钻井电气设备（共11篇）
钻井电气设备 篇1
一、钻井电气设备常见的故障:
1. 电动机的故障
电动机在钻井施工作业中, 一般是长时间、连续运转的, 电动机出现故障一般较为常见, 而电动机故障的发生也对钻井施工影响很大, 电动机出现故障的原因主要有:一电动机内部的绕组出现故障, 例如短路, 造成局部电路电流电压过高, 绕组烧毁而无法正常工作, 二电动机的启动装置---启动器发生了故障, 由于两者是直接匹配的, 当启动器发生故障时, 就会造成电动机发生故障,
2. 变频器器的故障
(1) 负载与变频器的匹配
电动机运转产生扭矩带动负荷运动, 在业内一般讲转矩分为风机泵负载、恒定转矩负载、恒功率负载, 在使用过程中, 需要根据现场情况、负载大小选定合适的变频器, 在现场作业工程中可能会存在作业环境恶劣、负载过大使得原定的变频器与输出扭矩时间匹配性差, 长期使用可能会引起变频器的损坏。
(2) 变频器发热
电气设备在工作状态下, 都会产生内部损耗, 内部损耗一方面影响电气设备的使用寿命, 一方面影响其使用状态正常与否, 变频器内部损耗直接造成变频内部发热, 这主要是由于变频器内部主电路损耗造成的, 变频器内部损耗其一是在变频器在正常工作状态时, 在工作额定范围内正常损耗, 其二是电路在非正常状态下的额外损耗, 这两种都会造成变频器的发热, 其中以第二种发热损耗影响较大。
二、电气设备常见故障原因
1. 电气设备故障后替换的元件不符
钻井作业现场一般作业时间长、作业地点远离人群聚集地带, 而为了避免设备故障、机械故障对钻井安全产生影响, 长期运转的电气设备、机械设备需要定期检查更换易损件及老化的元件, 在更换元件时, 可能会出现元件暂时性的短缺, 维修人员或者现场工作人员为了不耽误正常作业, 就会使用某些功能相近、形状相似的元件替代使用, 这些元件虽然能够使得电气设备运转, 可是毕竟替换的元件与电气设备不是完全匹配的, 在电气运转过程中多多少少会造成些负面影响, 而维修管理人员疏于检查就会造成电气设备故障的发生。
2. 人为操作不符合规范
在人——机操作系统中, 人、机器、环境都可能会对作业产生影响, 这三个因素中人具有主观能动性, 在事故的发生、设备故障中占很大比例, 据不完全统计, 在钻井现场中, 电气设备故障至少有一半以上是由于人为操作不当引起的;这是由于维修人员、工作人员在实际操作过程中技术水平、工作态度、心理素质等多方面综合因素造成的, 表现为:一没有按照规定的标准操作规范进行设备的维修与安装, 维修或者工作人员在意识上认为自我工作时间长、工作经验足、心理上对自我的操作安全性有自信心就会减少标准操作规范, 二盲目操作这种操作引起的电气设备故障或者事故会被上一种违规操作更严重, 维修或者工作人员在不了解电气设备性能、工作原理、结构组成、操作流程等方面的情况下, 未经过安全人员的检查、监督下盲目的自行的进行电气设备的安装、维修与调试,
三、电气设备故障的检测
1. 仪表测量法
对于电气设备发生故障后不能通过直接观察来判断电气设备故障类型或者故障严重程度的需要通过仪器测量法来确定、判断设备故障情况, 常用的仪表检测方法有短接法、线路电压法
2.
线路电压法, 此方法是借用电路元件中电压表的测量原理, 在已知的线路个点正常电流值的情况下, 根据设备的供电方式, 采用合理的检测仪器, 测量线路各个连接点出的电流值大小, 然后与设备正常状态下的数值相比较, 就可以发现电气设备发生故障的具体位置。
3. 短接法
通过将疑似故障部位的两端采用短线连接的方式来判断, 若短线连接以后电气设备依然处于非工作状态, 可以排除此部位并非故障部位, 反之, 则为引起电气设备故障的部位, 此方法在现场操作中, 由于此方法简单、准确、可靠, 因此应用较为广泛。
四、电气设备故障的维修与恢复
1. 电气设备工作环境的改善
保持电动机等电气设备的工作环境处于工作工作所要求的环境, 即保持湿度、温度、防磁干扰等条件处于正常范围内, 对电气设备进行周期性检查, 确保设备表面干燥、清洁。对于要求一定的润滑度的设备要保证足够的润滑度, 同时在润滑周期将至的时间段内, 及时进行润滑。
2. 变频器的维修与恢复
(1) 变频器谐波
当谐波出现问题时, 可以采用加大变频器电源阻抗的方法来解决, 变频器内阻抗增大可以产生对直流滤波电容起到缓冲的作用, 在变频器容量大于电源容量的情况下, 变频器的内阻抗值越大, 谐波含量也就会相应的越大, 因此在变频器的选择上具有很高的短路阻抗作用对于防止谐波出现问题可以起到很好的减少因谐波引起的设备故障;当谐波出现问题时也可以通过对谐波载波比进行调节来减小谐波问题造成的影响。最有效的办法为选择用专用的变频滤波器对变频器中的谐波电流进行有效的吸收。效果比较明显。
(2) 变频器过热
变频器过热一般由以下两种情况造成, 其一设备工作环境:一般若变频器工作环境温度高, 设备本身就是热源, 超过设备正常工作的允许温度, 设备就会出现故障, 针对此种情况, 可以通过降低设备所处的温度使设备恢复工作, 也可以利用风扇带走热量缓慢降温。其二设备非正常状态下的温度过热, 这种情况很有可能是由于电气设备局部出现故障引起变频器温度增加, 在此情况下, 应该对工作情况进行检查, 停止变频设备, 直至查出原因及修复至正常。
结束语
钻井作业电气故障问题较多, 原因各种各样, 因此维修人员要重视电气设备的维护工作, 检修过程中严格认真, 及时总结经验、教训。对设备故障做到及时发现、及时处理, 保证钻井作业的正常、安全、有序进行。
参考文献
[1]李庆春钻井队井场电气防爆电路改造技术[J], 硅谷, 2009 (12) .
[2]张爱芹电气设备的常见故障维修方法与实践[J], 才智, 2008 (01) .
[3]凡华, 尉龙超钻井队常用电气设备的维修方法与实践总结[J], 科技致富向导, 2012 (4) .
钻井电气设备 篇2
油田钻井电气设备管理是油田工程领域管理内容的重要组成部分，对电气设备的管理要确保其进行规范化管理，以促进油田钻井企业的管理质量和管理效率的提升，在进行电气设备管理过程中，应将传统化设备管理特点与现代化设备管理特点进行有机的融合，使电气设备管理更具智能化、自动化。传统相对粗犷的管理方式追求以人做为管理核心，而这种传统的管理方式已经无法适用于现今的现代化管理特点，所以必须要对目前的电气设备管理方式进行积极改革与创新，使其能及时发现管理中存在的问题，并采取相应措施对这些问题进行良好的解决。油田钻井电气设备管理应以提高管理质量为主要目的，通过利用自动化和信息化的现代管理特点，对钻井电气设备的标准予以优化和完善，并进行规范化的管理。在进行电气设备管理过程当中，一定要注意安全生产才是最主要的目标，所以必须通过对电气设备管理措施的采取，来提升电气设备运行的`可靠性及安全性，从而将电气设备运行过程中所存在的隐患进行预防，将其消灭在萌芽之中，以此充分实现油田钻井企业的安全、高效生产。
关于对石油钻井设备管理方式探讨 篇3
【关键词】钻井；设备管理；问题；措施
在石油开采过程中钻井设备发挥着重要作用，不仅是施工工艺的重要保证条件，也是保证施工正常进行的必备要求。所以要想进一步保证石油开采工程进度、提高施工质量、保障施工安全，必须要重视对设备的管理工作，在管理过程中要采取科学的管理方式，提高设备的可靠性。随着我国钻井技术的快速发展，配套的钻井设备在石油开采过程中发挥着越来越重要的作用，如果没有安全可靠地钻机设备，就不能更好地发挥钻机技术，不可能安全的进行石油开采，这是石油开采的必要条件，所以在实际施工过程中必须对这一问题起到足够的重视。
1.设备管理方式以及安全管理方式
在现代设备管理过程中引入了相关的系统管理理论，这种管理方式可以综合统一的对钻井设备进行科学的管理。然而这些管理方式都要在设备维修管理的基础之上才能实现。综合管理具体指的就是从设备的选择、购买、安装、使用、维修、改造一直到报废都要进行全面的管理。在这一管理过程中无论是基层生产工人，还是高层领导都要参与到管理过程之中。通常在石油钻探过程中所出现的安全事故是由相关工作人员或者是设备自身故障造成的，要想提高石油钻探质量就要重视设备管理。
1.1由于工作人员造成安全事故的因素
（1）相关工作人员缺乏相应的安全技术知识。在石油钻井过程中工作人员需要掌握相应的安全技术知识，但是在实际工作过程中很多工作人员并不重视安全问题，在施工过程中也存在违规操作现象，这是造成安全事故的重要因素。
（2）工作人员抱有一定的侥幸心理或者冒险心理，不中山市一些发生概率较低的事故。在石油开采过程中一些问题出现的几率较小，但是一旦出现会造成巨大损失。工作人员认为这些事故出现几率小，所以就没有起到足够的重视，使得这些问题被忽视。
（3）缺乏对事故发生的预见能力。在施工过程中工作人员要全面了解工程状况，及时依据施工现场的状况及时预判施工事故，将事故扼杀在摇篮之中。但是实际上工作人员很少具备对施工的预见能力，往往事故出现才能做出判断，这就严重危害了施工的施工安全性。
（4）一些工作人员精神存在问题。很多工作人员在工作过程中存在偷懒、不重视安全工作、擅离职守等现象。工作人员不能树立正确的工作精神，不重视安全问题在钻井过程中的作用，使得事故出现数量不断增多。
1.2由于设备造成事故的因素
（1）在设备设施设计过程中存在缺陷，从而造成施工事故。设备设施的设计对设备应用有着重要影响，所以一旦设备设计存在缺陷就会影响施工安全，造成施工事故。
（2）施工机械的零部件存在问题。在石油钻井工程中需要使用多种机械设备，由于对设备疏于管理，一些设备中的零部件存在缺陷，经常出现问题，使得机械设备不能正常发挥其作用，严重的还会造成安全事故。
（3）相关设备的安全性不能达到相关要求。对于石油钻井工程中设备的安全性能相关部门已经制定了一系列规则，但是为了节省成本，一些单位所选择的相关设备并未达到安全要求，在运行过程中经常会出现问题。
2.国内钻井设备管理过程中的现存问题
计划经济管理体制对石油钻井行业影响很大，设备管理对油田开发整体经济效益有着重大的影响，而现实中设备管理部门一般只从技术角度来管理设备。忽略了设备管理的重要性。在计划经济管理时期，由于无视设备的利用率及投入与产出效果。在现在的市场经济体制下，我国钻井设备管理过程中存在着以下几种问题：
（1）不能在实际的设备资源账单中真实的表现出设备状况。由于缺乏相关设备管理，在设备资源账单中并不能直接全面的反映钻井设备，这就导致相关部门不能及时了解钻井设备的状况，影响设备的应用。
（2）设备报废环节欠缺。设备在报废之前一些设备可以通过维修继续使用，但是由于各个部门之间联系较弱，欠缺必要的联系，使得设备维修的费用不知归于何处，这就影响了设备的再利用，使得一些可以通过维修继续使用的设备被提前报废，造成资源浪费。
（3）尚未建立与设备技术相关的档案管理系统。在对机械设备进行管理时必须要建立相应的管理档案，详细记载设备的使用状况及相关信息，这样才能综合管理设备，提高设备使用效率。然而在实际工作过程中并没有建立相应的管理制度，使得设备档案管理较为松懈，影响设备正常应用。
3.加强钻井设备管理的对策
（1）由于设备的维修和、操作和备件型号种类很多，促使设备维修比较困难，备件不能找到，技术人员培训困难。
（2）当钻井设备使用一段时间后，必须进行系统的维修，我们为了保证经济利益的最大化前提下，要保证维修的质量问题，还要减少维修的费用，缩短对设备的维修时间。我们要保证维修的质量，而对一些较小的设备，大多数都是自行来解决的。但由于钻井队的自修设备不够全面，而且维修项目都比较低级。而出现这种情况的原因有两个：
1）目前的体制造成钻井队的自修的積极性不高，钻井工作人员不能主动提高自身工作水平和工作质量，影响钻井工作的顺利进行。
2）设备的配件供应不及时，很多设备不能及时运送到施工现场。解决这些问题，设备的供应体制和公司的自修政策进行改革。
4.钻井设备管理改革
4.1对现有设备机构进行改革。而影响设备管理工作的成效的原因有
（1）设备的投资决策。设备投资回收、资产的积累等关系到企业的发展和决定企业发展方向。同时也是设备管理机构的重要工作之一，但是就目前来看设备的投资决策与现实应用存在着一定的距离。
（2）设备技术管理。由于经济技术指标没有统一合适的标准和管理制度，使设备的主要技术指标不能准确反映自身实际情况。
（3）设备的维修。在一些钻井公司中有一些设备因没有资金而带病工作，或者设备被分多次进行维修，为钻井队带来严重影响，造成这种影响的原因是设备的维修资金不能按照相关规定及时的下发到各个公司。
4.2改革设备管理内容。要想改革设备管理内容，各级设备管理机构必须了解和掌握
（1）在用设备的改造、维修和实用情况。
（2）每一种设备一年所消耗的配件以及材料的消耗的数量和价值。
（3）设备的利润和年产值。
（4）全套设备一年的经济指标，以便评价设备的总体技术性能。
（5）对设备的折旧情况做到全面了解。
（6）对设备的发展状况要及时了解。
5.结束语
企业管理中设备管理是不可缺少的一部分，在石油钻井行业中一直都比较突出。石油钻井企业的大部分资产是钻井设备，所以说科学化的管理对市场经济体制下的安全系和经济性是非常重要的。完善钻井企业的设备管理、深化设备管理改革。才能使石油钻井设备管理有更好的发展。
【参考文献】
[1]刘斌.设备管理体系浅议[J].川化，2005.
