按鉆井深度分 按鉆井深度的不同可把鉆機(jī)分為：淺井鉆機(jī)（鉆井深度不大于1500m）、中深井鉆機(jī)（鉆井深度為1500～3000m）、深井鉆機(jī)（鉆井深度為3000～5000m）、超深井鉆機(jī)（鉆井深度大于5000m）。 7. 按使用地區(qū)和用途分 按使用地區(qū)和用途的不同可把鉆機(jī)分為：海洋鉆機(jī)、淺海鉆機(jī)（適用與0～5m水深或沼澤地區(qū)）、常規(guī)鉆機(jī)、叢式井鉆機(jī)、沙漠鉆機(jī)、直升機(jī)吊運(yùn)鉆機(jī)小井眼鉆機(jī)、連續(xù)柔管鉆機(jī)等。 第三節(jié) 鉆機(jī)的基本參數(shù)及我國(guó)鉆機(jī)系列標(biāo)準(zhǔn) 一、鉆機(jī)的基本參數(shù) 鉆機(jī)的基本參數(shù)指的是反映鉆機(jī)基本工作性能的技術(shù)指標(biāo)，也稱為特性參數(shù)。如名義鉆井深度、最大鉆柱重量、最大鉤載等。基本參數(shù)是設(shè)計(jì)、制造、選擇、使用、維修和改造鉆機(jī)的主要技術(shù)依據(jù)。 鉆機(jī)的基本參數(shù)按系統(tǒng)分類主要由主參數(shù)、起升系統(tǒng)參數(shù)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)參數(shù)、循環(huán)系統(tǒng)參數(shù)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)等構(gòu)成。 1. 主參數(shù) 在基本參數(shù)中，選定一個(gè)最主要的參數(shù)作為主參數(shù)。主參數(shù)應(yīng)具備以下特征：能最直接的反映鉆機(jī)的鉆井能力和主要性能：對(duì)其他參數(shù)具有影響和決定作用；可用來(lái)標(biāo)定鉆機(jī)型號(hào)，并作為設(shè)計(jì)選用鉆機(jī)的主要技術(shù)依據(jù)。 我國(guó)鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)采用名義鉆井深度L（名義鉆深范圍上限）作為主參數(shù)。因?yàn)殂@機(jī)的最大鉆井深度影響和決定著其他參數(shù)的大小。 1）名義鉆井深度L 名義鉆井深度L是鉆機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鉆井繩數(shù)下，使用 127mm（5in）鉆桿柱可鉆達(dá)的最大井深。 2）名義鉆深范圍Lmin～Lmax 名義鉆深范圍Lmin～Lmax是鉆機(jī)可經(jīng)濟(jì)利用的最小鉆井深度Lmin與最大鉆井深度Lmax之間的范圍。名義鉆井深度范圍下限Lmin與前一級(jí)的Lmax有重疊，其上限即該級(jí)鉆機(jī)的名義鉆井深度。 2. 起升系統(tǒng)參數(shù) 1）最大鉤載Qhmax 最大鉤載Qhmax是鉆機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大繩數(shù)下，下套管或者進(jìn)行解卡等特殊作業(yè)時(shí)，大鉤上不允許超過(guò)的最大載荷。 Qhmax決定了鉆機(jī)下 管和處理事故的能力，是核算起升系統(tǒng)零部件靜強(qiáng)度及計(jì)算轉(zhuǎn)盤、水龍頭主軸承靜載荷的主要技術(shù)依據(jù)。 2）最大鉆柱質(zhì)量Qstmax 最大鉆柱的質(zhì)量Qstmax是鉆機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的繩數(shù)下，正常鉆進(jìn)或進(jìn)行起下作業(yè)時(shí)，大鉤所允許承的最大鉆柱在空氣中的質(zhì)量。 Qstmax=qst·L 式中： qst —每米鉆柱質(zhì)量，kg； L —名義鉆井深度，m。 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： 127mm（5in）鉆桿，接 80～100 m的7in 鉆鋌，平均取qst= 36kg/m。化整及為系列鉆機(jī)的 Qstmax值。是計(jì)算鉆機(jī)的起升系統(tǒng)零部件疲勞強(qiáng)度和轉(zhuǎn)盤、水龍頭主軸承動(dòng)載荷的主要技術(shù)依據(jù)。 