يبحث

The hoisting system in oil drilling is a crucial component of oil drilling equipment, mainly used for tripping drill strings and casings, as well as suspending drill strings during drilling operations. The following are some of the main equipment in this system: Ⅰ. DerrickStructural Features: The derrick is a large-scale steel structure, usually including types such as the tower-shaped derrick, A-shaped derrick, and mast derrick. The tower-shaped derrick has an overall tower-like structure, with high stability and load-bearing capacity, capable of withstanding large loads. However, it is large in size, heavy in weight, and relatively complex in disassembly, assembly, and transportation. The A-shaped derrick is composed of two inclined brackets and a top crossbeam, resembling the letter "A" in shape. It has a compact structure, is convenient for disassembly and assembly, and is widely applied. The mast derrick is relatively low and has a small footprint, suitable for places with limited space.Function: The derrick provides support and fixation for the entire hoisting system. Through its steel structure framework, it bears the weights of equipment such as the crown block, traveling block, and drill string, as well as various tensile forces and pressures generated during the hoisting process. It enables the drill string to be raised and lowered vertically, and provides installation positions for hoisting equipment and tools such as the crown block, traveling block, rotary swivel, (top drive) power tongs, and elevator. It also ensures that operators have sufficient space for drilling operations. Ⅱ. Crown Block Structural Composition: Installed at the top of the derrick, it is a fixed sheave block composed of multiple sheaves.The crown block sheaves are usually made of high-quality steel, with high wear resistance and strength to withstand the huge tensile forces generated by frequent hoisting and lowering operations.Function: It changes the direction of the wire rope, transmits the pulling force of the drawworks to the traveling block, and realizes the hoisting and lowering of the drill string. Through the combination of multiple sheaves, it can effectively distribute the pulling force, reduce the load borne by a single sheave, and improve the reliability and safety of the system. Ⅲ. Traveling BlockStructural Features: Connected to the crown block by a wire rope, it is a movable sheave block, usually composed of multiple sheaves, which cooperates with the sheave block of the crown block through the wire rope to form a labor-saving hoisting system. The number and size of the sheaves are determined according to the load-bearing capacity of the traveling block and the requirements of the drilling operation. The lower part of the traveling block is connected to the drill string through the traveling block hook. Under the action of the hoisting system, it drives the drill string to move up and down. The structural design of the traveling block should ensure its flexibility and stability during movement, and it should be able to withstand the weight of the drill string and the impact force during the hoisting process.Function: Driven by the drawworks, it moves the drill string up and down through the pulling of the