[2]石玉梅.加强设备管理促进降本增效[J].科技信息，2006.
海洋石油钻井平台电气设备安全 篇4
1 电气设备的科学选择
一般说来,钻井平台的工作环境与海洋距离比较近,由于海水具有酸碱性,所以,应该根据海水的特性选择不同属性的设备。而我国相关部门为此也制订了一些标准,形成规范,以便能够合理控制海洋设备。如果设备能够达到国家相关规定的要求,则会授予合格证书,给予合法的经营权。下面是笔者总结的海洋平台钻井设备应该具有的属性。
1.1 耐震属性
通常情况下,近海领域经常会有海浪,并且伴有规律性的潮汐运动,由此会使得电气设备的应用过程受到震动的影响,导致零部件松动,震动严重还会造成零部件脱落,海洋作业风险也会由此产生。所以,相关单位应该加强对设备耐震性的把控。耐震性强的海洋设备对船舶航行或者潮汐运动有很好的抵抗作用,它能确保海洋钻井平台作业人员的安全,避免发生不必要的海洋事故。
1.2 耐腐蚀性
海水中的盐分、含油量比较高,设备长期使用就会受到很大的腐蚀,所以,在选择设备时,还应该考虑其耐腐蚀性。由于海洋钻井平台所处的环境比较特殊,平台设施必须要具有耐腐蚀性,以确保平台作业的安全性和高效率。鉴于以上几种原因,海洋平台的钻井工作时要对海水进行一定的防护,采取必要措施,以延长电气设备的使用寿命,减少经济方面的损失。总而言之,在选择电气设备时,应该充分考虑其耐腐蚀性,采取最适宜的防腐方式,避免海洋事故的发生。
1.3 特殊频率电压性
海上电网相比于陆上电网,海洋钻井平台中的电力系统在频率和电压方面会发生重大的变化,所以,应该结合海洋钻井平台的具体情况,为其建立专门的局域电网,进而保障海洋平台用电设备的安全、高效运行,确保工作的顺利进行。在日常工作中,要多注意海上平台众多设施用电方面的安全,以便有效降低海上危险事故发生的概率。
1.4 防爆性
对于海洋平台电力设备的选择,除了要考虑上述因素外,还应该具备海洋常规用电设施的防爆属性。根据防爆属性的不同,可将其划分为隔爆类型、本质安全类型、油浸类型、无火花类型、增安类型、正压类型、充砂类型和浇封类型。
2 电气设备的使用安全
在工作过程中,最核心的问题就是施工人员要注重自身安全,用电时要小心谨慎。海上石油钻井平台处于海洋区域,电力应用会受到空气湿度和雾气等方面的影响,一旦其中某项条件达不到要求,就可能会引发漏电现象,增加工作人员的工作危险性。尤其是在相关制度还未完善,没有充足的理论依据作为支撑时,发生电击的情况还是较为常见的。这也是工作人员和从事海上工作的单位要留意和解决的关键问题。只有从不同方面、不同阶段着手,才能推动我国海上钻井事业的发展。
2.1 人员不遭受电击的方法
在工作过程中,要想保证工作人员的施工安全,避免遭受电击,就要做到以下几点:①定期查看和修理电气设备,确保其接地,以保护人员安全;②在查看和修理电气设备时,要养成良好的习惯,在断电绝缘的情况下才可以触及设备;③工作中不得不与相关电气发生接触时,一定要遵循规范的流程和方法;④操作前,要详细查看设备接头、接地等是否完好;⑤设备着火时,禁止使用水灭火,应使用正确的灭火方式,比如使用CO2。
2.2 设备的安全措施
2.2.1 接地线
该举措是在安全使用的情况下,将设备的金属外壳接地线,形成回路,防止人身触电。这样,即使设备表面漏电,也不会危及人身安全。
2.2.2 保护接零
在低压情况下,设备的外壳会与电路中的零线相连接,继而形成零线保护。在这种情况下,即使机器受到一定程度的损害,也可以借助零线形成一个单相的短路。这样,机器的瞬时电流就会增大,从而使机器自动跳闸,最大程度的保护工作人员的安全,避免发生人身触电的情况,保护电气设备不受损害。
3 结束语
保障海上石油钻井平台的安全是工作中的首要任务,而人是劳动主体,只有确保人的安全,石油工程才能顺利进行,直至完成。而对于工作安全,要采取相应的措施,尽可能避免危险的发生,排除可预估的安全隐患,让石油钻井平台工作能够按照既定流程实施,不耽误开采任务。同时,这也是我国经济发展能够稳定运行的重要支撑。
参考文献
[1]张洪涛.有关我国海洋石油钻井平台现状与技术创新[J].化学工程与装备,2012(09).
[2]刘思嘉.我国海洋石油钻井装备产业与技术研究[J].价值工程,2012(10).
钻井电气设备 篇5
发布时间：2010-02-07 05:35:36 查看：5次 字体：【大 中 小】
石油钻井用的钻机是一套联合机组。钻机由井架、绞车、游车、大钩、转盘、钻井泵、动力机组、联动机组全套钻井设备及井控、固控设备、发电机组、液压和空气动力等辅助设备等组成。
钻机的最大井深、最大起重量、额定钻柱重量、游动系统结构、快绳最大拉力及钢丝绳的直径、起升速度及挡数、绞车功率、转盘开口直径、转盘转速及挡数、转盘扭矩及功率、泵压、泵组功率和钻机总功率等钻机的基本参数，反映了全套钻机工作性能的主要数量指标，是设计和选择钻机类型的基本依据。因为钻机从动力机到各个工作机或井底钻具之间有着不同的能量转换方式和传递路线，它的传动与控制系统比较复杂，因此，如何提高钻机操作的机械化和自动化水平一直是人们研究的一个重要课题。在生产过程中，钻机一般是在旷野、山地、沙漠、沼泽及水上、海上进行流动作业，其工作场所多变，要求钻机要具有高度的运移性，即拆装容易、部件的尺寸、重量都要在通用的汽车和吊车的工作范围之内，并适应在野外检修和更换易损件的要求。
一、钻机的提升系统
钻机的提升系统由绞车、井架、天车、游车、大钩及钢丝绳等组成。
(一)井架
井架由井架的主体、人字架、天车台、二层台、工作梯、立管平台、钻台和井架底座等几个部分组成，主要用于安放和悬挂天车、游车、大钩、吊环、液气大钳、液压绷扣器、吊钳、吊卡等提升设备与工具。目前，在国内外石油矿场上使用的井架种类繁多，但就结构型式来讲，一般可分为塔型井架和A型井架两种。
塔型井架是从井架底座往上分层一次性组装完成的，依其前扇结构是否封闭，又可分为闭式和开式两类。闭式塔型井架的主要特征是：井架的横截面为正方形，立面是梯形。为了工作方便，在井架的前扇下部装有大门，因而前扇下部不能封闭，但是整个井架主体仍是一个封闭的整体结构，所以它的总体稳定性好，承载能力大。其缺点是拆装井架必须高空作业，安全系数小，拆装时间长。此类井架多用于深井钻机和海洋钻机。开式塔型井架的主要特征是：主体是由3—5段构架组成，各段均为焊接结构，段与段之间采用螺栓、销子或公母锥座螺栓等连成一体。这种井架采用分段地面拆装、整体起放和分段运输的方法，拆装方便、迅速、安全。一般多用于中深井钻机。
A型井架是从地面分段，在地面组装完成后，再用绞车、动力液压缓冲等辅助设施一次性起升完成。A型井架的主要特征是：从总体结构形式看，整个井架是由两个构架式或管柱式的大腿靠天车台和井架上部的附加杆件与二层台连接成“A”字形的空间结构，大腿前面和后面装有撑杆，以便起升和支撑井架用。A形井架的两个大腿可分为3～5段，并用螺栓连接成一个整体，因而整个井架可在地面分段拆装、分段运输和整体起放，方便而安全。由于这种井架主要靠两条大腿承载，承受载荷时能均匀分布，而每条大腿又是封闭的整体结构，所以承载能力和稳定性都较好，但其总体稳定性较差。
除了对井架要定期检测以外，井架的使用安全技术要求主要有：
(1)要经常教育职工爱惜井架，合理使用井架，做好对井架的保养维护，时刻保持井架完好。井架在起升之后和下放以前，要进行彻底的检查，以证实没有部件发生变形和所有的螺栓齐全紧固并配备合适的锁定垫圈。没有办理安装质量验收和交接手续的井架不能使用。
(2)上下绞车时，必须由井队干部负责指挥，力求达到平稳施工。(3)钻井队要定期、定人、定部位对井架进行检查和维护。定期检查要求每个白班和下套管前各进行一次。定人检查要求每个班的井架工负责检查。定部位检查要求每个井架工各承包一部分井架结构进行检查。在风、雨多发季节，钻井队要班班对井架绷绳及绷绳坑进行检查。对天车、猴台、指梁，死绳固定器、转盘、钻机、钻杆盒大梁、立管台、二层台的固定情况，由井队安全员每周检查一次。对查出的问题，要立即组织整改。
(4)不准随便割、拆、换井架的横梁、拉筋、螺丝、卡子、零件、附件。(5)下套管之前对井架进行全面检查、整改，钻具要分立两边矗立，尽可能使井架受力平衡。要封闭好指梁，防止大绳进入。下完套管时，若发现井架无安全保障，应立即将套管坐在转盘上，停止活动套管。注：1500米以上钻具必须分靠井架两边，以防一边立钻具造成井架扭曲，没有猴台的立即整改安装。
(二)天车和游车
天车和游车组成提升系统的滑轮系。作为定滑轮的天车改变力的方向，作为动滑轮的游车起省力作用，减轻绞车的负荷，从而使提升系统获得很大的机械效能。
1．天车
天车一般是多个滑轮装在同一根芯轴或两根轴心线一致的芯轴上。现在的天车大都是滑轮通过滚柱轴承装在一根芯轴上。芯轴一般是双支承的，轴的直径较大，芯轴的一端或两端有黄油嘴，芯轴里有润滑油道。润滑脂从黄油嘴注入，以润滑轴承。常用的天车有TC—135、TC—130、TC—350、GF—400、TC—450、TC4—315等。
在天车工作前，必须有专人检查天车轮的灵活性。各滑轮的转动应灵活，无阻滞现象。当转动一个滑轮时，其相邻滑轮不应随着转动。所有连接必须固定牢靠，不得有松动现象。各滑轮轴承应定期逐个注满润滑脂。天车轴及天车层底座应固定牢靠；护罩和防条绳应齐全完好，固定牢靠。当出现顿钻或提断钻具等事故时，应仔细检查钢丝绳是否跳槽。滑轮槽严重磨损或偏磨时，应视情况换位使用或更换滑轮。轴承温度过高、发出噪声或滑轮不稳和抖动时，应及时采取降温措施和更换润滑脂或更换磨损的轴承。滑轮有裂痕或轮缘缺损时，严禁继续使用，应及时更换。
2．游车
游车的形状为流线型，以防起下时挂碰二层台上的外伸物。同时，游车要保证一定的重量，以便它在空载运行时平稳而垂直地下落。现在，钻机各型游车都是一根芯轴，滑轮在轴上排成一列，其结构与天车相似。常用的游车有TC—135、YC—130、YC—350、MC—400、YC—450、YC—315等。
在游车工作前，应检查各滑轮是否旋转灵活及各连接部件是否紧固。在工作时，因为每个滑轮转动圈数不一，滑轮应定期“掉头”使用，以使滑轮的磨损情况趋于平衡。每周应将游车直放到钻台上仔细保养一次。保养时应检查下列内容：各条油路是否通畅；钢丝绳是否碰磨护罩；各固定螺栓有无松动；焊接钢板的焊缝有无裂纹等。各轴承应每周注润滑油一次，注油时注至少量油脂挤出轴承外面为止。冬季，在寒冷地区，应使用防冻润滑脂。搬运游车时，应用起重机吊挂上横梁顶部的游车鼻子，不允许放在地面上拖运。
(三)大钩
大钩是提升系统的重要设备，它的功用是在正常钻进时悬挂水龙头和钻具，在起下钻时悬挂吊环起下钻具，完成起吊重物、安放设备及起放井架等辅助工作。目前使用的大钩有两大类。一类是单独的大钩，其提环挂在游车的吊环上，可与游车分开拆装，如DG—130型大钩；另一类是将游车和大钩做成一个整体结构的游车大钩，如MC—400型游车大钩。为防止水龙头提环从大钩中脱出，在钩口处装有安全锁体、滑块、拔块、弹簧座及弹簧等构成的安全锁紧装置。为悬挂吊环和提放钻具，钩身压装轴及挂吊环轴用耳环闭锁，用止动板防止两支撑轴移动。钩身与钩杆用轴销连接，钩身可绕轴销转一定角度。常用的大钩有DC—130、DG—350、MC—400、MC—200等。