Qhmax/Qstmax稱為鉤載儲(chǔ)備系數(shù)，用Kh 來(lái)表示。一般Kh=1.8～2.08。鉤載儲(chǔ)備系數(shù)越大，表明該 鉆機(jī)下套管、處理事故能力越強(qiáng)；但鉤載儲(chǔ)備系數(shù)過(guò)大會(huì)導(dǎo)致起升系統(tǒng)零部件過(guò)于笨重，不利用搬運(yùn)。 3）起升系統(tǒng)鉆井繩數(shù)Z和最大繩數(shù)Zmax 起升系統(tǒng)繩數(shù)Z是指正常鉆井時(shí)游動(dòng)系統(tǒng)采用的有效提升繩數(shù)。最大繩數(shù)Zmax是指鉆機(jī)配備的游動(dòng)系統(tǒng)輪系所能提供的最大有效繩數(shù)，用于下套管或解卡等重載作業(yè)。 另外，起升系統(tǒng)參數(shù)還包括：絞車各擋起升速度V1、V2、……、Vk；絞車擋數(shù)K；絞車最大快繩拉力Pe；鋼絲繩直徑Dw；絞車額定輸入功率Nde；井架有效高度Hm；鉆臺(tái)高度Hdf等； 3. 旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)參數(shù) 旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)參數(shù)包括：轉(zhuǎn)盤開(kāi)口直徑Dr；轉(zhuǎn)盤各擋轉(zhuǎn)速n1、n2、……、nk；轉(zhuǎn)盤擋數(shù)Kr；轉(zhuǎn)盤額定輸入功率Nre等。 4. 循環(huán)系統(tǒng)參數(shù) 循環(huán)系統(tǒng)參數(shù)包括：鉆井泵額定壓力Pe；鉆井泵額定流量Qe；鉆井泵額定輸入功率Npe等。 5. 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)包括：?jiǎn)螜C(jī)額定功率N；總裝機(jī)功率Nt等。 二、我國(guó)石油鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)系列 為了規(guī)范鉆機(jī)的設(shè)計(jì)、制造與設(shè)備供應(yīng)，以達(dá)到生產(chǎn)、使用的經(jīng)濟(jì)合理，并有利于開(kāi)展國(guó)際技術(shù)交流與合作，根據(jù)油氣鉆井的實(shí)際需要，選定主參數(shù)，將主參數(shù)系列，也就是將鉆機(jī)分級(jí)。再根據(jù)此擬定其它基本參數(shù)，形成鉆機(jī)基本系列。 鉆機(jī)級(jí) 別型號(hào) GB1806－79 　 　 ZJ20 　 ZJ32 ZJ45 ZJ60 ZJ80 　 GB1806－86 　 15 20 　 32 45 60 80 　 1999修訂 10／600 15／900 20／1350 30／1700 40／2250 50／3150 70／4500 120／9000 鉆 深 H／ m 5英寸*鉆桿 GB1806－79 　 　 2 000 　 3200 4500 6000 8000 　 5英寸*鉆桿 GB1806－86 　 900～1500 1300～2000 　 1900～3200 3000～4500 4000～6000 5000～8000 　 5英寸*鉆桿 1999修訂 500～800 700～1400 1100～1800 1500～2 500 2000～3200 2800～4500 4000～6000 5000～8000 7000～10000 41／2＂ 鉆桿 500～1000 800～1500 1200～2000 1600～3000 2500～4000 3500～5000 4500～7000 6000～9000 7500～12000 最大 鉤載 W／tf GB1806－79 　 　 120 　 220 300 400 600 　 GB1806－86 　 90 135 　 225 315 450 585 　 1999修訂 60 90 135 170 225 315 450 675／585 900 絞車最大 輸入功率 P/hp GB1806－79 　 　 550 　 1000 1500 2000 3000 　 GB1806－86 　 450 700 　 1000 1500 2000 