시추 장비란 무엇인가요?

시추 장비는 주로 굴착 장치를 말합니다. 현대 석유 시추 장비는 동력 기계, 전송 상자, 윈치, 크레인, 이동 블록, 후크, 수도꼭지, 턴테이블, 시추 펌프 및 시추 유체 정화 장비뿐만 아니라 데릭, 베이스 및 기타 구조물로 구성된 결합된 작업 장치입니다. . 전기, 유압 및 공압과 같은 보조 장비도 포함됩니다. 현재 회전식 드릴링 방식은 우리나라는 물론 세계적으로도 널리 사용되고 있으며 이에 해당하는 드릴링 장비를 그림 4-1과 같이 로터리 드릴링 리그라고 부릅니다.

1. 시추 장비의 구성

시추 공정의 각 프로세스에 대한 다양한 요구 사항에 따라 시추 장비에는 다음과 같은 시스템과 장비가 있어야 합니다.

(1) 호이스트 시스템

호이스트 시스템에는 주로 메인 윈치, 보조 윈치(또는 캣 헤드), 보조 브레이크(워터 브레이크, 전자기 브레이크 등)가 포함되며, 수영 시스템(와이어 로프, 크레인, 이동 도르래 및 후크 포함) 및 현수 이동 시스템용 데릭 등 또한 드릴링 도구(리프팅 링, 엘리베이터, 슬립, 집게, 루트 전달 메커니즘 등)를 들어 올리고 트리핑하는 데 사용되는 도구 및 장비가 있습니다. 윈치는 시스템의 핵심 구성 요소입니다.

그림 4-1 일반적인 회전식 드릴 장비

①—턴테이블, ②—분출 방지 그룹(2) 로터리 시스템

시추 장비의 회전 시스템 주로 구성되어 있습니다. 턴테이블, 수도꼭지, 켈리, 드릴 파이프, 드릴 칼라, 매칭 조인트, 드릴 비트 등으로 구성됩니다. 턴테이블은 켈리, 드릴 파이프 및 드릴 비트를 구동하여 드릴을 파손시킵니다. 유정을 암석으로 뚫고 굴착하므로 턴테이블은 시스템의 핵심 장비입니다. 또한, 클러스터 우물이나 방향성 우물에도 회전식 시추 시스템을 구성하는 하향공 동력 시추 도구를 장착해야 합니다.

(3) 순환 시스템

시추 유체 순환 시스템 장비는 주로 드릴링 펌프, 진동 스크린, 탈수기, 탈수기, 원심 분리기, 드릴링 유체 탱크 및 드릴링 유체 건으로 구성됩니다. 유체 교반기, 혼합 깔때기 등 드릴링 펌프는 시스템의 핵심 장비입니다.

(4) 전력 시스템

전력 시스템은 드릴링 장비에 전력을 공급합니다. 다양한 드릴링 장비에는 다양한 전력 장비가 장착되어 있습니다. 기계식 드릴링 장비는 주로 디젤 엔진을 동력 장비로 사용하는 반면, 전기 드릴링 장비는 주로 전기 모터를 동력 장비로 사용합니다. 현재 디젤 엔진과 디젤 발전기는 국내외에서 시추 장비 전원으로 주로 사용됩니다.

(5) 전송 시스템

변속기 시스템의 주요 임무는 동력 장비의 기계적 에너지를 드로우워크, 드릴링 펌프 및 턴테이블과 같은 작업 기계에 전달하고 분배하는 것입니다. 변속기 시스템은 동력을 전달하고 배분하는 것뿐만 아니라 감속, 평행, 후진 등의 특수한 기능도 가지고 있습니다. 석유 시추 장비의 전송 모드에는 기계식 변속기(카르단 샤프트, 감속 박스, 클러치, 체인 변속기 및 V-벨트 변속기 등 포함), 기계식 터빈 변속기(유압 변속기), 전기 변속기 및 유압 변속기가 포함됩니다.