(四)绞车
绞车是构成提升系统的主要设备，是组成一部钻机的核心部件，是钻机的主要工作机械之一。其功用是：提供几种不同的起升速度和起重量，满足起下钻具和下套管的需要；悬挂钻具，在钻进过程中送钻和控制钻压；利用绞车的猫头机构上、卸钻具螺纹；作为转盘的变速机构和中间传动机构；当采用整体起升式井架时用来起放井架；当绞车带捞砂滚筒时，还担负着提取岩心筒、试油等项工作；帮助安装钻台设备，完成其他辅助工作。常用的JC—50D型绞车为内变速、墙板式、全密闭四轴绞车，JC—45型绞车是五轴绞车，JC—14．5型绞车是三轴绞车。绞车一般由绞车传动部分、提升部分、转盘驱动箱部分、控制部分、润滑部分和刹车机构等组成。
绞车的刹车机构由控制部分(刹把)、传动部分(刹车曲轴)、制动部分(刹带、刹车鼓)、辅助部分(平衡梁)和刹车气缸等组成，它的任务是控制下放速度或停止被下放载荷所带动的滚筒的旋转速度，以达到调节钻压、送进钻具、悬挂钻具的目的。为此，要求刹车装置能平稳送钻、灵活省力和安全可靠。
绞车的辅助刹车机构有水刹车和电磁刹车两种。电磁刹车又可分为感应式电磁刹车和磁粉式电磁刹车。影响水刹车制动力矩的主要因素有：水刹车尺寸愈大，则制动力矩愈大；叶片越多，则制动力矩越大；水刹车转子转速越高，则水的流量越大；水刹车内液面越高，则制动力矩越大。所以，现场一般采用分级调水位的办法，来改变制动力矩的大小。使用水刹车时的安全技术要求主要有： 电磁刹车的尺寸和外型跟水刹车类似，它跟滚筒轴的连接方法也相同。当交流电通过整流器(变成直流电)和变阻器(改变和控制电流)通至电磁刹车线圈时，线圈变成电磁铁而产生磁场，旋转的转子通过磁场，在转子里面产生涡流电，从而在线圈和转子之间产生阻力(制动力)刹车。阻力的大小直接随电流的大小而变化。司钻通过调节变阻器来控制电流的大小，改变电磁刹车的制动力矩。防碰天车装置是控制顶天车的一套应急刹车系统。常用的防碰天车装置有两种形式：一种为重锤式；另一种为过卷阀式。重锤式防碰天车工作原理：在天车以下的适当位置通过井架安装一根直径6．4mm钢丝绳作为限位绳，其下端用一只三通气开关与重锤相连，重锤与提环相连，提环与2．5～3mm开口相连，开口销与限位绳相连。当游车上行碰到限位绳时，重锤与提环上的开口销脱落使气开关工作，常开继气器切断高、低速离合器气源，同时高压气直接进入刹车汽缸紧急刹车，使游车不能继续上行。过卷阀式防碰天车工作原理：过卷阀固定在绞车前部滚筒上部的绞车横梁上，横梁上有滑动槽，过卷阀可在滑动槽内左、右移动。当滚筒在缠绳过程中缠至游车相应升高到某一限定的高度时，缠在滚筒上的钢丝绳就会碰上过卷阀的套筒，套筒带动球杆偏摆，使过卷阀的气路接通。一路气进入司钻控制台内的常开两用继气器，使常开两用继气器关闭，这样就切断了滚筒高、低速离合器的气源，离合器通过快速放气阀放气，使滚筒停止工作。另一路气经换向阀和快速放气阀，进入刹车汽缸，带动刹把下落，刹住滚筒，使游车停止上升，避免碰撞天车。
绞车的使用安全技术要求主要有：
(1)下钻时，为节约时间，合理地利用绞车功率，应根据大钩负荷，按规定选择合理的起升速度和挡位。
(2)链条是绞车的主要传动件，更换链条时应整盘更换。(3)挂合换档离合器时，动作要平稳，严禁猛烈撞击。(4)绞车传动轴未停止转动前不得改变传动方向。(5)挂合气胎离合器时动作要平稳。
(6)在上提钻具的过程中需要刹车时，必须先摘开低速或高速气胎离合器。(7)下钻过程中严禁用水或油浇刹车鼓，以免造成刹车鼓龟裂或刹车失灵。(8)起下钻前应先检查防碰天车。
(9)绞车运转过程中护罩必须整齐、装牢，严禁在运转过程中从事加注润滑脂或润滑油等进入绞车内部或靠近运转部位的作业。
(10)刹把在40～50°应能刹住。在负载条件下不得调节刹带。
(11)遇到游车下放速度过慢、刹带离不开刹车毂的情况时，应设法调节，但不允许用撬杠撬刹带。
(12)每班应检查一次活绳端固定情况。
(五)钻井用钢丝绳
钻机游动系统所用的钢丝绳称为大绳。它起着悬吊游车、大钩及传递绞车动力的作用。由于钢丝绳运动频繁、速度高、负荷大，并承受弯曲、扭转、挤压、冲击、振动等复杂应力的作用。
钢丝绳按绳中钢丝捻成股和股捻成绳的方向来分，通常分为右旋和左旋两种。按丝捻成股和股捻成绳的方法来分，通常分为顺捻(股中钢丝的捻向与股的捻向相同，一般只作拖拉或牵引绳)、逆捻(股中钢丝的捻向与股的捻向相反，适用于提升设备)和混捻(钢丝绳的各股中既有顺捻，也有逆捻)三种。
钢丝绳由于承受复杂应力的作用，而且这些应力与滑轮和滚筒直径、钢丝绳结构、钢丝绳润滑和操作条件密切相关。因此，使用时要满足其破断拉力和安全系数的要求(表2—1，表2—2)。
表2—1 钻井用钢丝绳安全系数表
表2—2 常用钢丝绳破断拉力表
钢丝绳有一整股断裂或在一节距上断丝数量达到报废标准时，应予以更换，见表2—3。
表2—3钢丝绳报废标准表
钢丝绳的使用安全技术要求主要有：
(1)待用的钢丝绳必须缠绕在滚筒上。倒出时必须绷紧，避免打结。弯曲的钢丝绳应用人力拉直，禁止用锤子或其他工具敲击。
(2)使用时勿使钢丝绳与井架任何部位相摩擦。
(3)切割钢丝绳时，应先用软铁丝绑好两端，再用气割或剁绳器切断。(4)卡绳卡时，两绳卡之间的距离应不小于绳径的6倍。特殊绳头卡固，可根据情况调整距离。
(5)绞车大绳每周应检查一次润滑状态，如浸油麻芯被挤出时，应立即换用新的钢丝绳。
(6)大绳在绞车滚筒上必须始终排列整齐(最好使用钢丝绳排绳器)。(7)大绳加载操作要平稳柔和，以减少钢丝绳所受的冲击载荷。(8)倒大绳时，应使新绳从滚筒上旋转下放，不允许钢丝绳扭劲。(9)井深超过2000m以后，每次下钻前，要检查大绳的断丝和磨损情况。
二、钻机的旋转系统
旋转系统包括转盘和水龙头两大部分，其主要作用是在通过钻具不断向井底传送钻井液的同时，保证钻具的旋转。
(一)转盘
转盘主要由水平轴、转台、主轴承、壳体、方瓦及方补心等组成，其主要作用是带动钻具旋转钻进和在起下钻过程中悬持钻具、卸开钻具螺纹以及在井下动力钻井时承受螺杆钻具的反向扭矩。转盘的动力经水平轴上法兰或链轮输入，通过锥齿轮转动转台，借助转台通孔中的方瓦和方补心带动方钻杆、钻柱和钻头转动；同时，方补心允许方钻杆轴向自由滑动，实现边旋转边送进。常用转盘的主要有ZP—520、ZP—271／
2、MRL—271／
2、ZP—445、ZP—371／2等型号。使用转盘前，应按规定检查机油的油质、油量，并使其符合要求。转盘启动前，其锁紧装置上的操纵杆或手柄应不在锁紧位置。启动转盘前，应检查轴上的密封圈密封是否可靠、转盘链条护罩或万向轴护罩是否齐全、牢靠。启动转盘要平稳操作，启动后要检查转台是否跳动，声音是否正常。每班应至少检查一次转盘的固定情况。在钻进和起下钻过程中，应避免猛蹩、猛顿，严禁使用转盘崩扣。新转盘使用一个月应更换机油，以后每使用三个月换油一次。防跳轴承和锁紧装置上的销轴每月应至少注入一次润滑脂。
(二)水龙头
在一部钻机中，水龙头既是旋转系统的设备，又是循环系统的一个部件。它悬挂于大钩之下，上接有水龙带，下接方钻杆。在钻进时，悬挂并承受井内钻柱的全部重量，并将钻柱与水龙带连接起来，构成钻井液循环通道。
水龙头主要由固定、旋转和密封部分组成。常用的水龙头有CH—400、SL—450、SL—130、SL—135等型号。现场使用的两用水龙头，是在一般水龙头的基础上，增加了旋扣装置。旋扣装置由气马达、伸缩机构及气路系统组成，接单根时，由气马达通过齿轮带动中心管旋转。
新水龙头使用前必须按高于钻进中最大工作压力1～2MPa的泵压试压15min，以不滋、不漏为合格。水龙头在搬运过程中，中心管必须带护丝。使用前，应按油池的油尺标记加足机油，并对冲管盘根盒和上、下机油盘根盒、提环销加注润滑脂，并检查上、下盘根盒压盖、冲管盘根盒是否上紧，用链钳转动中心管，确认无阻卡后方可使用。使用新水龙头或长期停用的水龙头时，必须先慢后快，用Ⅰ档启动转盘，待转动灵活后再提高转速。对新的水龙头或修理后第一次使用的水龙头，在使用满200h后应更换润滑油。工作中，每班应检查一次油位，并使之不得低于油标尺的最低刻度线。每两个月应更换一次润滑油。工作中，应在没有泵压的情况下，每班加注一次黄油。在水龙头运转过程中，要随时检查冲管密封盘根盒处是否刺漏钻井液、机油盘根处是否溢漏机油、水龙头壳体是否温度过高(油温不得超过70℃)、冲管螺纹压帽是否上紧、鹅颈管与水龙带连接油壬是否刺漏。接单根或起钻前，应检查冲管盘根磨损情况及盘根压帽的松紧程度。快速钻进或严重跳钻时，应检查鹅颈管法兰连接螺栓的固定情况。现在，石油钻井已部分使用顶部驱动钻井系统。顶部驱动钻井系统是集转盘、水龙头为一体，用电动钻机作旋转钻井动力，并能随提升系统而升降的钻井旋转系统，是对转盘钻井的一次重大改进。具有转盘钻无可比拟的优点，如可接立柱钻进、减少2／3的接单根时间、能倒划眼和下钻划眼、起钻时可旋转钻杆和继续循环钻井液、钻柱可顺利取出缩径井段、可以不接方钻杆即可钻过桥塞点和缩径点、上、卸扣扭矩得到控制、采用钻井电机接卸钻杆和钻进、操作人员只需打背钳、钻台上只有平稳旋转的钻杆、起下钻时在井架内任何高度的位置随时都可以将主驱动轴同钻柱上扣和关井等。
三、钻机的循环系统
钻机的循环系统主要包括钻井泵、地面管汇、钻井液净化设备等。在井下动力钻井中，循环系统还担负着传递动力的任务。
(一)钻井泵
钻井泵的作用是为钻井液的循环提供必要的能量，以一定的压力和流量，将钻井液输进钻具，完成整个循环过程。常用的钻井泵有NB—600、2PN—1258、3NB—900、3NB—1000、SJ3NB—1300、3NB—1300、3NB—1600型等，前两个是双缸双作用泵，后三个是三缸单作用泵。
目前使用最广泛的钻井泵的空气包是球形隔膜式预压空气包。空气包的作用是减小因钻井泵瞬时排量变化而产生的压力波动，使泵压平稳，保护设备不致因剧烈震动而造成损坏。空气包胶囊内要求充氮气或惰性气体，在没有氮气或惰性气体的情况下可用空气代替，严禁充入氧气或可燃气体。充气压力为最高工作压力的20％～30％。