wire rope. Since the traveling block is a movable sheave block, according to the principle of labor-saving of the sheave block, it can amplify the pulling force of the drawworks, enabling the hoisting of heavier drill strings. Ⅳ. HookStructural Composition: The hook is connected below the traveling block, suspending the drill string through the hook body, and forms a hoisting system together with the traveling block, crown block, and drawworks. The hook has a rotatable hook body and a safety locking device.Function: Its working principle is relatively simple. It mainly uses its own structural features and connection devices to transmit the pulling force of the traveling block to the drill string, facilitating the connection and separation with the joint of the drill string, and preventing the drill string from accidentally falling off during the hoisting process. The rotating function of the hook body allows the drill string to rotate as needed during the hoisting and lowering process. For example, when connecting or disassembling drill pipes, it enables the threads of the drill pipes to be accurately aligned. The safety locking device of the hook prevents the hook body from accidentally opening after the drill string is suspended, ensuring that the drill string will not fall off and guaranteeing the safety of the operation. The load-bearing capacity of the hook varies according to the depth of the well and the weight of the drill string, generally ranging from several dozen tons to several hundred tons. Ⅴ. DrawworksThe drilling drawworks is not only the main equipment of the hoisting system but also the core part of the entire drilling and workover rig, and it is one of the three major working units of the drilling and workover rig. A classic three-axis electric-driven drilling rig.Structural Features: As the power equipment of the hoisting system and the power source, it is usually driven by an electric motor or a diesel engine. The drawworks contains components such as a transmission device, a drum, and a braking system.Function: It controls the lifting speed and position of the traveling block and the drill string by winding and unwinding the wire rope. The transmission device can transmit power to the drum at different rotation speeds and torques according to different operation requirements. When the drill string needs to be hoisted, the drum rotates forward and winds the wire rope, thus pulling the traveling block and the connected drill string upward; when lowering the drill string, the drum rotates in reverse and releases the wire rope, and the drill string slowly descends under its own gravity. The braking system uses components such as brake pads or brake discs to quickly stop the rotation of the drum when necessary, making the drill string stop at the specified position and achieving the hovering function, ensuring the safety and precise control of the operation. Ⅵ. Wire RopeStructural Features: Made of high-strength and corrosion-resistant steel, it has high breaking tensile force and good flexibility. Generally, it is twisted by multiple strands of steel wires, and the outer layer may also have a protective layer to improve its wear resistance and corrosion resistance. In order to ensure the service