零基础学钻井（二）：钻井系统

DrillingSystem是钻井船/平台上最重要的一套工作系统，它的工作效率决定了这艘钻井船/平台的表现。...



Drilling System是钻井船/平台上最重要的一套工作系统，它的工作效率决定了这艘钻井船/平台的表现。

本文中使用大量Aker图片和Schlumberge的视频，希望大家设计的时候优先参考。

先来欣赏一下Aker， NOV和Huisman的钻井系统外观。

Aker



NOV


Huisman可能大家见的比较少，但是其优点是非常明显的，大家有兴趣可以找一下相关资料。



来几个Huisman的细节图





上一期已经大概描述了钻井过程，今天主要给大家介绍一下系统的细节。

相关设备的中英文对照请关注‘某小女船舶英语课’--微信号ShipEnglish，查看相应介绍。本文中就不使用中英文一一对照了。

Pipe Feeding System & Racking System

主要是由折臂吊，运输小车，HTV，鼠洞，roughneck，排管机，FingerBoard组成。

折臂吊







注意它的‘大钳子’，可以抓起3根以上的普通钻杆放到Feeding设备上。









再一根一根运到钻井区域

抓住钻杆，然后把钻杆拉起由水平变成垂直，这个设备就叫做HTV（Horizontal to Vertical）。







HTV抓起钻杆把钻杆放到鼠洞里







鼠洞的数量，有的是一个，有的是两个。

两个鼠洞可以连接45ftX3长度的钻杆，一个鼠洞只能连接两根45ft的。

连接钻杆需要Roughneck来工作。

这是Aker的Roughneck，液压装置推动Roughneck沿轨道到鼠洞位置连接钻杆。



下图是NOV的Roughneck，设计一套机构来辅助操作。





下一步就由排管机（Pipe Racking Machine， PRM）把连接好的钻杆放到FingerBoard，PRM有分体式和垂直式结构。

分体式就是上下两只Arm分别固定在不同的位置。





下图是宏华集团的PRM





FingerBoard，顾名思义







如果是双鼠洞，45ftx3的连接方式，为了防止钻杆太高弯曲变形互相碰撞，会加一层中间平台，叫做Belly Board



至此为止，Standbuilding工作就完成了，它的意义是在钻井船开钻前就把准备工作做好了，而且Standbuilding的海况要求比钻进等的要求要低，可以提前准备。



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Hoisting System

Hoisting System由Drawwork，Drill line，Crown Block，Travelling Block，Hook，Deadline anchor，Drill line reel组成。



Drawwork的卷筒收放钢缆来调节Travelling block的高度。

现在大部分Drawwork具有主动升沉补偿功能。



另外一端的Deadline anchor是锁定钢缆，当需要更换钢缆时松开，用储存转筒上的钢缆替换，这样比较方便，节省时间。

当然，也有设置双Drawwork的土豪设计，双Drawworks的升降速度会快很多，而且当其中一个出现故障的时候，钻井船还可以继续工作。。



Crown block现在一般跟井架顶部的主动升沉补偿装置组合设计。

为什么需要升沉补偿呢？因为钻井船在工作的时候，因为波浪的原因会有升沉运动，如果没有升沉补偿装置就会造成钻杆钻进时受力变化大，甚至会损坏钻杆。

参考下面的视频

升沉补偿的原理如图





Aker的Crown block与升沉补偿装置





Travelling block与Hook把顶驱Top drive抓住，一起进行升降运动。





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Rotating System

钻井船上钻井主要靠Top drive（Derrick drilling Machine， DDM）来实现



下图是Aker的DDM





这张图可以看出来DDM有多大



同时DDM也是高压泥浆到钻杆的入口，是一个非常关键的节点。

Rotary Table，具有备用钻井功能，也是钻杆连接时Hold住整个钻杆重量的设备。





负责卡住钻杆的部位叫Slips







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限于微信号视频限制，很多视频都没法给大家看，以后慢慢穿插吧

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