钻井泵常用的安全阀有销钉式、杠杆销钉式和弹簧式安全阀三种。销钉式安全阀是利用不同直径的销钉来限制过高泵压的装置，当泵压达到销钉所限制的压力时，销钉被剪断，钻井液从阀的泄压口排出，泵压回零，从而起到安全保护作用。杠杆销钉式安全阀使用的销钉是同一直径，靠移动销钉在不同销孔中的位置来改变力臂距离，从而调节安全阀的压力，达到限制泵压的目的。弹簧式安全阀是利用弹簧的作用设计的一种安全阀。当泵压超过弹簧的压力时，弹簧被压缩，泄压口被打开，钻井液从泄压口排出，泵压下降。当泵压降至低于弹簧压力时，阀门在弹簧力的作用下自动关闭。调节弹簧压力的大小，就可达到限制不同泵压的目的。安全阀在安装时，所有螺丝必须安装齐全，紧固牢靠。泄水管应固定牢，并使用管径不小于60mm的无缝钢管，出口弯度应大于150°，严禁指向工人经常工作和走动的地方。安全阀销钉规格必须符合标准，不得以其他材料代替。弹簧式安全阀应按照限压标准调试合格。安全阀及泄水管不得堵塞。严禁以任何借口不装安全阀。开泵前应检查安全阀是否符合使用要求。开泵时，泵房人员必须远离安全阀及泄水管。冬季开泵前应对安全阀及泄水管进行预热。每口井开钻前，必须将安全阀拆下保养，以防锈死。对安全阀应定期校验。
开泵前，除了要检查安全阀和压力表以外，应检查各连接螺丝是否上紧，润滑油是否加够；高低压管汇各种闸门是否开关正确；皮带轮(链轮、万向轴)护罩的固定是否齐全、牢靠；冷却水(油)道是否畅通；空气包所充气体及压力是否符合要求。开泵时，必须与有关操作人员联系，确认无误操作人员要密切注意泵压表的压力变化，循环未正常前不许离开气开关。非工作人员应离开泵房。工作人员应离开危险区域。在运转过程中，要经常检查泵压表的变化，检查泵各部位有无响声，经常检查十字头滑板油孔及拉杆盘根冷却润滑流道是否畅通，观察拉杆盘根有无刺漏现象，并检查活塞和进、排水阀有无刺、漏现象。开泵后因出现故障若要修泵时，须摘开带泵离合器，挂标示牌或有专人监护气开关，以免误操作。在运转中，各轴承部位温度最高不得超过80℃。修泵时，应关闭高压闸门，防止钻井液倒流堵塞钻头水眼。
(二)钻井液净化设备
钻井液净化设备的主要作用是使从井内返出的钻井液能得到充分的净化。钻井液净化设备主要包括振动筛、旋流除砂器、离心分离机、除气器、循环罐和搅拌器等。
四、钻机的动力与传动系统
动力设备和传动系统是钻机的两大组成部分。动力设备提供各工作机需要的动力，而传动系统则将动力机和各工作机联系起来，将动力传递并分配给各工作机。
(一)动力设备
目前，钻机的驱动类型主要有柴油机直接驱动、柴油机—液力驱动、柴油机—(交)直流电驱动和工业电网电驱动四类。我国石油矿场多采用柴油机作动力，即使是电驱动钻机，它的发电机仍是由柴油机驱动。一些最大的陆地和海洋用深井钻机一般还是由柴油机来直接的或间接的驱动发电机，然后由电动机带动钻机的各个设备或部件。
柴油机的启动、运转和停车安全要求主要有：
(1)柴油机的启动：打开气源阀门，将油门手柄大约调到怠速范围内；按下自动停车扳杆手柄，使自动停车装置拨叉与齿条上的档块脱开，使油泵齿条处于供油位置；按下启动按钮，预供油泵开始泵油，当油压达到规定的压力时使气马达运转，驱动柴油机启动。每次启动时间不得超过15s。如三次不能启动，则应查明原因；启动后，应立即松开启动按钮，并用停车手柄控制齿条，以免转速瞬时上升；待柴油机转速调到怠速正常后，松开自动停车手柄，关闭气源阀门，并观察仪表所指示的参数；用电马达启动时，首先用手动预供油泵泵油，按下启动按钮，使马达带动柴油机点火启动(每次启动时间不得超过5s，如三次不能启动，应查明原因)。
(2)柴油机的运转：柴油机启动后应先空载运行，并检查机油压力及水泵供水是否正常；柴油机外观状况不得有漏油、漏水、漏气现象，所有零件固定牢固；排气管及呼吸器排烟正常，无异常声响；柴油机带上负荷后，即投入了正常运转。这时应注意仪表板上各仪表的数值；柴油机连续长时间使用时，负载不得超出规定的持续功率；当连续运行不超过12h时，负载不得超过规定的标准功率；新机初期运行50h后，应更换全部机油并清洗油底壳和机油滤清器。
(3)柴油机的停车：停车的具体步骤是卸去负荷，逐渐降低转速，怠速运转约5min，使各部分慢慢冷却到40℃以下，再将停车手柄扳到停车位置。正常情况下严禁带负荷停车。冬季停车后，若长时间不用，应适时放掉冷却水；若环境温度低于机油凝固点时，也应放出机油。在特殊情况下紧急停车后，应立即打开气缸盖放气螺塞，用人力盘车2～3圈。
(二)传动系统
由动力机到工作机的传动系统，有的很简单，如单独驱动；有的则比较复杂，有各种并车、变速、倒车机构。不可调速的动力机不能满足绞车或转盘的要求，传动系统就是要解决变速变矩的问题。
钻机传动系统的基本功用是将动力机发出的动力分别传送给各工作机，即绞车、转盘、钻井泵等，主要解决增矩减速、变矩变速、并车、正倒车以及传动脱离或挂合问题。
钻机传动系统的总体布置有统一驱动(如大庆130型、ZJ45型钻机)、分组驱动(如车装钻机)和单独驱动(电驱动钻机)三种形式。
传动系统各传动部分护罩必须完好，固定牢靠。机房四周栏杆要安装齐全，固定牢靠，梯子稳固且有光滑的扶手。
(四)电传动系统(以ZJ50D钻机电传动系统为例)
石油钻机电传动系统由多台柴油发电机组并网发出50Hz、600V的交流电，经SCR传动柜整流为0V～750V直流电去驱动绞车、转盘和钻井泵；经MCC控制柜变交流600V为380V／220V去驱动钻井辅机及提供井场照明。
电传动系统的使用安全技术要求主要有：(1)应随时检查SCR房、MCC房内的制冷设备运转情况，确保房内温度不高于27℃，以免各电器元件因温度升高而失灵或损坏，环境温度+20℃时，相对湿度不大于90％。
(2)周围环境中不应有过量的酸、碱、盐、腐蚀性气体和爆炸性气体；(3)SCR房重22T，MCC房重18T，吊装时必须用两台吊车从房子两端抬着吊装，以免房子变形使房内电器件受损。
(4)3台发电机组及SCR房就位后，各房之间要连接好活动翻版以防雨雪，每个房内必须配备灭火器和应急灯，安装符合防爆要求的电气线路和照明灯。(5)管线槽要铺设整齐，电缆线、气管线、水管线要平整，对应连接，不得接错。
(6)经常检查螺钉紧固部位是否正常。
(7)定期清理母线与支撑件(地线)间、插头座的插针间和SCR的散热器上的灰尘。
(8)平时要注意检查保护电路是否正常。(9)定期检查和清理电动机的空气过滤器和碳刷。
(10)每班必须检查开关、指示灯是否正常；熔断器是否正常；风机和空调是否工作正常；发电机负荷分配是否均衡。
(11)每月应检查所有接线端子的螺钉是否松动；导线有无磨破；保护电路是否正常；
电接点处有无异常现象；继电器工作是否正常；清除柜内的灰尘情况。(12)每年应停电进行一次全面检查
(13)当发电机组不运行时，务必将发电柜上的“运行”开关旋至“停机”位置，以保证蓄电池不致放电。特别是钻机搬运过程中，必须保证“运行”开关处在“停机”位置。
司钻电控台的使用安全要求主要有：
(1)一般情况下不要打开箱门。遇到阴雨潮湿的天气时，可打开加热器，使司钻电控台内保持干燥。每隔一段时间检查司钻电控台的密封情况、元器件的锈蚀情况、仪表板上指示灯的好坏，发现问题及时排除。
(2)绞车、钻井泵一般采用双电机方式工作，仅在某电机或相应的传动箱有故障时才可单电机工作。(3)转盘不能双电机工作。根据需要，司钻可以随时改变转盘最大扭矩限制值。将“转盘扭矩限制”旋钮转到不同位置，使转矩限制值在额定转矩值范围内调节，“转盘转矩表”指示出相应的工作转矩电流值。
(4)若要改变绞车／转盘的运行方向，首先应把给定手轮转到“零”位，然后把“工作选择”开关转到“停”位，再转到相反的位置。系统自检后，再转动给定手轮，使绞车／转盘反向运行。
(5)不管司钻操作钻井泵、绞车还是转盘，一定要监视功率百分表指针所在的区域。若指针指在绿区，表示发电机组工作在最佳工况区；若长期指在黄区，则表示发电机组的负荷太轻，如果此时至少有两台发电机并网运行，可通知电工停掉一台机组；若指针指在红区，表示发电机组负荷太重，司钻应减负荷并通知电工再并一台机组，否则，可能会造成“高负荷”故障。
(6)绞车、转盘、钻井泵，如果长时间不用，可通知岗位人员断开相应的传动箱主断路器。
五、钻机的气控系统
钻机的控制系统按控制方式分为机械控制、气动控制、液压控制、电控制及综合控制等几种(目前最常用的是气动控制)，气控系统主要由供气机构、发令机构、传令机构、执行机构四个部分组成。主要功能是控制柴油机的启动、停车、调速和联动机并车与停车；控制绞车换档及绞车、转盘、钻井泵的启动与停止；控制绞车、转盘的转速和转动方向；控制滚筒刹车、猫头的运转与停止；控制气动卡瓦、液气大钳、气动旋扣器、顶部驱动装置等起下钻操作机械；控制气动绞车、防碰天车装置、自动送钻装置及井口防喷器装置；控制空气压缩机、发电机、除砂泵、离心泵、搅拌机等装置；控制井架底座的升降、井架的起、放、缓冲作用。
钻机的气源设备由空气压缩机、压缩空气处理装置(冷却器、油水分离器、干燥器、除尘器)和贮气罐三部分组成。控制阀有压力控制阀、方向控制阀和流量控制阀三大类。
钻机气控系统的使用安全技术要求主要有：(1)气控系统的工作压力应保持在规定的范围内。
(2)要防止压缩空气的漏失。在工作时，应密切注意各气控元件以及管线接头等密封情况。在动力机停止运转时，不允许有空气漏失声，气路系统的压力降应限制在允许的范围内。
六、钻机的辅助设备及设施
钻井施工现场的辅助设备和设施有辅助其中设备、电气设备、消防设备、供水设备、防冻保温设备和焊割设备等。
(一)辅助作业设备和设施
1．气动绞车
气动绞车是一种用活塞式气马达为动力的单卷筒绞车。其使用安全技术要求主要有：
(1)使用前，应检查固定是否牢靠；钢丝绳排列是否整齐；制动装置是否可靠；牙嵌离合器是否灵活。
(2)操作前，先将配气手柄置于“升”、“降”位置，通过控制进气量检查运转是否正常。
(3)分水滤气器要经常放水。
(4)油雾器要经常加注6号或8号汽油机用机油，油面不得超过加油塞。(5)动力箱内夏天加入20号柴油机用机油，冬天加入10号汽油机用机油，一周检查一次。油面高度为机油壳总高度的2／5为宜。轴承处每周注两次黄油。
2．猫头
两个猫头轴上的死猫头，刚性地安装在绞车猫头轴的两端，并与绞车猫头轴一起旋转，用于起下钻的上卸扣和起吊重物。内、外摩擦猫头的滚筒用滚子轴承支承在猫头轴上，通过安装在滚筒一端法兰内的摩擦离合器控制滚筒的动作，它能独立地转动。外摩擦猫头通常在起下钻时用来拧紧要下人井内的钻具接头丝扣；内摩擦猫头通常用在起钻时卸松钻具接头丝扣。
猫头操作是一项十分危险的作业，稍有不慎就会造成人员伤亡或重大经济损失。随着钻井科学技术的进步，顶部驱动装置、液气大钳、自动上扣器、气(电)动小绞车等设备和设施已投入使用，猫头终将被逐步淘汰。
猫头的使用安全技术要求主要有：(1)猫头表面应平整、光滑，不能有沟槽，在旋转的猫头上不能有任何突出的物体，以免操作者被挂而受伤。在猫头前面必须装有挡绳器。
(2)操作者拉紧猫头绳上卸扣之前，井口人员都要离开钳柄的转动范围，严防钳尾绳断裂或绳卡滑脱而伤人。
(3)操作人员必须戴分指手套，衣服袖口、衣扣要系紧，颈部不许系围巾。(4)操作者应站在猫头前0．6m处，斜对猫头呈45°角，左脚在前，右脚在后，呈“T”字型步，身体站直，脚下无绳索和杂物。
(5)操作完毕应立即退绳，不得留有猫头绳在旋转的猫头轴上。