life and safety of the wire rope, it is necessary to regularly inspect, lubricate, and replace it. When selecting a wire rope, an appropriate one should be determined according to factors such as the depth of the well and the load.Function: It connects the crown block, traveling block, and drawworks, transmits the pulling force, and suspends the drill string. During the drilling process, the wire rope needs to bear a huge pulling force, so its quality and performance directly affect the safety and reliability of the hoisting system. The wire rope bypasses multiple sheaves of the crown block and traveling block to form a multi-strand rope system. According to the principle of labor-saving of the sheave block, in this way, the drawworks only needs to provide a pulling force smaller than the gravity of the drill string to achieve the hoisting of the drill string. For example, a crown block and traveling block system composed of multiple sheaves can amplify the pulling force of the drawworks several times, enabling the hoisting of drill strings weighing dozens of tons or even hundreds of tons. At the same time, the sheave block can also change the direction of the force, allowing the drawworks to be operated in a more convenient position while the drill string can be raised and lowered vertically. In addition, the oil drilling hoisting system may also include some auxiliary equipment, such as the anti-collision device for preventing the traveling block from rising too high and colliding with the crown block, and the dead rope anchor for fixing one end of the wire rope. These devices work together to ensure that the oil drilling hoisting system can operate safely and efficiently, and complete the operations such as tripping drill strings and casings during the oil drilling process.

ال بكرات الرفع تشكل جزءًا مهمًا من نظام الرفع لمنصات حفر النفط. بكرات من كتلة التاج وكتلة السفر تُشكّل معًا كتلة بكرة، متصلة بآلية السحب بواسطة حبال سلكية. باستخدام مبادئ كتلة البكرة لتوفير القوة وتغيير اتجاهها، يتم رفع وخفض أدوات الحفر لتلبية احتياجات عمليات حفر النفط. فيما يلي مقدمة ذات صلة:1. البنية والمبدأالهيكل: تتكون بكرة الرفع عادةً من أجزاء مثل جسم البكرة والمحامل، عمود البكرة, وأخدود الحبل. يُصنع جسم البكرة عادةً من فولاذ سبائك عالي القوة أو فولاذ مصبوب لتحمل الأحمال الضخمة. تُركّب محامل على العمود لتمكين البكرة من الدوران بمرونة. يُستخدم أخدود الحبل لاستيعاب الحبل السلكي، ويتوافق شكله وحجمه مع الحبل السلكي لضمان عدم انزلاقه من الأخدود أثناء التشغيل.المبدأ: تُشكّل بكرات كتلة التاج وكتلة الحركة كتلة بكرة، متصلة بآلية السحب بواسطة حبال سلكية. عند الرفع، تُلفّ أسطوانة آلية السحب الحبل السلكي، ومن خلال حركة كتلة البكرة، خطاف منصة الحفر تُرفع أدوات الحفر. عند إنزالها، تنزل أدوات الحفر تحت تأثير وزنها، ويتم التحكم في سرعة إنزال الخطاف بواسطة آلية الكبح والفرامل المساعدة لآلية السحب.2. الوظائفتوفير القوة: من خلال الجمع بين كتلة البكرة، يمكن تحقيق تضخيم القوة، مما يتيح لمعدات السحب رفع أو خفض أدوات الحفر الثقيلة بقوة أقل، مما يقلل من متطلبات الطاقة والقوة الدافعة لمعدات السحب.تغيير اتجاه القوة: يقوم بتغيير اتجاه قوة سحب الحبل السلكي من الاتجاه الأفقي لأدوات السحب إلى الاتجاه الرأسي، والتكيف مع متطلبات الرفع والخفض لأدوات الحفر، ويمكنه نقل القوة إلى الموضع المطلوب.