3000 　 1999修訂 270 450 550 750 1000 1500 2000 3000 4000 滾筒鋼 絲繩直徑 d/m(英寸) GB1806－79 　 　 28.5 　 32.5 32.5或34.5 34.5 39.5 　 GB1806－86 　 26 28.5 　 32.5 34.5 38 41.5 　 1999修訂 22／7／8 26／1 29／11／8 32／11／4 32／11／4 35／13／8 38／11／2 42／15／8 52／2 游動(dòng)系 統(tǒng)繩數(shù) ndmax GB1806－79 　 　 8／8 　 8／10 10／12 10／12 12／14 　 GB1806－86 　 8／8 8／8 　 8／10 10／12 10／12 12／14 　 1999修訂 6／6 8／8 8／8 8／10 8／10 10／12 10／12 12／16，10／14 12／16 鉆臺(tái) 高度 h/m GB1806－79 　 　 2.8 　 4.2～4.5 4.5(6) 6 8～9 　 GB1806－86 　 3，4.5 　 4.5，6，7.5 6，7.5，9 7.5，9 　 1999修訂 3，4 4，5 5，6，7.5 7.5，9，10.5，12 鉆井泵單臺(tái) 功率不小于 Pd/hp GB1806－79 　 　 350，500 　 800，1000 1000，1300 1300，1600 1600 　 GB1806－86 　 350，800 　 800，1000，1300 1 300，1 600 1600 　 1999修訂 350 500 800 1000 1300 1600 1600 　 鉆機(jī)的驅(qū)動(dòng)形式 （1）機(jī)械驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)：以柴油機(jī)為動(dòng)力，通過(guò)液力變矩器、鏈條、齒輪三角膠帶等不同組合的傳動(dòng)方式所驅(qū)動(dòng)的鉆機(jī)。 （2）電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)：用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的鉆機(jī)。 石油工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《SY/T5609-1999》石油鉆機(jī)型式與基本參數(shù)把鉆機(jī)分為9級(jí)，名義鉆井深度和鉆深范圍按114.3mm（4 1/2in）鉆桿柱（qst=30Kg/m）確定。下表給出新的鉆機(jī)型號(hào)級(jí)別及鉆深范圍和最大鉤載兩項(xiàng)基本參數(shù)。鉆機(jī)級(jí)別代號(hào)用雙參數(shù)表示，如10/600，前者乘以100為鉆機(jī)名義鉆深范圍上限數(shù)值，后者是以kN為單位計(jì)的最大鉤載。在驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)特點(diǎn)的表示方法上，增加了：Y—液壓鉆機(jī)；DJ—交流電動(dòng)鉆機(jī)；DZ—直流電動(dòng)鉆機(jī)；DB—交流變頻電動(dòng)鉆機(jī)。 第二章 石油鉆機(jī)的保養(yǎng)與維護(hù) 一、班維護(hù)保養(yǎng)： 　?、賹@機(jī)外表面擦拭干凈，并注意鉆機(jī)底座滑道，立軸等表面的清潔和良好潤(rùn)滑。 　?、跈z查所有外露螺栓、螺母、保險(xiǎn)銷釘?shù)仁欠窭喂炭煽俊? 　　 ③按潤(rùn)滑要求加注潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂。 ④檢查變速箱，分動(dòng)箱及液壓系統(tǒng)油箱的油面位置。 　　⑤檢查各處的漏油情況并視情況加以處理。 ⑥消除在本班內(nèi)發(fā)生的其它故障。 　 二、周維護(hù)保養(yǎng)： 　 ①?gòu)氐走M(jìn)行班維護(hù)保養(yǎng)所要求的項(xiàng)目。 ②清除卡盤及卡瓦齒面上的污垢、泥土。 ③清理干凈抱閘內(nèi)表面的油、泥等。 ④排除在本周內(nèi)發(fā)生的故障。 