(6)任何情况下都不要在猫头上用钢丝绳。因为钢丝绳缠绕到猫头上时，可能会堆积或切入另一绳圈而被卡住，因而危及猫头操作者或其他人员的生命安全。
(7)严禁用三挡车速度拉猫头。
(8)严禁用直径小于25．4mm的棕绳拉猫头。
(9)严禁打结、有毛刺、绳股散乱和长度不符合要求的棕绳上猫头。(10)严禁用猫头吊人进行高空作业。(11)钻机必须装设乱猫头紧急停车开关。3．自动送钻装置
自动送钻装置具有适应性广，钻压波动可控制在10kN以内，送钻均匀，无冲击，工作安全可靠等优点。在钻遇地层溶洞时可避免钻具快速下放，气路系统出现故障时能自动刹车；全气动控制，体积小、重量轻、移运性好；钻进时也可安装，维修时不影响正常钻进，操作简单等优点。
自动送钻装置的使用安全技术要求主要有：
(1)死绳拉力传感器应“绷”在死绳端距死绳固定器600～800mm处。(2)有通过调节螺母松紧程度，使控制相上的双针压力表黑针读数与指重表读数一致。
(3)绳座上的排气孔必须向下，防止污水及污物进入。
(4)执行机构、控制箱应固定安装在刹把附近的司钻操作台侧面或井架大腿上的适当位置，做到既便于在调节过程中观察指重表，又能保证执行机构的钢丝绳不与外界任何物体磨擦。(5)反馈装置的安装应应平放安装，放气孔朝下，避免水和脏物进入，保证启动机构起动时不受任何阻挡。
(6)摩擦轮与滚筒轮缘不工作状态时，间距应保持在12-13mm。工作时能紧密接触。
(7)刹把弹簧与刹把链卡的安装，应保证刹把弹簧轴线在与刹把转动平面平行的平面内，同时与执行机构钢丝绳平行，均应尽量与刹把成垂直状态，且刹把弹簧和执行机构钢丝绳挂上刹把链卡后，必须牢固而不致于滑脱。
(8)缩短反馈管线的长度，架空的气路管线应捆扎固定，防止摩擦割断。(9)刹把间隙尽量要小，避免出现空行程和刹带单边等现象。起下钻后，应及时调整刹把，滚筒和刹车系统应经常保养。工作时，气源压力应始终调节保持在0．5MPa。
(10)无论任何时候，在拉出“开关”阀手柄之前，必须使“信号输出压力表”显示为“0”，以防止发生溜钻事故。
(11)起下钻或其他非钻进时间切忌将“开关”阀拉出，以免反馈装置摩擦轮与变速转动滚筒相摩擦而大量磨损。
(12)调节钻压时，应注意观察制重表。“钻压调节阀”的调节应缓慢，切忌过猛，避免红针压力陡然降低，信号输出压力过大而发生溜钻。
(13)正常钻进时，若发现钻压波动过大，可适当关小“钻速调节”阀，钻压跟不上时，可适当打开此阀，一般情况下保持打开约1／5圈的状态。(14)刹把弹簧在自动送钻工作状态时，应保持适当的拉力，信号输出压力在0．1MPa左右工作，即是处于较理想的工作状态；若低于0~05MPa或高于0．15MPa时，则应调节刹把弹簧，使其拉力相应增加或减小。
(15)连接反馈装置和控制箱的软管长度小于6m时，应将控制箱内的“反馈效果控制阀”打开适当开度。软管长度超过m时，则不必打开此阀。
(16)停止送钻时，应先将“开关”阀手柄推进，再调节“钻压调节阀”使红针压力升高大约0．05MPa，然后将执行机构钢丝绳、刹把弹簧依次从刹把链卡上取下，使装置停止工作。
4．气动卡瓦
气动卡瓦是代替手动卡瓦、用于起下钻时夹持井内钻具的机械装置，具有使钻具在任一位置时夹持牢靠，自动定心，操作简便、安全等特点。起下钻时，司钻在提升钻具的同时，应踩下脚踏控制阀，压缩空气与气缸气管路连通，气缸便推动钳体上升，卡瓦钳口即与钻具脱开。松开脚踏控制阀复位时，压缩空气与气缸回气管路连通，钳体靠自重和气压下落，与此同时将吊起的钻具缓慢放下，夹紧钻具。在钻具上提、下放过程中，不得松开脚踏控制阀，钻具座在卡瓦上的操作应平稳、缓慢，不得过猛以免造成冲击，甚至卡瓦碎裂而落井。
5．手拉葫芦
维护保养在钻井设备现场的重要性 篇6
关键词：石油钻井；机械设备；维护保养
中图分类号： TE935 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）34-38-2
0 引言
在进行设备的维修管理过程中，不仅需要对其各种故障进行全面的分类，还需要结合实际情况，对其各种故障进行排除。在进行钻井设备的应用过程中，对其进行维修保养具有十分重要的作用。
1 石油钻井机械设备的故障分类
在石油钻井机械设备中会出现常见的故障如下。①损坏型的故障。例如，龟裂、烧蚀、压痕、拉伤、变形、点蚀、断裂、开裂等。②松脱型的故障。例如，松动、脱落等。③退化型的液障。例如，变质、异常磨损、剥落、老化等。④堵塞与渗漏型故障。例如，漏水、渗油、漏气、堵塞等。⑤失调型的故障。例如，间隙过小或过大、压力过高过过低等。⑥性能衰退故障模式，例如，性能衰退、过热、功能失效等。
可以将石油钻井机械设备中常见的故障造成的后果分为以下三个种类。①隐蔽性故障后果。这一类的故障不会直接对钻井机械设备造成影响，但是，在某种情况下，却能带来各种非常严重的故障后果，造成不可估量的机械设备损失。②安全性和环境性后果。这类是指石油钻井机械的故障会对工作人员造成一定的损伤，还会造成企业违反国际、行业、国家的相关环境标准。造成严重的环境污染。③使用性与非使用性后果。使用性后果是指石油钻井机对于机械设备产生较为严重的影响，使得生产活动无法正常进行，与之相反的是，非使用性的后果。
2 石油钻井机械设备故障的预防
工作人员在维修石油机械设备的故障时，需要先累积好维修故障的经验。不断地对新方法进行探索。从机械产品的保养、调整、制造、材料和设计方面来提升机械设备的性能，使得机械设备的质量能够提高。工作人员需要及时地更新维修方面的理念，先进的维修能够改善机械设备的原有性能，还能够进行再创造的工作，更加侧重的是机械设备的性能能够得到提高，这样机械设备能够适应各种工作环境，还能充分地发挥出基本的性能。
2.1 钻井机械设备的故障分析
对于机械设备的故障进行分析时，首先，需要从故障本身的现象入手，然后找出故障的原因，但是工作人员往往会受到现场条件的限制，只能够看到部分故障现象。这需要工作人员具有合理、科学的步骤与方法，对故障现象进行综合分析，分析可以分为以下三个步骤。首先，严密、科学地对现场情况进行调查。工作人员需要对故障顺序和故障时间进行调查，并且到现场进行拍照等资料收集方面的工作，对故障部件进行清洗、保存、检查。其次，通过分析可以确定故障的机理与原因。工作人员需要进行故障部件的性能试验、微观检查、断口宏观、无损检查等项目，通过所测得的数据能够对分析计算故障部件的疲劳、断裂力学、强度等数据。进而确定故障原因。工作人员需要对结论进行数据与材料方面的总结，然后通过明确的结论形成书面形式的报告。
2.2 石油钻井机械设备的维修
在一般情况下，多种模式可以造成石油钻井机械的故障，所以在对石油钻井机械进行维修时，需要采取多种办法能够降低磨损效果并且对机械设备的故障进行预防。同时，机械设备的维修人员需要掌握好各种维修方法，以便于能够进行现场应急维修。
减少石油钻井机械设备零部件的磨损。首先，机械设备的维修人员，需要先做好合理的润滑工作，对于润滑剂的选择需要结合机械设备的结构特点以及季节特征，然后才能对机械设备进行有效的润滑工作，使得这些设备的性能能够得到保证，各部分的零件都能够进行紧密的配合工作，也防止了灰尘杂质的飘入，能够有效地降低零部件的磨损速率。其次，操作人员需要在科学合理的操作页面下对石油钻井机械进行操作。在进行实际操作时，需要对机械设备的工作负荷进行注意，不能使机械设备超出最大负荷。在队友们进行加减时，应该使机械处于平稳的状态，均匀地用力，避免机械中零部件大起大落，尽量使机械设备的剧烈磨损降到最低。从而，能够有效地预防机械故障。
3 石油钻井机械设备的保养和维护措施
对于钻井计机械设备的保养主要分为一级保养、二级保养和日常保养。日常保养是操作人员在机械设备正常运行时，认真检查机械设备，做好石油钻井机械设备的保养和维护，观察机械设备的性能和机器零部件的磨损情况。然后，根据相关的机械设备的规定，进行机械设备的加油与润滑操作。当操作人员对机械故障检查出问题时，应该及时向上报告情况，与维修人员进行及时沟通，以便于能够修复。当结束一天的机械设备操作时，操作人员应对机械设备的润滑、清洁、检查等工作做好。然后记录好当日的机械设备的运行情况与接班记录情况。
机械设备运转的时间，可以确定一级保养与二级保养，当机械运转的时间在600小时左右时，需要进行一级保养，工作内容就是对机械设备进行零部件的检查与拆卸，对零件进行紧固与工作，疏通管道和油路，对于石油钻井机械的电器部分需要请专业的电气人员来进行保养，维修石油机械的运转设备为3000小时左右时，需要进行二级保养，二级保养的内容大致与一级保养相同，但是二级保养提高了对于保养人员的要求，主要是专业的技术人员。
4 石油钻井机械设备维护保养的具体措施
4.1 检查石油钻井机械设备的管路连接
在进行石油钻井机械设备的维修以及保养的过程中，其首先需要对石油钻进机械设备的管路连接进行全面检查。一般情况下，其钻井设备的管路不会出现裂缝，但是在高强度的作业下，其常常在衔接上会出现设备故障。因此，检修员在进行检修的过程中，一定要对设备各管路之间的衔接情况作出相应的分析报告，从而达到良好的质量检修效果。
4.2 做好石油钻井机械设备的强制修理
在进行机械设备的修理过程中，其常常需要对设备进行强制修理。尤其是在应急修理的过程中，一般应用较多的修理方法是零件修理法。就是对于质量问题的零件进行及时的切换，让设备能够尽快地投入到运作生产之中，从而达到理想的修理效果。
4.3 做好分类整理工作
在进行设备检修的过程中，需要做好分类整理工作。其主要需要整理两个方面的内容，其一，对设备的零配件进行全面的整理，在进行设备的检修过程中，其所用到的零部件相对较多，因此要对其整体的零部件进行全面性整理，从而达到理想的整理效果。同时还要对维修机制的信息进行整理。让设备的维修故障得到跟踪，从而达到较好的整理效果。
4.4 加强石油钻井机械设备的管路
应经常检查泥浆枪接头有无泥浆渗漏，如以现渗漏，应更换密封圈，活接头每半年拆卸清洗一次，在转套处加钙基黄油，并检查密封圈磨损程度。每口井打完后，必须清除各罐内积砂，并用清水或蒸汽冲洗泥浆管线。对于管路要进行良好的管理，让每条管路都处于畅通的状态。
4.5 合理配置设备维修
在进行配置的过程中需要对其整体的设备进行配置，让其整体的硬件性能得到全方位的优化，最后达到理想的维修效果。
5 结语
石油企业要建立健全石油钻井机械设备的管理制度。钻井设备直接关系到石油企业的正常运营。因此，对于机械设备的管理必须要引起重视，使得机械设备的管理水平能够提升。一方面，石油企业需要将石油钻井机械设备的维修质量进行提高。对维修人员实行实名登记制，推行奖惩制度，对表现杰出的维修人员予以优厚的奖励。另一方面，石油企业要引进PMS的系统，积极地对现代化设备的故障诊断技术与监测技术进行运用，使得机械设备能够低成本、高效、安全地运行。
参 考 文 献
[1] 周长虹.钻井设备常见故障分析研究[J].科技资讯，2012（04）.