تحسين كفاءة الرفع: يؤدي التشغيل المنسق للعديد من البكرات إلى زيادة عدد دورات لف الحبل السلكي، وتقليل تآكل الحبل السلكي، وتحسين استقرار وموثوقية نظام الرفع، وبالتالي تحسين كفاءة عمليات الحفر.Ⅲ. بكرات كتلة التاجالموقع والوظيفة: تُركّب في أعلى برج الحفر، وهي عبارة عن مجموعة من البكرات الثابتة، وتُمثّل أعلى نقطة في نظام الرفع بأكمله. وظيفتها الرئيسية هي تغيير اتجاه الحبل السلكي ونقل قوة سحب أدوات السحب إلى كتلة الحركة وأدوات الحفر، مما يُمكّن من رفعها وخفضها. عادةً ما يكون هناك عدد كبير من بكرات كتلة التاج، ويختلف عددها وحجمها باختلاف طراز منصة الحفر وقدرة الرفع.الخصائص الهيكلية: تتكون بكرات كتلة التاج عادةً من بكرات متعددة، تُركّب على إطار مشترك أو عمود عجلة. يُحدَّد عدد البكرات وفقًا لعمق الحفر، ووزن الرفع، ومتطلبات تصميم النظام. تشمل التكوينات الشائعة 3، 4، 5 عجلات، إلخ. تُصنع البكرات عادةً من فولاذ سبائك عالي القوة لتحمل قوى السحب الكبيرة والتآكل. تُعالَج أسطحها بمعالجات خاصة، مثل التبريد والطلاء بالكروم، لتحسين صلابتها ومقاومتها للتآكل وتقليل تآكل الحبل السلكي. محامل البكرات هي محامل دوارة عالية الأداء، تتحمل أحمالًا شعاعية ومحورية كبيرة، وتضمن دورانًا مرنًا للبكرات، وتُقلل من مقاومة الاحتكاك.مبدأ العمل: عندما يسحب جهاز السحب بكرة كتلة التاج عبر الحبل السلكي، تدور البكرة حول العمود. بفضل تثبيتها في أعلى برج الحفر، يتغير اتجاه الحبل السلكي، مما يسمح بتوصيله رأسيًا بكتلة الحركة لأسفل، مما يحول قوة السحب الأفقية لجهاز السحب إلى قوة سحب رأسية لرفع أدوات الحفر.Ⅳ. بكرات كتلة متحركةالموقع والوظيفة: تقع بكرات كتلة الحركة أسفل كتلة التاج، وهي بكرات متحركة. تتصل بكتلة التاج عبر حبال سلكية، كما تتصل بالخطاف الذي يُعلق أدوات الحفر. وظيفة بكرات كتلة الحركة هي التعاون مع بكرات كتلة التاج لإتمام عمليات الرفع والخفض والتعليق لأدوات الحفر. وفي الوقت نفسه، أثناء عملية الرفع، تتشارك البكرات قوة سحب الحبل السلكي، مما يُخفف الحمل الذي تتحمله البكرة الواحدة.الخصائص الهيكلية: يتشابه هيكل بكرات كتلة الحركة مع هيكل بكرات كتلة التاج، وهي أيضًا كتلة بكرات مكونة من بكرات متعددة. تتطابق موادها وطريقة تصنيعها وطريقة معالجتها السطحية بشكل أساسي مع بكرات كتلة التاج، مما يحقق نفس متطلبات القوة ومقاومة التآكل. يجب أن يراعي تصميم هيكل كتلة الحركة اتصالها بالخطاف وثباتها العام لضمان سلاسة التشغيل أثناء رفع وخفض أدوات الحفر وتقليل الاهتزاز والتأرجح.مبدأ العمل: في عملية الحفر، يدور الحبل السلكي حول بكرة كتلة التاج وبكرة كتلة الحركة لتشكيل نظام مغلق. عندما تسحب وحدة السحب الحبل السلكي، تدور بكرة كتلة التاج وبكرة كتلة الحركة في وقت واحد. ولأن كتلة الحركة تتحرك صعودًا وهبوطًا على طول قضبان توجيه برج الحفر، فإنها تُحرك الخطاف وأدوات الحفر رأسيًا. أثناء عملية الرفع، تتشكل خيوط حبال متعددة بين كتلة التاج وبكرات كتلة الحركة، ويشارك كل خيط حبل جزءًا من وزن أدوات الحفر، مما يُقلل من قوة السحب التي تتحملها كل بكرة، ويُحسّن سلامة وموثوقية نظام الرفع بأكمله.Ⅴ. لاختيار بكرات التاج والكتل المتحركة المناسبة لعمليات حفر النفط المحددة، يجب مراعاة العوامل المتعددة التالية بشكل شامل: عمق الحفر: يؤثر عمق الحفر بشكل مباشر على قوة الرفع المطلوبة وطول الحبل السلكي. بشكل عام، كلما زاد العمق، زادت قوة الرفع المطلوبة، ويجب اختيار بكرات ذات قدرة تحمل أعلى. في الوقت نفسه، قد يلزم أيضًا أن يكون حجم البكرة أكبر لاستيعاب حبل سلكي أطول. على سبيل المثال، لحفر الآبار العميقة جدًا، قد يلزم استخدام بكرات ذات قطر كبير وقوة عالية لتلبية متطلبات الرفع.وزن الرفع: احسب بدقة أقصى وزن للرفع، بما في ذلك أدوات الحفر، وأنابيب التغليف، وسائل الحفر، وغيرها. اختر بكرات تتحمل الحمل المناسب وفقًا لهذا الوزن. عادةً، يجب أن يكون الحمل المقدر للبكرة أكبر من الحد الأقصى لوزن الرفع بمقدار 1.2 إلى 1.5 مرة لضمان هامش أمان. على سبيل المثال، إذا كان الحد الأقصى لوزن الرفع 200 طن، فيجب أن يتراوح الحمل المقدر للبكرة بين 240 و300 طن.