石油钻机起下钻具功率特性实验

李海波，牛跃进，郭巧合



石油钻机起下钻具功率特性实验

李海波1，牛跃进2，郭巧合3

（1中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，河南 濮阳 457001；2中石化中原石油工程有限公司钻井一公司，河南 濮阳 457001；3中石化中原石油工程有限公司海外工程公司，河南 濮阳 457001）

目前石油行业钻机传动系统的设计计算偏保守，动力容量配置偏大，运行操作中能量状态缺乏检测手段。石油钻机的起升系统是典型的周期变化的具有冲击特性的势能负载，为实现势能回收、储存和有效利用，在本研究中提出新的检测方案并研制出检测装置。该装置可全面准确获得钻井起下钻具作业时钻机传动系统的运行状态变化、功率变化、能量转换的实时特性，为研究钻机系统能量回收、利用和动力调峰运行技术提供基础实验数据。通过对实验结果和数据的分析，发现钻机的柴油机动力配置偏高，可通过减配或改进传动结构来提高利用率。

钻机传动系统；起下钻作业；柴油机；功率特性；检测装置

钻机是石油行业勘探开发的重要装备，国内有钻机2500台，年消耗柴油150万吨以上。目前石油钻机传动系统主要分为2大类：机械驱动式和电机驱动式。机械式以几台柴油机或电动机（电源来源于电网）驱动齿轮链条箱，通过不同的离合器组合带动绞车、转盘、泥浆泵等重要工作机构；电动式以可控硅变频电源系统控制与绞车、转盘、泥浆泵连接的电动机来工作。

钻井的起、下钻作业中，频繁的游车提放、钻具下放和起升过程中，出现频繁的能量传递和冲击负荷，下放钻具过程中，具有可观的势能可以回收利用。……