[2] 罗军，白丙建.钻井设备应急管理及实践[J].科技资讯，2012（17）.
[3] 刘祥民.钻井设备发动机保养及维护措施[J].新疆有色金属，2010（S2）.
钻井电气设备 篇7
1 当前油田钻井防爆电气设备的安全隐患
在当前的油田钻井之中, 为了确保生产过程中的安全性, 防爆电气设备的应用非常广泛, 但是从当前来看, 防爆电气设备还存在如下几个方面的安全隐患:
1) 防爆电气设备工作状况难以得知。从当前来看, 大部分的油田钻井防爆电气设备的实时工作状态根本无从得知, 也就无法了解防爆电气设备是否还在正常的工作, 从而可能影响到油田的安全生产。
2) 设备老化检修难度较大。由于油田生产环境恶劣, 一些防爆电气设备尤其是其所用的电缆老化较快, 一旦没有及时的发现存在的问题, 就很可能导致出现安全隐患。
3) 电气设备工作的智能化程度不够, 分散管理现象严重。
2 基于PLC的油田钻井防爆电器设备的升级改造方案
2.1 方案的设计
为了能够对防爆电气设备的实时工作状况能够及时的被探知, 并且了解防爆电气设备的老化状况, 将防爆电气设备进行集中智能化管理, 这需要文章的升级改造方案能够实现如下几个方面的功能:
1) 具有与其他交换机连接, 实现语音数据、视频数据的网络传输功能;
2) 具有采集模拟信号以及开关量信号的功能;
3) 具有继电器输出控制功能;
4) 具有网络通讯功能。
基于此, 设计基于PLC的油田钻井防爆电气设备升级改造方案如下图所示:
如图1所示, 本方案的关键在于无线传感器和隔爆型光纤摄像仪, 通过两者的作用, 能够实时的监控当前的油田钻井防爆电器设备的工作状况以及设备自身的实际状况, PLC将相关数据进行处理之后, 能够通过显示屏、扬声器将相关信息进行输出, 而后PLC能够依据预设参数通过继电器对油田钻井防爆电器设备进行关闭或者启用, 实现对电气设备的智能化和集中化管理。
2.2 硬件选型
在硬件的选择方面, 关键是选择合适的PLC, 由于油田钻井的工作条件非常恶劣, 同时对油田钻井防爆电气设备的改造升级有要求PLC具有良好的稳定性和极强的连续工作能力。基于此, 文章选择西门子S7-1200系列PLC。该系列的PLC具有非常卓越的性能, 网络通讯能力也很强, 本身具有模块化、结构紧凑以及功能全面等特点。除此之外, 该方案已经被实践证明能够适合在各种工况之下稳定的工作, 其适宜工作的温度范围为0℃~40℃;平均相对湿度:≤95%RH (+25℃) ;大气压力:80kPa~106kPa。
笔者在此主要以中性点不接地电网为例进行分析。在中性点不接地系统中, 测试第个i非故障线路开关对应的零序电流:
检测故障线路开关所对应的零序电流:
通过检测中性点不接地电网故障线路开关进行零序电流, 不难发现, 该零序电流为一切没有出现故障的零序电流总和, 并且具有相反方向, 所以, 可以在此基础之上对漏电保护加以分析。上述原理是零序电流型漏电保护及零序功率方向型漏电保护的基础, 然而, 在实践中所发生的煤矿漏电事故又有诸如金属性以及高阻性等不同类型漏电故障的区别, 零序电压及零序电流与接地电阻之间呈负相关关系, 这就意味着, 零序电压及零序电流会随着接地电阻的上升而下降, 这就会导致零序电流型漏电保护中拒动现象普遍存在, 零序电流功率型漏电保护发生误动或拒动等故障。
2.3 数据传输方案
由于基于PLC的油田钻井防爆电气设备升级改造之后, 数据传输密集程度较高, 所以PROFIBUS-DP网是最佳选择, 同步进行全部DP从站的输入级输出。PROFIBUS-DP只采用了参考模型中的第一、第二层以及用户接口, 这样可以确保其结构的精简性, 从而有助于促进数据传输速度的进一步提升。对于用户接口而言, 由于直接数据链路映像DDLM的应用在很大程度上提高了进入第二层的便利性。用户、系统以及各种设备有权调取的功能主要是由用户接口规定的, 并可以向RS-485或者是光纤传输提供支持。可编程控制器与现场各种设备之间进行数据交换需要借助高速串行线才能实现。系统配置主要涉及到以下内容:站数量和地址, 输入及输出地址的分配情况, 输入和输出数据的具体格式, 诊断信息的格式以及总线参数等。
3 结语
油田钻井防爆对于钻井现场安全具有至关重要的作用, 由于油田钻井的特殊工作环境, 其涉及到的爆炸危险性非常高, 因此对于电气设备防爆也有着极高的要求。但是, 从当前的防爆电气设备使用状况来看, 还存在着各种各样的问题。文章研究了一种基于PLC的油田钻井防爆电器设备升级改造方案, 通过PLC能够及时的发现防爆电气设备的工作状况, 进行实时状态检修, 并且通过传感器的数据传输, 一旦发现问题, PLC就能够及时的通过预设参数切断继电器, 进行保护, 同时报警, 从而全面保障井场工作安全。
摘要：防爆电器在油田钻井中担负着钻进和通讯等各方面的工作, 而且由于其防爆性能, 对石油的安全生产也起到了非常重要的作用。然而在实际应用中, 现有的防爆电器设备的老化以及线路破损等问题难以及时的发现, 可能影响到油田的安全生产。文章介绍了一种基于PLC的油田钻井防爆电器设备的升级改造方案。希望本文的研究对于我们更好的推动油田安全生产能够起到一定的参考和借鉴作用。
关键词：PLC,油田钻井,防爆电器,改造
参考文献
[1]张国山, 丛万生, 范亚民.电气防爆标准在陆上石油钻机产品设计中的应用[J].电气防爆, 2009.
钻井设备常见故障分析研究 篇8
1 钻井机械设备常见的故障种类及造成的后果
1.1 钻井机械设备常见的故障
(1) 损坏型故障, 如断裂、开裂、点蚀、烧蚀、变形、拉伤、龟裂、压痕等; (2) 退化型故障, 如老化、变质、剥落、异常磨损等; (3) 松脱型故障, 如松动、脱落等; (4) 失调型故障, 如压力过高或过低、行程失调、间隙过大或过小、干涉等; (5) 堵塞与渗漏型故障, 如堵塞、漏水、漏气、渗油等; (6) 性能衰退或功能失效型故障, 如功能失效、性能衰退、过热等。
1.2 钻井设备故障造成的后果
(1) 隐蔽性故障后果, 隐蔽性故障没有直接的影响, 但它有可能导致严重的、经常是灾难性的多重故障后果; (2) 安全性和环境性后果, 如果故障会造成人员伤亡, 就具有安全性后果;如果由于故障导致企业违反了行业、地方、国家或国际的环境标准, 则故障具有环境性后果; (3) 使用性后果, 如果故障影响生产, 就认为具有使用性后果。
2 机械设备故障的原因分析
机械设备故障85%以上是由磨损产生的。解决零部件的磨损, 除了采用优良的材料, 选择先进的制造工艺、设计合理的机械结构外, 最重要的一点就是保证机械的合理润滑, 还需要操作人员的细心操作等。
保证机械的合理润滑。机械设备的故障50%以上是由润滑不良引起的。由于机械设备各零部件配合的精密性, 良好的润滑可以保持其正常的工作间隙和适宜的工作温度, 防止灰尘等杂质进入机械内部, 从而降低零件的磨损, 减少机械故障。正确合理的润滑是减少机械故障的有效措施之一。为此, 一是要合理使用润滑剂, 根据机械结构的不同, 选用不同的润滑剂类别, 按照环境和季节的不同, 选择合适的润滑剂牌号。不可任意替代, 更不可使用伪劣产品;二是要经常检查润滑剂的数量和质量, 数量不足要补充, 质量不佳要及时更换。
细心合理地操作机械。作为机械操作人员, 启动机械前均应检查冷却液及机油是否够量, 不足要及时补充后再启动机械。机械启动后要进入低速预热阶段, 待冷却液及机油达到规定温度后, 再开始工作, 严禁低温下进行超负荷运转。操作人员在机械运行中, 要经常检查各种温度表的数值, 发现问题及时解决后再工作。在操作机械设备时, 要注意不能在超过机械所能承受的最大负荷下工作, 保证机械处于较为平稳的负荷变动, 防止发动机、工作装置的大起大落, 降低机械的磨损, 减少故障的产生。
3 机械设备管理采取的措施
3.1 强教育培养, 努力造就一支高素质的专业技术人员队伍
首先要抓好管理人员的选配和培养, 通过送出去培训、在职自学、函授等形式, 提高业务素质, 使之成为具有现代科学管理知识和以法管理的能力, 善于在复杂条件下实施有效管理专业管理人员。其次要抓好操作人员的教育训练, 要结合本单位实际, 采取集中学习与分散自学相结合、定时辅导与集中测试相结合的方式, 分层次地进行政治理论学习和专业技术培训, 积极开展评先创优、岗位练兵和技术比武活动, 多手段培养职工的爱岗敬业的精神, 对于未按规定使用、维护设备的要进行严厉的处罚, 同时对严格执行机械设备管理规程、工作认真负责、成绩突出的给予奖励。真正把机械设备管好、用好、维护好, 确保生产的安全、高效、低耗。最后是要抓好维修队伍的建设, 通过单位自培、引进中等专业人才等办法, 提高国营建筑企业的维修技术力量, 通过较好的维护保养作业, 努力提高机械设备的活力。
3.2 加强配件质量和油品管理
国家实行市场经济, 石油钻井机械设备的维修配件也打断了专营, 进入了市场其利弊众说不一。但有一点, 由于受经济利益的影响, 在配件市场上, 许多鱼目混珠的配件摆上柜台, 这些产品并不是不能用, 只是使用寿命有限, 或强度不够, 造成维修工作不力, 同时对设备的寿命也有影响。所以管理人员一定要加强配件质量和油品的监理工作。
3.3 充分利用“P MS”, 搞好设备的强制保养
“PMS”, 即预防维修保养制度, 机械设备损坏机理主要是由于能量的作用和设备零部件损坏到一定程度引起的, 通过对机械设备故障特征的分析, 认为只有加强对设备运行全过程进行维护和检修, 才能使设备较长时期处于良好的状态。充分运用PMS系统, 做好“强制保养”。现代化工业大生产的装备系统具有大型、连续、高速、复杂、自动化程度高等特点。因此, 当发生非预知性故障时, 会造成巨大的停机损失。若利用现代设备监测与故障诊断技术, 做到预知性维护, 可使设备系统实现高效、安全、可靠、低成本运行。
摘要：石油钻井机械设备对于石油工业的发展有着决定性的作用, 本文列举了钻井设备常见的故障, 并对故障原因进行了系统分析, 进而提出了有效的预防措施。为将来我国的石油开采提供最好的钻井质量, 争取减少钻井的成本, 避免在钻井过程中不必要的钻井事故。
关键词：钻井,故障诊断,故障排除,钻井设备
参考文献
[1]孙松尧.钻井机械[M].石油工业出版社, 2006, 8.