(6) 제어 시스템

시추 장비의 다양한 시스템을 조정하기 위해 시추 장비에는 가스 제어, 유압 제어, 기계 제어 등 다양한 제어 장비가 장착되어 있습니다. 전기 제어, 중앙 집중식 콘솔 및 디스플레이 장비 등

(7) 베이스 시스템

시추 장비 베이스는 드릴 바닥 베이스, 기계실 베이스, 시추 펌프 베이스를 포함하여 굴착 장비의 중요한 부분입니다. 트럭에 장착된 드릴링 장비의 베이스는 자동차나 트랙터의 섀시입니다. 드릴링 장비 베이스는 주로 드릴링 장비를 설치하고 드릴링 장비의 운송을 용이하게 하는 데 사용됩니다.

(8) 보조 시스템

위에 언급된 주요 장비 외에도 완전한 시추 장비에는 가스 공급 장비, 수원 폭발 방지 장비, 쥐구멍 드릴링 장비도 갖추어야 합니다. 장비, 보조 발전 장비 및 호이스팅 장비에는 추운 지역에서 굴착할 때 굴착 장비가 안전하고 안정적으로 작동할 수 있도록 절연 장비를 장착해야 합니다.

2. 굴착 장치 유형

(1) 굴착 깊이에 따른 분류

(1) 얕은 우물 굴착 장치: 굴착 깊이가 있는 굴착 장치를 말합니다. 2,500m 이하, 주로 지질 조사 우물 굴착용 굴착 장치, 코어 굴착 장치, 우물 굴착 장치, 지진 및 발파공 굴착 장치 등에 사용됩니다.

(2) 중간 및 깊은 우물 시추 굴착 장치: 굴착 깊이가 2,500~4,500m 사이인 굴착 장치를 말합니다.

(3) 심정 굴착 장치: 굴착 깊이가 4,500~6,000m 사이인 굴착 장치를 말합니다.

(4) 초심공 굴착 장치: 굴착 깊이가 6000~9000m를 초과하는 굴착 장치를 말합니다;

(5) 초심공 우물 굴착 장치: 다음과 같은 기능을 갖춘 굴착 장치를 말합니다. 9,000m 이상의 드릴링 깊이.

위에서 언급한 중간 깊이 유정 시추 장비, 깊은 유정 시추 장비, 초심공 유정 시추 장비는 주로 생산정, 물 주입정, 탐사정과 같은 깊은 유정을 굴착하는 데 사용됩니다.

(2) 구동 장비 유형에 따른 분류

(1) 기계 구동 굴착 장치: 디젤 엔진으로 직접 구동되거나 디젤 엔진 및 유압 장치로 구동되는 굴착 장치를 포함합니다. 삼각형 벨트, 체인 및 기어를 사용하는 것 주 전송 쌍이 통합되거나 그룹화되거나 개별적으로 구동되는 드릴링 장비.

(2) 전기 구동 시추 장비: AC 구동 시추 장비, DC 구동 시추 장비 등 포함. 현재 AC-AC 교류 드라이브, AC-SCR-DC 실리콘 제어 정류기 직류 드라이브 및 AC-DC-AC AC 가변 주파수 드라이브가 주로 사용됩니다.

(3) 유압 드릴링 장비: 수력 및 변속기로 구동되는 드릴링 장비.

3. 굴착 장치 표준

석유 굴착 장치 표준에는 주로 굴착 장치 매개변수 표준, 굴착 장치 최대 유정 깊이 표준, 굴착 장치 등급 표준 및 굴착 장치 모델 표준이 포함됩니다.

(1) 드릴링 장비 매개변수 표준

(1) 공칭 드릴링 깊이 범위: 드릴링 장비가 지정된 드릴링 로프 아래에 있고 다음을 사용할 때 드릴링 장비의 경제적인 드릴링 깊이 범위입니다. 지정된 드릴 스트링.

(2) 최대 후크 하중: 드릴 장비가 지정된 최대 수의 로프로 작동할 때 후크에 허용되는 최대 하중입니다.

(3) 드릴링 로프 수: 드릴 스트링의 일반적인 드릴링 및 권양에 사용되는 수영 시스템(위에서 언급한 리프팅 시스템에 속함)의 유효 로프 수입니다.

