石油鉆井用的鉆機是一套聯合機組。鉆機由井架、絞車、游車、大鉤、轉盤、鉆井泵、動力機組、固控設備、發電機組、空氣動力等輔助設備等組成。
一、鉆機的旋轉系統
旋轉系統包括水和轉盤兩大部分，其主要作用是在通過鉆具不斷向井底傳送鉆井液的同時，保證鉆具的旋轉。
1、水：
在一部鉆機中，水既是旋轉系統的設備，又是循環系統的一個部件。在鉆進時，懸掛并承受井內鉆柱的全部重量，并將鉆柱與水龍帶連接起來，構成鉆井液循環通道。
水主要由固定、旋轉和密封部分組成。
2、轉盤：
轉盤主要由水平軸、轉臺、主軸承等組成，其主要作用是帶動鉆具旋轉鉆進和在起下鉆過程中懸持鉆具、卸開鉆具螺紋以及在井下動力鉆井時承受螺桿鉆具的反向扭矩。轉盤的動力經水平軸上法蘭或鏈輪輸入，通過錐齒輪轉動轉臺，借助轉臺通孔中的方瓦和方補心帶動方鉆桿、鉆柱和鉆頭轉動；同時，方補心允許方鉆桿軸向自由滑動，實現邊旋轉邊送進。
二、鉆機的循環系統
鉆機的循環系統主要包括鉆井泵、地面管匯等。在井下動力鉆井中，循環系統還擔負著傳遞動力的任務。
鉆井泵：
鉆井泵常用的安全閥有銷釘式、杠桿銷釘式和彈簧式安全閥三種：
①銷釘式安全閥是利用不同直徑的銷釘來限制過高泵壓的裝置，當泵壓達到銷釘所限制的壓力時，銷釘被剪斷，鉆井液從閥的泄壓口排出，泵壓回零，從而起到安全保護作用。
②杠桿銷釘式安全閥使用的銷釘是同一直徑，靠移動銷釘在不同銷孔中的位置來改變力臂距離，從而調節安全閥的壓力，達到限制泵壓的目的。
③彈簧式安全閥是利用彈簧的作用設計的一種安全閥。
三、鉆機的提升系統
鉆機的提升系統由絞車、井架、天車、游車、大鉤及鋼絲繩等組成。
1、絞車：
絞車是構成提升系統的主要設備，是組成一部鉆機的核心部件，是鉆機的主要工作機械之一。其功用是：提供幾種不同的起升速度和起重量，滿足起下鉆具和下套管的需要；懸掛鉆具，在鉆進過程中送鉆和控制鉆壓；利用絞車的貓頭機構上、卸鉆具螺紋；作為轉盤的變速機構和中間傳動機構；當采用整體起升式井架時用來起放井架；當絞車帶撈砂滾筒時，還擔負著提取巖心筒、試油等項工作；幫助安裝鉆臺設備，完成其他輔助工作。常用的JC—50D型絞車為內變速、墻板式、全密閉四軸絞車，JC—45型絞車是五軸絞車，JC—14.5型絞車是三軸絞車。絞車一般由絞車傳動部分、提升部分、轉盤驅動箱部分、控制部分、潤滑部分和剎車機構等組成。
2、井架：
井架由井架的主體、人字架、天車臺、二層臺、工作梯、立管平臺、鉆臺和井架底座等幾個部分組成，主要用于安放和懸掛天車、游車、大鉤、吊環、液氣大鉗、液壓繃扣器、吊鉗、吊卡等提升設備與工具。目前，在國內外石油礦場上使用的井架種類繁多，但就結構型式來講，一般可分為塔型井架和A型井架兩種。
3、天車：一般是多個滑輪裝在同一根芯軸或兩根軸心線一致的芯軸上。現在的天車大都是滑輪通過滾柱軸承裝在一根芯軸上。芯軸的直徑較大，芯軸的一端或兩端有黃油嘴，芯軸里有潤滑油道。潤滑脂從黃油嘴注入，以潤滑軸承
4、游車：形狀為流線型，以防起下時掛碰二層臺上的外伸物。同時，游車要保證一定的重量，以便它在空載運行時平穩而垂直地下落。現在，鉆機各型游車都是一根芯軸，滑輪在軸上排成一列，其結構與天車相似
5、大鉤：
大鉤是提升系統的重要設備，它的功用是在正常鉆進時懸掛水和鉆具，在起下鉆時懸掛吊環起下鉆具，完成起吊重物、安放設備及起放井架等輔助工作。
6、 鉆井用鋼絲繩：
鉆機游動系統所用的鋼絲繩稱為大繩。它起著懸吊游車、大鉤及傳遞絞車動力的作用。
四、鉆機的傳動與動力系統
1、傳動系統：
鉆機傳動系統的基本功用是將動力機發出的動力分別傳送給各工作機，即絞車、轉盤、鉆井泵等，主要解決增矩減速、變矩變速、并車、正倒車問題。鉆機傳動系統的總體布置有統一驅動（如大慶130型、ZJ45型鉆機）、分組驅動（如車裝鉆機）和單獨驅動（電驅動鉆機）三種形式。傳動系統各傳動部分護罩必須完好，固定牢靠。機房四周欄桿要安裝齊全，固定牢靠，梯子穩固且有光滑的扶手。
2、動力設備：
目前，鉆機的驅動類型主要有柴油機直接驅動、柴油機—液力驅動、柴油機—（交）直流電驅動和工業電網電驅動四類。
五、鉆機的氣控系統
氣控系統主要由供氣機構、發令機構、傳令機構、執行機構四個部分組成。主要功能是控制柴油機的啟動、停車、調速和聯動機并車與停車；控制絞車轉盤、鉆井泵的啟動與停止；控制絞車、轉盤的轉速和轉動方向；控制滾筒剎車、貓頭的運轉與停止等。
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