三、月維護(hù)保養(yǎng)：  ①?gòu)氐走M(jìn)行班、周維護(hù)保養(yǎng)所要求的項(xiàng)目。  ②卸開(kāi)卡盤，清洗卡瓦及卡瓦座。如有損壞應(yīng)及時(shí)更換。  ③清洗油箱內(nèi)過(guò)濾器，更換變質(zhì)或被臟污了的液壓油。  ④檢查各主要零部件的完好情況，如有損壞應(yīng)及時(shí)更換，不可帶傷工作。  ⑤徹底消除在本月內(nèi)發(fā)生的故障。  ⑥若鉆機(jī)長(zhǎng)期不使用，各表露部分（特別是加工表露面）應(yīng)涂以潤(rùn)滑脂。 第三章 國(guó)內(nèi)石油鉆機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀分析 一．石油鉆機(jī)發(fā)展趨勢(shì) 進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，石油鉆機(jī)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能話、信息化水平快速發(fā)展。鉆機(jī)整體向著交流變頻調(diào)速電驅(qū)動(dòng)石油鉆機(jī)（AC-GTO-AC）方向發(fā)展。隨著交流變頻技術(shù)的迅速發(fā)展，交流變頻電驅(qū)動(dòng)石油鉆機(jī)會(huì)取代可控硅直流電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)，該型鉆機(jī)具有現(xiàn)用機(jī)械驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)和直流電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)無(wú)可比擬的優(yōu)越性能，將成為陸地和海洋石油鉆機(jī)發(fā)展的換代產(chǎn)品。 今后，石油鉆機(jī)發(fā)展特點(diǎn)是： （1）專業(yè)化鉆機(jī)得到快速發(fā)展。如適應(yīng)各種環(huán)境和工藝技術(shù)發(fā)展的沙漠鉆機(jī)、海洋鉆機(jī)、斜井鉆機(jī)、小井眼鉆機(jī)、特深井鉆機(jī)、連續(xù)管鉆機(jī)等。 （2）規(guī)模向兩極化方向發(fā)展。深井石油鉆機(jī)趨向大型化（1500M，MAX12500KN）、輕便鉆機(jī)趨向小型化（車載為主）。 （3）鉆機(jī)控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化。頂驅(qū)、盤式剎車技術(shù)逐步成熟，電動(dòng)控制技術(shù)、液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)和可靠性逐步提高。 （4）大力發(fā)展新型石油鉆機(jī)，采用人性化的設(shè)計(jì)，先進(jìn)的機(jī)械自動(dòng)化，高效的鉆機(jī)操作和監(jiān)控系統(tǒng)，裝置模塊化，以提高鉆機(jī)運(yùn)移性，最終達(dá)到提高鉆井效率，大大降低鉆井成本的目的。 二．國(guó)內(nèi)外石油鉆機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及水平 （1）國(guó)外石油鉆機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及水平 石油鉆機(jī)市場(chǎng)具有國(guó)際化的原因是石油鉆機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成套和技術(shù)難度大，價(jià)格昂貴，每臺(tái)售價(jià)近千萬(wàn)元到幾千萬(wàn)元不等，全世界總共才擁有各類陸地石油鉆機(jī)4300多臺(tái)。海洋鉆機(jī)200～300多臺(tái)。世界制造石油鉆機(jī)的國(guó)家乃至廠商都不多，總計(jì)每年生產(chǎn)成套石油鉆機(jī)的能力約600～800臺(tái)左右。 （2）國(guó)內(nèi)石油鉆機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及水平 我國(guó)的石油鉆機(jī)是為開(kāi)采國(guó)內(nèi)石油發(fā)展起來(lái)的，改革開(kāi)放后，國(guó)內(nèi)鉆機(jī)市場(chǎng)面對(duì)世界鉆機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)，各鉆機(jī)制造企業(yè)充分認(rèn)識(shí)到，必須以國(guó)際市場(chǎng)為研制的出發(fā)點(diǎn)才能站穩(wěn)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。根據(jù)“國(guó)內(nèi)市場(chǎng)國(guó)際化，國(guó)際市場(chǎng)本土化”的大趨勢(shì)，緊跟國(guó)內(nèi)、國(guó)際市場(chǎng)需求，開(kāi)發(fā)石油鉆機(jī)前沿技術(shù)。國(guó)內(nèi)目前鉆深1000～7000m的鉆機(jī)已形成系列，具備生產(chǎn)1000～9000m機(jī)械傳動(dòng)、電驅(qū)動(dòng)、頂部驅(qū)動(dòng)陸地、沙漠、海洋各種成套鉆機(jī)的能力。全國(guó)現(xiàn)有大型鉆機(jī)800臺(tái)，中型鉆機(jī)166臺(tái)，其中87%的大中型鉆機(jī)都是國(guó)產(chǎn)。 目前，我國(guó)成套石油鉆機(jī)供應(yīng)商的石油鉆機(jī)制造技術(shù)在許多方面已經(jīng)達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平。近兩年我國(guó)幾家成套石油鉆機(jī)制造廠經(jīng)過(guò)體制改革，又不失時(shí)機(jī)地抓住我國(guó)為保證石油供給，加緊開(kāi)發(fā)陸地、沙漠、海洋石油的同時(shí)積極參與海外石油開(kāi)發(fā)的良好機(jī)遇，得以發(fā)展壯大。企業(yè)在技術(shù)進(jìn)步、市場(chǎng)開(kāi)拓、經(jīng)濟(jì)效益、出口多方面同步發(fā)展，成績(jī)十分顯著。 總的來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)鉆機(jī)發(fā)展水平如下： ①成套石油鉆機(jī)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。鉆機(jī)總體質(zhì)量、技術(shù)水平已與國(guó)際基本相當(dāng)。 ②近幾年，國(guó)產(chǎn)電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)發(fā)展迅速，控制水平從早期的模擬控制上升到目前國(guó)際流行的典型三級(jí)控制，即上位監(jiān)控級(jí)、PLC過(guò)程控制級(jí)和全數(shù)字級(jí)構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)。自動(dòng)控制技術(shù)在鉆機(jī)上的應(yīng)用已達(dá)到20世紀(jì)90年代中期國(guó)際鉆機(jī)先進(jìn)水平，電傳動(dòng)系統(tǒng)達(dá)到美國(guó)20世紀(jì)90年代第四代產(chǎn)品水平，交流變頻電驅(qū)動(dòng)等鉆機(jī)已達(dá)到90年代國(guó)際先進(jìn)水平。從鉆機(jī)整體看，達(dá)到同期同類國(guó)際先進(jìn)水平的5種，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白的12種。 ③鉆機(jī)在適應(yīng)性、成套性、品種多樣性和系列化、自動(dòng)化、智能化等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)水平相比還有相當(dāng)大的差距。我國(guó)交流變頻調(diào)速石油鉆機(jī)的研制剛剛起步，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)，將司鉆操作臺(tái)和鉆井儀表集中放置到司鉆控制房，但各系統(tǒng)仍然是各自相對(duì)獨(dú)立。 ④國(guó)產(chǎn)鉆機(jī)的機(jī)械維修時(shí)間約占總生產(chǎn)時(shí)間的5%～10%，而美國(guó)的鉆機(jī)維修時(shí)間只占2%～3%。 ⑤適應(yīng)沙漠、戈壁、沼澤地等條件的鉆機(jī)研制工作剛剛起步。中型鉆機(jī)的模塊化程度很低。 ⑥需要加大發(fā)展小井眼石油鉆機(jī)、連續(xù)管鉆機(jī)、自動(dòng)化鉆機(jī)等先進(jìn)鉆井設(shè)備的投資，推廣車載鉆機(jī)，發(fā)展撬裝鉆機(jī)力度。 三、國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)廠家 我國(guó)是全世界發(fā)展中國(guó)家中唯一能生產(chǎn)成套石油鉆機(jī)的國(guó)家。十年前，只有蘭州石油化工機(jī)器廠、寶雞石油機(jī)械廠、吉林重機(jī)廠三大國(guó)營(yíng)企業(yè)生產(chǎn)成套石油鉆機(jī)。目前，生產(chǎn)成套石油鉆機(jī)企業(yè)已發(fā)展到八家，年生產(chǎn)能力約200臺(tái)的能力。即： ① 國(guó)企三家：寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司、南陽(yáng)石油機(jī)械廠、江漢第四石油機(jī)械廠； ② 中外合資企業(yè)二家：蘭石國(guó)民油井石油工程有限公司、上海三高石油設(shè)備有限公司； ③ 民營(yíng)企業(yè)三家：勝利油田高原石油裝備有限責(zé)任公司、成都瑜宏石化工程有限責(zé)任公司、川油廣漢機(jī)械有限公司。 四．鉆機(jī)出口情況 隨著我國(guó)石油企業(yè)海外業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)和海外市場(chǎng)的開(kāi)拓，石油裝備出口貿(mào)易呈明顯的增長(zhǎng)勢(shì)頭。出口產(chǎn)品遍布20多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，為今后出口產(chǎn)品的大幅度增長(zhǎng)奠定了基礎(chǔ)。由于國(guó)內(nèi)鉆機(jī)性價(jià)比較好，已有100多臺(tái)鉆井、修井機(jī)由國(guó)內(nèi)鉆井承包商帶到國(guó)外鉆井。 五、鉆機(jī)需求 從國(guó)際大環(huán)境看，一是西方發(fā)達(dá)國(guó)家受人工成本高等因素的影響，裝備制造業(yè)正在逐步向外轉(zhuǎn)移，中國(guó)已成為一個(gè)名副其實(shí)的“國(guó)際大工廠”。二是國(guó)際油價(jià)持續(xù)走高，刺激投資者紛紛將資金投向石油勘探領(lǐng)域，形成了新一輪的石油投資高峰，導(dǎo)致石油裝備需求劇增。中國(guó)石油裝備有些產(chǎn)品性價(jià)比優(yōu)于發(fā)達(dá)國(guó)家，具有一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)三大石油公司都在大力實(shí)施“走出去”戰(zhàn)略，加快海外業(yè)務(wù)的拓展，這將帶動(dòng)了石油裝備走向國(guó)際市場(chǎng)。 從鉆機(jī)制造來(lái)看，國(guó)內(nèi)在用鉆機(jī)近1300臺(tái)，經(jīng)過(guò)8年的更新改造，需求量大幅減少，到2004年底只有不足500臺(tái)的市場(chǎng)空間。按目前的鉆機(jī)生產(chǎn)制造能力，再有三年多的時(shí)間國(guó)內(nèi)鉆機(jī)市場(chǎng)將基本飽和。國(guó)際鉆機(jī)市場(chǎng)的確有較大發(fā)展空間，但國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的鉆機(jī)智能化和質(zhì)量水平與國(guó)外先進(jìn)水平相比還有一定差距，缺乏適應(yīng)各種地貌環(huán)境和工藝要求的特種鉆機(jī)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能力。而海洋鉆機(jī)制造剛剛起步，基本不具備海洋平臺(tái)和鉆機(jī)船的設(shè)計(jì)、制造能力 。