[2]申群凤.浅谈机械设备中的常见故障及维修[J].石河子科技, 2006 (2) .
[3]李继志, 陈容振.石油钻采机械概论[M].东营:石油大学出版社, 2003.
[4]华东石油学院矿机教研室.石油钻采机械[M].北京:石油工业出版社, 1990.
[5]马永峰.钻机操作维护手册[M].北京:石油工业出版社, 2005.
[6]陈涛平.石油工程[M].石油工业出版社, 2007, 1.
[7]陈如恒.电动钻机的工作理论基础[J].石油矿场机械, 2005, 34 (3) :1～10.
[8]崔卫国, 田琴珍, 荆合生.石油钻机主要设备常见故障及处理[M].北京:石油工业出版社, 1993.
[9]王江萍.机械设备故障诊断技术及应用[M].陕西:西北工业大学出版社, 2001.
[10]张召平, 等.钻井工程事故预防与处理[M].北京:中国石化出版社, 2000.
石油钻井设备的维护与管理 篇9
石油钻井设备是指在石油钻井过程中所涉及到的机械设备的总称, 它有八大组成部分, 分别为钻机底座、循环系统、提升系统、驱动系统、控制系统、旋转系统、传动系统级辅助设备。石油钻井是由很多组合部分构成的整体性工作, 每一个系统的正常工作与否都会对钻井作业产生很大的影响, 因此安全、高效、正常的钻井作业是一个永恒的话题, 因此我们必须重视钻井设备的维护与管理, 以保证钻井作业的正常进行。
一、现场钻井设备管理存在的问题
1、管理机构不健全, 制度上存在着缺陷
对于钻井设备的管理需要有关部门建立相应的管理及监督机构, 在机构内要明确机构成立的目的, 相关人员的职责以及相应的惩罚及奖励措施, 使得对于钻井设备的管理从心里上重视起来, 从钻井作业开始前的准备、钻井的进行及钻井完成后的后续工作是一个时间段比较长、人员流动频繁的过程, 不仅管理部门甚至是现场人员都会对定期的设备管理产生乏味感, 对设备的使用状况缺乏有效的管理, 而且可能会出现机构人员组成简单, 甚至被其他职能部门监管或者代为执行的情况,
2、钻井设备趋于老化, 更新换代慢
为了实现降低整体钻井作业的成本, 很多钻井作业现场使用的设备已经出现老化, 相对于国外先进的钻井设备, 我国的钻井设备是落后的, 钻井设备没有一个明确的使用指标, 或者是一个明确的使用期限, 只是以不影响钻井作业的进行, 不威胁钻井人员的安全进行粗略估算, 而事故的发生是由于某个细小的生产作业操作错误、失误、不到位或者是日积月累的缺乏严格管理产生的, 当作业操作与生产管理上的缺陷结合到一块时那么影响生产作业的安全正常进行的几率就会无限的扩大, 对于钻井作业会产生巨大的威胁。
二、加强石油钻井设备的管理
石油钻井设备的管理关系到钻井现场人员的生命安全, 是生产作业正常进行的保障, 石油钻井设备管理的加强须从以下几个方面进行:
1、钻井设备管理机制的健全体制的完善
管理机构的完善需要做到对管理机构的统一规划, 专人负责, 明确机构人员的职责与义务, 明确机构管理人员对钻井设备管理过程中出现的问题的处罚条例, 还要明确对现场设备管理较优异的团队的奖励办法, 做到奖罚分明, 激发出现场工作人员对设备管理重要性的积极性, 激励现场人员加强石油钻进设备的管理,
2、执行责任到人制度
在现场工作执行定人、定机、定岗制度, 对于每台机器做到专人保养、专人维修、专人操作, 在一个使用周期内不得随便变动维修、保养或者是操作人员, 以免因为换人影响对设备的熟悉程度, 对生产作业产生不利影响, 以避免不必要的麻烦。
3、完善设备保养制度, 对于优秀人员进行评优奖励
在现场生产作业时, 由于工作地点、工作环境特殊的特点, 对设备的消耗、使用损耗都是比较厉害的, 所以在长期的生产作业期间, 设备的好坏、工作的正常与否很大程度上取决于保养, 因此为保证现场生产效率应该对设备维修保养人员进行评优奖励, 以保持他们工作长期的积极性, 可以设立基础奖励条例, 对于一个工期内没有因为设备故障而影响生产周期的, 可以提供不同等级的物质奖励, 保持大伙的积极性,
在制定保养制度时, 要根据各个设备的具体情况, 制定出符合实际的保养、维修策略, 对于新旧程度不一样、维修、保养方式不一样、管理周期不一样的设备要制定出相应的措施, 以提高技术水平, 做到以保养为主, 维修为辅, 保证安全生产, 尽最大可能不因为设备故障问题, 影响现场作业的进行。
三、石油钻井设备的维护与管理
石油钻井设备的维护能够使设备发挥功效, 做到精心维护、安全合理使设备长期处于稳定良好的工作状态, 这对于提高钻井作业效率, 缩短工程周期, 节约成本, 提供钻井作业的质量都有着重大意义,
1、加强钻井设备保养维护管理
设备的保养与维护最重要的人员的技能, 重视设备管人员的工作能力是重点, 所以要加强管理人员的教育培训工作, 提高人员的管理水平和现场业务技术能力, 对于设备的管理工作应坚持为企业、为发展的目的, 按照不同岗位要求、不同范围, 多渠道、多层次的开展必要的知识培训, 必要时可以进行适当的现场管理演练, 以对现场工作人员管理水平、管理知识进行实地考核, 将考核结果记入钻井日志、月志, 保证出现生产故障的顺利、快速解决,
石油钻井在国家安全生产体制中占有非常重要的地位, 因此现场石油钻井设备的管理也有着国家管理标准可以遵循, 设备的安全管理要做到责任到人, 包括安全管理部门、设备管理培训部门等, 另外设备的管理从上到下要有章可循, 编制出相应的安全操作规范手册, 做到人手一册, 对于人员的设备管理意识强化及安全生产意识有重要意义。另外对于设备管理不到位、意识涣散、玩忽职守的要进行不要的处罚, 以保证管理人员对自己岗位涉及到的技术性能、结构原理、工作方法等熟练掌握, 以免发生误操作。
2、石油钻井设备保养维护
钻机的维修保养:1对钻机表面的泥浆、油污、岩屑等杂物要做到随时清理, 保持钻机表面的干净, 2要随时检查钻机各个密封部位轴承、密封油的情况, 对齿轮箱、液压油等各个对温度有要求的部件要经常检查, 保证温度在正常允许范围之内, 3对转动部件进行不定期的检查, 检查是否出现过热或者磨损严重的情况, 一旦出现要进行停机维修与检查, 4注意倾听是否出现不正常声音, 如剧烈震动、尖叫等, 一旦出现要发信号, 停机检查, 5对管线的检测与维护, 检查各个管线的垫圈、油液是正常使用, 有无干包、老化现象, 6日常防护, 管理经常化, 在正常、严格的设备管理机制下, 要把设备管理机制、设备养护职责做到经常化, 使得养护工作优良。
摘要：在石油钻井施工现场一般都是露天的, 钻井设备不仅要需要承受长时间使用的损耗, 还要经受风吹日晒, 雨打雪淋, 甚至是化学腐蚀, 加强钻井设备的维护与管理, 无论是从提高生产效率, 降低钻井作业成本, 还是从钻井作业的安全角度都需要一定的重视, 本文就通过现有钻井设备维护中的一些问题, 对石油钻井设备的维护与管理提出自己的建议, 对于现场的设备管理提高有一定的参考价值。
关键词：石油钻井,设备维护,管理,安全
参考文献
[1]李武, 彭景, 浅谈石油钻井机械设备保养维护, 企业技术开发 (2011) 18-0171-01
[2]王井华石油钻井机械设备管理与维护中国石油和化工标准与质量
深水钻井设备现状及发展分析 篇10
1 深水钻井设备发展现状
随着深水钻井技术的不断发展, 深水钻井设备也面临着重要的挑战。首先在深水钻井过程中, 水深成为限制深水钻井设备发展的重要因素。随着海水深度的增大, 钻井工具、环境等越来越复杂, 给钻井平台的承受能力、钻井设备负载等都提出了很高的要求。而且随着海水深度的增大, 海洋钻井使用隔水管的长度增长, 对隔水管的强度和工作寿命都提出了较高的要求。随着水深的增加, 海水的温度会越来越低, 对钻井设备提出了更高的要求。由于海上环境的复杂性, 随着海水深度的增大, 海浪强度逐渐增大, 在海浪作用下, 容易导致钻井平台的移动, 对钻井设备也提出了更高的要求。遇到特殊情况时, 如果钻井平台的载荷超出设计要求, 需要将平台和井下设备的部分连接设备断开, 防止设备的损坏。如果出现强烈的风暴等恶劣天气, 将会对平台产生巨大的影响, 因此在海洋钻井平台设计过程中, 安全性设计非常重要。深度增加后海水的温度逐渐降低, 深海地区海水的温度在零度以下, 给深海钻井带了巨大的挑战, 低温海水会对海底岩层产生作用, 导致海底岩层温度降低, 较低的温度会严重影响钻井液的流动性, 当钻井液的温度降低后, 钻井液的粘度增大, 导致钻井液的流动性变差。钻井液在井筒流动的过程中, 流动阻力大幅增大。而且在低温条件下, 固井水泥浆的凝固时间增长, 凝固形成的水泥石的强度也不高。在深水钻井过程中, 如果发生深水地质灾害, 容易导致海洋深水钻井作业的失败。浅层流动是影响深水钻井主要的灾害之一, 浅层流动介质可以是液体也可以是气体, 这些浅层的流动介质会严重影响井下平台设备强度, 例如浅层的流动介质会冲刷平台导管等部分, 严重的将会导致钻井设备的失效。浅层的气流进入海水中后, 海水的密度逐渐的降低, 平台的浮力减小, 海洋钻井平台受力改变后, 将会影响平台的稳定性。在深海钻井过程中, 深海钻井的泥浆密度窗口较小, 导致钻井事故的频发, 给深海钻井带了巨大的挑战。海水中的水合物也会给深水钻井带了巨大的挑战。在固井的过程中, 水泥浆的凝固将会释放大量的热量, 产生的热量会对水合物加热, 导致水合物的分解, 形成大量的气体, 形成水泥浆的气窜现象, 严重影响到固井质量。形成的气体进入到钻井液中, 降低了钻井液的密度, 钻井液的液柱压力降低, 容易发生井涌甚至是井喷等严重钻井事故。如果在深海钻井过程中, 钻遇了较厚的水合物层位, 由于钻井作业将会导致水合物物性的改变, 影响了水合物层位的稳定性, 降低了深海钻井井筒的稳定性。
2 深海钻井关键设备的发展分析
在深水钻井过程中, 深水钻井装置要承受风浪、海流等特殊条件的考验, 海水对钻井设设备的腐蚀也比较严重, 因此需要不断地提高深水钻井设备的安全性和稳定性。深水钻井船具有良好的可移动性。深水钻井船主要包括钻井设备、动力定位、移动等部分, 由于平台是船体, 因此具有良好的移动性, 操作灵活, 能够快速进行钻井位置的移动, 深水钻井船可以适用于深度较深的深水钻井, 但是钻井船的空间有限, 钻井平台的空间小, 同时受恶劣天气的影响较大。半潜式平台是由固定平台逐渐发展起来的, 半潜式平台具有许多优势, 例如可以抵御较恶劣的海洋环境, 钻井平台的面积大, 系统的强度高, 具有较高的钻井作业效率, 和其他钻井方式相比, 在深海钻井方面具有诸多优势, 因此近年来得到了快速的发展。在钻井作业时, 将半潜式平台的下部浮体中注入水, 保证平台的大部分都能够在海水以下, 减小钻井平台在海面以上的露出体积, 降低了海浪对钻井平台的影响。当钻井作业完成后, 再将下部浮体中水排出, 半潜式平台的浮力逐渐增大, 进而进行钻井平台的拖航。随着半潜式平台技术的逐渐发展, 钻井平台的重量越来越小, 自动化程度越来越高, 能够应用的作用水深也越来越大, 钻井平台的钻井深度越来越大, 平台的强度也越来越高。为了适应深水钻井平台条件, 传统的钻井也在不断地发展, 主要的朝着大功率、交流变频的方向发展。通过不断改变现有的钻机结构, 采用新型的绞车等设备, 可以有效的降低深水钻机设备的空间和重量, 同时还能够降低钻机的成本, 深水钻井机械的自动化程度将会不断提升, 有效的提高了深水钻井的工作效率和质量。
参考文献
[1]岳吉祥, 綦耀光, 肖文生, 等.半潜式钻井平台双井架钻机作业工艺初步研究[J].石油钻探技术, 2009.