(4) 주행 시스템의 최대 로프 수: 굴착 장비가 장착된 크레인 및 주행 휠 트레인이 제공할 수 있는 최대 유효 로프 수입니다.

(2) 시추 장비 등급 표준

우리나라에서는 9가지 수준의 석유 시추 장비 등급, 즉 ZJ10/585, ZJ15/900, ZJ20/1350, ZJ40/2250, ZJ50/3150, ZJ70/4500, ZJ90/6750, ZJ120/9000.

그 중 "ZJ"는 드릴링 리그의 중국어 병음 접두어이며 10, 15, 20, 40, 50, 70, 90, 120은 최대 드릴링 깊이의 1/100(단위; : m), 585, 900, 1350, 2250, 3150, 4500, 5850, 6750, 9000은 드릴링 장비의 최대 후크 하중입니다(단위: kN).

(3) 석유 시추 장비 모델 표준

다음 예는 시추 장비 모델 표준을 보여줍니다.

AC 변수를 나타내는 ZJ15/900DBZ-2 주파수 자체 추진 트럭 탑재 드릴링 장비는 최대 드릴링 깊이가 1500m, 최대 후크 하중이 900kN인 3세대 제품입니다.

체인 중심으로 구동되는 프로토타입 모듈식 기계를 대표하는 ZJ40/2250L입니다. 드릴링 장비, 최대 드릴링 깊이는 4000m이고 최대 후크 하중은 2250kN입니다.

ZJ50/3150DB-1은 최대 드릴링 깊이가 5000m이고 모듈식 AC 가변 주파수 전기 구동 드릴링 장비를 나타냅니다. 최대 후크 하중 3150kN, 2세대 제품

ZJ70/4500DZ: 최대 드릴링 깊이 7000m 및 최대 드릴링 깊이를 갖춘 모듈식 DC-SCR-DC 구동 실리콘 제어 정류기 전기 구동 드릴링 장비를 나타냅니다. 후크 하중은 4500kN입니다.

4. 드릴링 드로우워크

드릴링 드로우워크는 리프팅 시스템 장비일 뿐만 아니라 전체 드릴링 장비의 핵심 구성 요소입니다. 드릴링 장비.

(1) 드릴링 드로우워크가 가져야 할 기능

드릴링 공정의 특성에 따라 장착된 드로우워크는 다음과 같은 기능을 가져야 합니다:

( 1) 충분한 대권력을 갖는다. 가장 무거운 드릴 스트링을 들어 올려 차단을 해제할 수 있는 능력이 있으며, 가장 낮은 속도에서 와이어 로프는 수영 시스템의 안전성과 신뢰성을 보장하기 위해 충분한 당기는 힘을 생성할 수 있습니다.

(2) 각 리프팅 구성 요소는 충분한 강도와 강성을 가지고 있습니다. 롤러, 롤러 샤프트, 베어링, 다양한 메커니즘 및 마모 부품은 수명이 충분히 깁니다.

(3) 윈치 드럼은 와이어 로프의 수명을 연장할 수 있도록 로프 상태를 양호하게 유지하기에 충분한 크기와 로프 용량을 갖추고 있습니다.

(4) 들어올리는 무게의 변화에 ​​적응할 수 있으며 충분한 리프팅 기어를 갖추고 있어 전력 활용도를 높이고 리프팅 시간을 절약할 수 있습니다.

(5) 민감하고 안정적인 제동 메커니즘과 강력한 보조 제동 기능을 갖추고 있어 드릴링 압력을 정확하게 조정하고, 드릴링 도구를 균등하게 공급하고, 드릴링 과정에서 하강 속도를 마음대로 제어할 수 있으며, 더 적은 노력으로 작동할 수 있습니다. 해당 조건에서 가장 무거운 드릴 스트링 부하를 제동합니다.

(6) 하나 또는 두 개의 고양이 머리가 있습니다. 고정 고양이 머리와 걸쇠 고양이 머리는 대형 펜치 및 기타 보조 리프팅을 사용한 고정 및 족쇄의 요구 사항을 충족합니다. 때로는 죽은 것과 함께 제공되어야 합니다. 고양이 머리.

