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。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。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PG电PG电子游戏 PG电子官网子 PG平台式刹车）和自动送钻等新技术，使石油钻机的技术性能进一步提高。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。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PG电子 PG平台化方向；朝着高适应性、高可效率、高效益方向发展。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、高可效率、高效益方向发展。双升式70DB绞车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。DBS数控变频钻机主要参数钻机主要参数型号ZJ40DBSZJ50DBSZJ70DBS名义钻深范围ft.(2,500～4,000)(3,500～5,000)(4,500～7,000)最大钩载kN2,2503,1504,500最大钻柱重量kN1,4401,8002,500钻井钢绳直径mm323538.1井架有效高度m/型式42/K45/K45/K钻台高度m7.59/10.5绞车额定输入功率kW绞车档数一档无级调速一档无级调速一档无级调速转盘开口直径271/2″271/2″371/2″泥浆泵额定功率及台数1300hp21600hp21600hp2电传动方式AC-VFD-ACAC-VFD-ACAC-VFD-AC总装机功率kW2,7202,9205,200DBS数控变频钻机平面布置图钻机平面布置图DBS数控变频井架低位安装井架低位安装绞车低位安装绞车低位安装70DBS70DBS采用新的扒杆起升方式升方式钻台面随井架一起起升钻台面随井架一起起升到位到位40DBS40DBS、、50DBS50DBS为井架下为井架下段与钻台支承（底座）段与钻台支承（底座）共用新结构共用新结构井架底座特点井架底座特点井架底座采井架底座采构，即底座构，即底座架一同起升，架一同起升，立根盒低位立根盒低位安装。安装。DBS数控变频绞车由交流变频电机驱动，一档单轴齿轮传动，无级调速，箱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）盘式刹车，板式全封闭结构。主刹车采用液压（或气控双作用）盘式刹车，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。准确控制及悬停，盘刹仅用于驻车及安全保护。七、我所要研制的几种现代石油钻机七、我所要研制的几种现代石油钻机液压盘式刹车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DBS数控变频七、需要研制的几种现代石油钻机七、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）控制在钻精度（钻压波动）控制在500Kg500Kg范围内能提高范围内能提高机械钻速，改善机械钻速，改善井身质量，井身质量，延长钻头延长钻头使用寿命。使用寿命。绞车自动送钻绞车自动送钻DBS数控变频4040、、50DBS50DBS转转盘独立驱动，盘独立驱动，一档无级调速；一档无级调速；70DBS70DBS转盘为独立电驱动。转盘本惯性刹车，倒转盘为独立电驱动。转盘本惯性刹车，倒档由电机反转实现；转盘转速均不受泵冲限制。档由电机反转实现；转盘转速均不受泵冲限制。转盘电气控制设计与顶驱融为一体，电气系统、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，可节约投资配套顶驱只配置其主体部分即可，可节约投资1/5以上。以上。转盘扭矩的数控限制性（过扭矩自动保护）与调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。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ZJ70DBS转盘独立驱动DBS数控变频数字式司钻提高生产率和数字式司钻提高生产率和安全性监测有关参数安全性监测有关参数，，进进行调整控制行调整控制，，优化优化、、稳定稳定钻井状态PG电子 PG平台钻井状态有效控制绞车有效控制绞车，，使起下钻更安全使起下钻更安全、、高效高效提供充分信息 提供充分信息，，为智能化钻井奠定平台 为智能化钻井奠定平台 气控、、液控均采用电磁阀控制液控均采用电磁阀控制 具备应急手动功能 具备应急手动功能 一体化司钻控制室 一体化司钻控制室 DBS数控变频 起升及下放井架和后台；起升及下放井架和后台； 起下钻与游车位置闭环调控； 起下钻与游车位置闭环调控； 实现防碰防顿功能； 实现防碰防顿功能； 自动送钻与手动送钻： 自动送钻与手动送钻： 盘刹与能耗制动控制； 盘刹与能耗制动控制； 转盘运行与扭矩限制； 转盘运行与扭矩限制； 钻井泵运行与泵压限制； 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： 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； 井控防喷器的远程控制； 主电机故障时的应急操作； 主电机故障时的应急操作； 顶驱控制 顶驱控制;; PLC PLC 或通讯线路故障时的 或通讯线路故障时的 应急操作 应急操作 液压猫头上扣与卸扣 液压猫头上扣与卸扣 绞车的应急制动与解除 绞车的应急制动与解除 数控钻机的自动控制 数控钻机的自动控制 DBS数控变频 一体化数字司钻具有控制、显示和监视三大主要功能 一体化数字司钻具有控制、 显示和监视三大主要功能 控制功能控制功能 DBS数控变频 控制系统控制系统 PLC和 继电器 总线传感器 应急通道 电源 显示屏 显示屏 触摸屏 触摸屏 主机 主机 绞车给 绞车给 定手柄 定手柄 室内照明、空调 室内照明、空调 液压、气动系统 液压、气动系统 钻井参数显示屏 钻井参数显示屏 二层台游车位置 绞车 设备运行监视屏设备运行监视屏 DBS数控变频 DBS钻机数字化平台在钻井工程中的应用DBS钻机数字化平台在钻井工程中的应用 DBS DBS钻机建立的数字化平台， 钻机建立的数字化平台， 使钻机的主要功能实现全数 使钻机的主要功能实现全数 字控制，并为建立钻井工程 字控制，并为建立钻井工程 数据库和远程钻井系统，实 数据库和远程钻井系统，实 现安全、优质、高效、低成 现安全、优质、高效、低成 本智能优化钻井创造了良好 本智能优化钻井创造了良好 条件。 条件。 DBS DBS钻机建立的数字化平台， 钻机建立的数字化平台， 使钻机的主要功能实现全数 使钻机的主要功能实现全数 字控制，并为建立钻井工程 字控制，并为建立钻井工程 数据库和远程钻井系统，实 数据库和远程钻井系统，实 现安全、优质、高效、低成 现安全、优质、高效、低成 本智能优化钻井创造了良好 本智能优化钻井创造了良好 条件。 条件。 DBS数控变频 22台（台（ZJ70DBS ZJ70DBS可配 可配33台） 台）FF钻井泵各由一台交流变频 钻井泵各由一台交流变频