[2]畅元江, 陈国明, 鞠少栋.国外深水钻井隔水管系统产品技术现状与进展[J].石油机械, 2008.
石油钻井机械设备管理与维护 篇11
钻机是一套由多台设备组成的大功率联合机组, 包括以下八大系统:起升系统、旋转系统、循环系统、动力系统、传动系统、控制系统、底座、辅助系统。起升系统、旋转系统和循环系统这三大系统设备是直接服务于钻井生产的, 是钻机的三大工作机组。这个机组主要在起下钻作业中起下钻具;在完井作业中下套管;在正常钻进时控制钻压、送进钻具。由绞车、辅助刹车、游动系统 (天车、游动滑车、大钩及钢丝绳) 、井架、井口工具及机械化设备 (吊卡、吊环、卡瓦、动力大钳、旋绳器、立根移运机构) 等构成。可以驱动钻具旋转, 带动钻头破碎岩石。
再就是循环系统, 可以提供高压钻井液, 清除井底已破碎的岩石, 保证继续钻进, 同时冷却钻头, 防止井喷、井塌, 传递动力驱动井下动力钻具 (涡轮、螺杆动力钻具) 。由钻井泵、地面管汇、钻井液池和钻井液槽、钻井液净化设备和钻井液调配设备等组成;动力驱动设备, 供给三大工作机组及其它辅助机组动力。由内燃机及其供油设备, 或者交流、支流电动机及其供电、保护、控制设备等组成;传动系统设备, 连接发动机与工作机, 实现从驱动设备到工作机组的能量传递和分配及运动方式的转换。减速、并车、倒车、变速及换向机构等, 有机械传动、液力传动、液压传动、电传动等形式组成;控制系统用来指挥各机组协调地进行工作;监测显示仪表用来测量井底参数、监测显示地面有关系统设备的工况。由控制系统有机械控制、气控、电控、液控和电、气、液混合控制组成;监测显示仪表有指重表、钻井泵压力表、钻井八参数仪 (大钩负荷、钻进速率及井深、泵压、转盘扭矩、吊钳扭矩、转盘转送、泵冲次、泵出口排量) 、随钻测量系统。
2 如何预防石油钻采机械设备故障
我国现代石油企业中, 石油机械故障的发生大部分都是由于机械之间的相互磨损造成的, 这种磨损对于机械的损害是比较大的, 所以要预防石油钻采机械设备故障比较重要的一方面, 减少各个机械零部件的磨损。
2.1 机械设备常见故障列举
机械故障按照故障造成的后果堪虞分为损坏型故障:如断裂、开裂、点蚀、烧蚀、变形、拉伤、龟裂、压痕等;退化型故障:如老化、变质、剥落、异常磨损等;松脱型故障:如松动、脱落等;失调型故障:如压力过高或过低、行程失调、间隙过大或过小、干涉等;堵塞与渗漏型故障:如堵塞、漏水、漏气、渗油等;性能衰退或功能失效型故障:如功能失效、性能衰退、过热等。
以上这些故障可能导致严重的、经常的、灾难性的多重后果, 甚至造成人员伤亡, 如果违反国家操作标准的要求, 会造成一定的直接维修费用上升。
2.2 机械运作的保护剂——润滑
钻井平台设备应适应频繁移位, 在不同海域作业, 在不同水深进行深水作业, 还要适应不同方位的作业, 这就对机械设备要求非常严格, 除了要经受风、浪、流的作用外, 还要考虑台风、冰、地震等灾害性环境力的作用。经过多年的分析统计, 机械设备的故障大约有50%以上是由润滑不良引起的, 因此为了保障机械安全运营, 必要的润滑一定要到位, 不能以假乱真, 以次充好。机械设备的各零部件之间的配合相当默契, 要求非常精密, 为了使用恶略环境下的良好运转, 润滑剂可以保持其正常的工作间隙和适宜的工作温度, 防止灰尘等杂质进入机械内部, 保持良好的运转, 降低零件的磨损, 减少机械故障, 润滑不是局部的作为, 而是整个系统的需要, 如果出现局部润滑不到位, 就会危及全部, 因为机械系统不是单独运转, 是相互作用, 相互工作完成整个作业的。良好的运转环境同时也可以提高机械的使用寿命, 润滑会使得设备在工作过程中不会因为磨损过多而造成温度过高, 保持良好的运转环境。为此, 一要合理使用润滑剂, 根据机械结构的不同, 选用不同的润滑剂类别, 按照环境和季节的不同, 选择合适的润滑剂牌号。不可任意替代, 更不可使用伪劣产品;二要经常检查润滑剂的数量和质量, 数量不足要补充, 质量不佳要及时更换。
2.3 严格遵守操作规范, 细心合理规范操作
机械设备除了自身的故障规避以外, 操作人员的合理、规范操作显得尤为重要, 直接决定着机械设备的故障发生率, 所以石油机械操作人员在日常操作设备中, 一要做到规范操作, 例如在启动机械设备前, 按照规范, 要检测泠却液是否充足, 在预热阶段也要也要等冷却液与机油达到一定温度之后, 才能开始正常的工作;二要按照规定操作, 在操作机械设备时, 要注意不能在超过机械所能承受的最大负荷下工作, 保证机械处于较为平稳的负荷变动, 防止发动机、工作装置的大起大落, 降低机械的磨损, 减少故障的产生;三要及时处理数值变化, 在日常工作中, 要经常检查各种温度表的数值, 发现问题及时解决后再工作。四要建立监督、检查、培训机制, 人无完我, 保证事故不再发生, 保障机械正常良好运转, 除了机械日常维护以外, 建立比较完善的管理机制尤其重要, 通过日常检查、必要的监督促使操作人员提高规范操作意识, 加强操作人员的技术技能培训, 定期考核, 竞争上岗, 形成良好的用人机制, 保障设备的正常作业, 增强企业凝聚力, 不断增加企业的效益创收, 减少机械故障率和事故的发生率, 确保安全有序生产作业。
3 石油钻采机械设备保养维护管理措施
3.1 日常保养与强制保养相结合
在日常保养中, 根据石油机械设备维修保养制度或者规定, 维护人员一般来说能够坚守岗位, 除了对温度、湿度、功率差压等进行常规的检查外, 对日常维护中造成的沉淀物清理、因为温度过高造成的潜在磨损进行加润等, 还要对设备漏油的密封记录和检查新问题记录进行定期抽查和检查, 除此之外还要对容易软化的软管干裂现象进行更换或者保养, 对经常更换的软管部位要分析液压系统是否正常, 是否需要添加液压油等, 检查滤芯是否偏离, 如有偏离表明滤芯已经被堵塞, 要及时进行停机更换滤芯, 以免造成油泵或者马达损坏, 如果压力表失效就要进行及时更换。
石油机械除了日常保养以外, 还有一项比较重要的就是强制保养, 强制保养就是一些大型的机械设备, 专门考日常保养是不够的, 一些零部件的运行是有时间限制的, 也就是说维持设备寿命长短不是日常保养所能维持的, 必须进行大规模的拆卸保养, 这些保养必须是强制的, 是不能以某些人或者某个报告所能进行意志转移的, 是必要要进行的, 而且是不能忽视的, 必须实现的, 因为日常维护根本就达不到预期的要求, 各个模块间的设备相互依存, 一旦某一模块出现问题, 将会导致其他系统无法正常运转, 所以就要利用现代科学技术, 对这些设备进行预知性的故障维护, 从而达到降低故障维修成本的目的。
3.2 战胜海洋的不是机械而是人才
海洋战略, 就是人才战略, 石油海外采钻主要靠的是人才, 所以人才是战备阶段的主要力量, 石油钻井平台上日夜奋斗的是我们可爱的石油技术人员和石油工人, 一是经
过严格的政治审查、身体检验, 水平测试, 实际考验过后的佼佼者, 他们经过学习其它优秀单位中的先进技术, 通过传授、实践、培养一批又一批的年轻战友, 迅速地打造出一批具有专业技能的高素质队伍;二是进行产学研开发人才, 不断开发机械设备操作人员的教育课程安排, 加强训练, 根据自身单位设备的特点制定出合理的教学计划, 充分利用理论结合实践的方法, 采取分散教学的方法, 分层次地进行专业技术培训;三是开展一些岗位练兵与技术比武等活动, 增强操作人员钻研技术的积极性, 通过学习国外语言, 学习国外风俗习惯, 做好做强一方土地上的石油采钻工作;四是要抓好机械设备维修队伍的建设, 通过单位自培、引进中等专业人才等办法, 提高油田企业的维修技术力量, 通过较好的维护保养作业, 提高机械设备的运行活力。
3.3 安全管理, 安全生产
安全是全社会追求的目标, 为了安全考虑, 我们是有钻井工程尤其要以安全为重, 严格管理。安全管理的一个重要因素就是对于机械设备的管理, 只有做好了这些机械设备的安全管理, 才能保障其它环节的安全顺利的进行。机械设备的安全管理首先就是做好采购环节的安全考量;其次是企业内部要是想安全责任制, 成立安全领导小组, 运行安全工作会议和安全检查工作制;再次就是设备维修的安全材料采购环节的监督、检查制度, 机械的安全故障往往不是机械本身出来多大问题, 而是机械的配件出来问题, 导致整个设备故障重重;最后就是编制安全操作手册, 强化操作人员的安全操作意识, 要求操作人员要熟悉所操作设备的技术性能以及结构原理, 同时也要清楚设备的一些简单故障的处理方法。
4 结语
石油企业钻井设备的管理与维护, 离不开企业内部的严格管理和周详的工作计划, 也离不开全社会对安全问题的考虑, 对石油采钻工作的大力支持, 不生产劣质产品向石油采钻供应, 监督问题企业, 曝光不良行为侵害公共安全, 只有全社会高度关注, 石油企业加强管理, 我们的石油产业不会不输在安全生产线上, 只要不发生安全事故, 我们的石油钻井设备的管理与维护才具有实际意义, 安全生产更有社会意义。
参考文献
[1]申志敏.钻探机械设备维修保养经济效益刍议[J].现代企业, 2006, (9) :147-149[1]申志敏.钻探机械设备维修保养经济效益刍议[J].现代企业, 2006, (9) :147-149