(7) 안정적인 브래킷과 베이스가 있어야 하며 운송에 어려움이 없도록 윈치 전체가 너무 무겁거나 넓거나 길거나 높지 않아야 합니다. 부품은 쉽게 분해하고 교체해야 합니다.

(8) 중앙 집중식 제어를 채택하여 제어 핸들, 브레이크 핸들, 중량 표시기 등이 드릴러의 콘솔에 집중되어 드릴러의 작업을 용이하게 합니다.

(2) 윈치의 구조적 유형

윈치는 종류가 많고 분류 방법도 다양합니다. 예를 들어 샤프트 수에 따라 단일 샤프트가 있습니다. , 이중 샤프트, 3축 및 다중 샤프트 윈치는 드럼 수에 따라 리프팅 속도에 따라 2단, 3단, 4단 드럼 윈치가 있습니다. 6단 및 8단 윈치. 일반적으로 사용되는 것은 3축 윈치입니다.

5. 드릴링 펌프

드릴링 펌프는 드릴링 유체 순환 시스템의 핵심 장비로 일반적으로 현장에서 진흙 펌프라고 불립니다. 고압 하에서 우물 바닥까지 밀도를 낮추고 드릴 비트를 냉각하고 절단물 등을 운반하기 위한 모래 함량이 높은 드릴링 유체(다운홀 동력 드릴링 도구용 동력 유체)도 포함됩니다.

(1) 드릴링 펌프의 분류

시추 펌프에는 여러 가지 유형이 있습니다. 3기통 단동식 수평 왕복 펌프는 석유 광산에서 일반적으로 사용됩니다. 펌프는 액체 속에서 움직입니다. 실린더는 한 번의 왕복 운동으로 액체를 흡입하거나 배출합니다.

석유 및 천연가스 시추에 사용되는 국내 국내 시추 펌프는 점차적으로 3NB××1000, 3NB××1300, 3NB××1600 등과 같은 시리즈로 표준화되었습니다. 그 중 NB는 "드릴링 펌프"를 의미하며, NB 앞의 숫자는 펌프의 실린더 수를 의미하며, 숫자가 없는 경우에는 이중 실린더 펌프이며, NB의 아래 첨자는 설계 일련번호를 의미합니다. 다음 데이터는 펌프의 정격 입력 전력(hp 단위)을 의미합니다.

(2) 드릴링 펌프의 기본 매개변수

드릴링 펌프의 작동 용량은 흐름, 압력 수두, 출력, 효율, 스트로크 및 펌프와 같은 기본 매개변수로 표현될 수 있습니다. 압력.

1． 유량

유량이란 단위 시간당 펌프가 토출관을 통해 토출하는 액체의 양을 말합니다. 유량은 일반적으로 체적 유량이라고도 알려진 체적 단위로 표시되며 단위는 L/s 또는 m3/s입니다. 드릴링 펌프의 유량은 평균 유량과 순간 유량으로 구분됩니다. 현장에서 언급되는 유량은 일반적으로 평균 유량을 나타냅니다. 석유 광산에서는 흐름을 변위로 지칭하는 것이 일반적입니다.

2. 압력 수두

압력 수두는 수두라고도 하는 펌프 압력을 통해 액체의 단위 질량에 추가되는 에너지를 나타냅니다.

3. 동력 및 효율성

동력은 ​​단위 시간당 펌프가 수행하는 작업을 나타냅니다. 일반적으로 단위시간당 엔진에서 펌프축으로 전달되는 에너지를 입력동력 또는 스핀들동력이라 한다. 액체가 단위 시간당 펌프를 통과한 후 추가되는 에너지를 펌프의 유효 동력이라고 합니다. 전력의 단위는 "kW"이다. 펌프 효율은 입력 전력에 대한 유효 전력의 비율입니다.

4. 스트로크 수

펌프의 스트로크 수는 단위 시간당 피스톤의 왕복 횟수를 말하며 단위는 "회/분"입니다.

5． 펌프 압력

펌프 압력은 펌프 토출구의 액체 압력을 말하며 단위는 "MPa"입니다.