مواصفات الحبال السلكية: يجب أن تتوافق مواصفات الحبال السلكية المختلفة مع بكرات بأحجام وأشكال أخاديد متناسبة. يجب أن يكون قطر أخدود الحبل في البكرة مناسبًا لقطر الحبل السلكي. عادةً، يكون قطر أخدود الحبل أكبر من قطر الحبل السلكي بمقدار 1 إلى 2 مم لضمان تثبيت الحبل السلكي جيدًا في أخدود الحبل وتقليل التآكل والانزلاق. في الوقت نفسه، يجب أن تلبي سعة البكرة متطلبات طول الحبل السلكي أثناء عملية الحفر.بيئة العمل: إذا أُجريت عملية الحفر في ظروف عمل خاصة، مثل درجات الحرارة والرطوبة العالية والبيئات المسببة للتآكل، أو في المناطق البحرية، فيجب اختيار بكرات ذات أداء وقائي مناسب. على سبيل المثال، في المنصات البحرية، يجب أن تتمتع البكرات بمقاومة جيدة للتآكل، ويمكن استخدام مواد من الفولاذ المقاوم للصدأ أو بكرات مُعالجة بطلاءات مضادة للتآكل. في البيئات ذات درجات الحرارة العالية، يجب اختيار محامل ومواد تشحيم مقاومة لدرجات الحرارة العالية لضمان التشغيل الطبيعي للبكرات.سرعة الحفر: كلما زادت سرعة الحفر، زادت قدرة البكرة على تحمل الصدمات والتآكل. لذلك، يجب اختيار بكرات ذات دوران مرن ومقاومة جيدة للتآكل. يمكن تصنيع البكرات باستخدام محامل عالية الدقة ومواد عالية الجودة مقاومة للتآكل لتلبية متطلبات الحفر عالي السرعة.مساحة برج الحفر: يحدّ حجم مساحة برج الحفر من حجم كتلة التاج وكتلة الحركة، مما يؤثر على اختيار البكرات. بناءً على ارتفاع برج الحفر وعرضه وقدرته على التحمل، يُنصح باختيار بكرات ذات حجم وهيكل مناسبين لضمان إمكانية تركيبها وتشغيلها بشكل معقول داخله دون التسبب في تحميله بشكل زائد.الاقتصاد: لتلبية متطلبات عملية الحفر، يجب مراعاة تكلفة البكرات وعمرها الافتراضي وتكاليف صيانتها. اختر بكرات عالية الأداء لتقليل التكلفة الإجمالية لعملية الحفر. على سبيل المثال، على الرغم من أن بعض البكرات المستوردة عالية الجودة أغلى ثمناً، إلا أنها تتميز بعمر افتراضي أطول وأداء أفضل، وقد تكون أكثر اقتصادية على المدى الطويل. في حين أن بعض البكرات المحلية منخفضة السعر نسبياً، ويمكن إعطاؤها الأولوية إذا كانت تلبي متطلبات التشغيل.العلامة التجارية والجودة: اختر بكرات من علامات تجارية معروفة وذات جودة موثوقة لضمان أدائها وسلامتها. تخضع بكرات العلامات التجارية المعروفة عادةً لفحوصات جودة صارمة وشهادات اعتماد، وتتميز بثبات وموثوقية أفضل، ويمكنها تقليل حوادث الحفر ووقت التوقف الناتج عن أعطال البكرات. يمكنك الرجوع إلى تجارب الاستخدام وتقييمات مشغلي الحفر الآخرين لاختيار العلامات التجارية والطرازات المناسبة.Ⅵ. الصيانةالتفتيش اليومي: قبل وبعد كل يوم عمل، تحقق مما إذا كانت هناك شقوق أو تآكل أو تشوه على سطح البكرة، وما إذا كانت تدور بمرونة، وما إذا كان موضع الحبل السلكي في أخدود الحبل طبيعيًا.التزييت المنتظم: اختر شحم التزييت المناسب. وفقًا لدليل تعليمات الجهاز وظروف التشغيل الفعلية، قم بالتزييت مرة كل 100 إلى 200 ساعة عمل أو مرة واحدة أسبوعيًا. عند حقن الزيت، تأكد من ملء شحم التزييت بالكامل في أجزاء المحمل والمقود.التنظيف والصيانة: أزل الشوائب بانتظام، مثل بقع الزيت والغبار وسوائل الحفر، من سطح البكرة. فكّ البكرة ونظّفها بانتظام، ثم نظّف بقع الزيت والشوائب الداخلية، وجفّفها، ثم أعد تركيبها وأضف شحم التشحيم.الكشف والمعايرة الدورية: استخدم أدوات قياس احترافية لقياس أبعاد أخدود ومحور حبل البكرة بانتظام، ومراقبة حالة التآكل، واستبدال البكرة في الوقت المناسب عند وصول مستوى التآكل إلى الحد الأقصى. عاير كتلة التاج وكتلة البكرة المتحركة بانتظام للتأكد من أن جميع البكرات في نفس المستوى، وأن استواء البكرات وعموديتها يلبيان المتطلبات.