壹、鉆機的組成
根據鉆井工藝各工序的不同要求，鉆機必須具備以下系統和設備。
(1)提升系統
提升系統主要包括主絞車、輔助絞車(或貓頭)、輔助剎車(水剎車、電磁剎車)等。)、遊動系統(包括鋼絲繩、天車、遊動滑車和大鉤)和懸掛遊動系統的井架等。此外，還有工具和設備(吊環、吊卡、卡瓦、大鉗、立根移位機構等。)用於起下鉆具。絞車是該系統的核心部件。
圖4-1典型旋轉鉆井設備
①—轉盤；② ——防噴器組(2)旋轉系統
鉆機旋轉系統主要由轉盤、水龍頭、方鉆桿、鉆桿、鉆鋌、配套接頭和鉆頭組成。轉盤驅動方鉆桿、鉆桿和鉆頭破巖鉆孔，所以轉盤是系統的核心設備。此外，叢式井或定向井需要配備井下動力鉆具，構成旋轉鉆井系統。
(3)流通系統
鉆井液循環系統設備主要由鉆井泵、振動篩、除砂器、除砂器、離心機、鉆井液罐、鉆井液槍、鉆井液攪拌器、混合漏鬥等組成。鉆井泵是該系統的核心設備。
(4)電力系統
動力系統為鉆機提供動力。不同的鉆機配備不同的動力設備。機械鉆機主要以柴油機為動力設備，電動鉆機主要以電機為動力設備。目前，國內外鉆機的動力源主要采用柴油機和柴油發電機。
(5)傳輸系統
傳動系統的主要任務是將動力設備的機械能傳遞和分配給絞車、鉆井泵、轉盤等工作機械。傳動系統在傳遞和分配動力的同時具有減速、並合、換向等特殊功能。石油鉆機的傳動方式包括機械傳動(包括萬向軸、變速箱、離合器、鏈傳動和V帶傳動等。)、機械-渦輪傳動(液壓傳動)、電氣傳動和液壓傳動。
(6)控制系統
為了使鉆機各系統協調工作，鉆機配備了氣動控制、液壓控制、機械控制和電氣控制等各種控制裝置，以及集中控制臺和顯示儀表。
(7)基礎系統
鉆機底座是鉆機的重要組成部分，包括鉆臺底座、機房底座和鉆井泵底座。車載鉆機的底座是汽車或拖拉機的底盤。鉆機底座主要用於安裝鉆井設備，方便鉆井設備的運輸。
(8)輔助系統
除上述主要設備外，整套鉆機還必須配備供氣設備、井口防噴設備、鼠洞鉆井設備、輔助發電設備和提升設備，以及寒冷地區鉆井時的保溫設備，以確保鉆機安全可靠運行。
二、鉆機類型
(壹)根據鉆孔深度。
(1)淺井鉆機:指鉆井深度不超過2500m的鉆機，主要包括地質調查井鉆機、巖心鉆機、水井鉆機、地震和鉆孔鉆機等。
(2)中深鉆機:指鉆井深度在2500米至4500米之間的鉆機；
(三)深井鉆機:指鉆井深度在4500米至6000米之間的鉆機；
(4)超深井鉆機:指鉆井深度超過6000 ~ 9000米的鉆機；
(5)超深井鉆機:指鉆井深度超過9000米的鉆機。
上述中深井鉆機、深井鉆機和超深井鉆機主要用於鉆生產井、註水井和探井等深井。
(2)根據驅動設備的類型。
(1)機械驅動鉆機:包括柴油機直接驅動或柴油機-液動力驅動的鉆機，以及由三角帶、鏈條、齒輪等主傳動副統壹、成組或單獨驅動的鉆機。
(2)電動鉆機:包括交流驅動鉆機和DC驅動鉆機。目前主要采用交-交交流傳動、交流-可控矽-DC可控矽整流DC傳動和交流-DC-交流變頻電氣傳動。
(3)液壓鉆機:由液壓動力和傳動裝置驅動的鉆機。
三、鉆機標準
石油鉆機標準主要包括鉆機參數標準、鉆機最大深度標準、鉆機等級標準和鉆機型號標準。
(壹)鉆機參數標準
(1)公稱鉆進深度範圍:在指定的鉆繩下使用指定的鉆柱時，鉆機的經濟鉆進深度範圍。
(2)最大鉤載:鉆機在規定的最大繩數下作業時，吊鉤上允許的最大載荷。
(3)鉆繩數:用於正常鉆進和起下鉆柱的遊動系統(屬於上述提升系統)的有效繩數。
(4)遊動系統最大繩數:鉆機配備的天車和遊動輪系統提供的最大有效繩數。
(2)鉆機等級標準
中國規定了石油鉆機的九個等級，即ZJ10/585、ZJ15/900、ZJ20/1350、ZJ40/2250、ZJ50/3150和ZJ70/4500。
其中“ZJ”是鉆機的漢語拼音前綴；10、15、20、40、50、70、90、120為最大鉆孔深度的1/100(單位為m)；585、900、1350、2250、3150、4500、5850、6750、9000為鉆機最大鉤載(單位為kN)。
(3)石油鉆機的型號標準
以下示例說明了鉆機的型號標準:
ZJ15/900DBZ-2，代表交流變頻自走式車載鉆機，最大鉆進深度1500m，最大鉤載900kN，為第三代產品；
ZJ40/2250L代表以鏈條為主傳動的原型模塊化機械鉆機，最大鉆進深度4000m，最大鉤載2250kN；
ZJ50/3150DB-1代表模塊化交流變頻電驅動鉆機，最大鉆進深度5000m，最大鉤載3150kN，為第二代產品；
ZJ70/4500DZ:模塊化DC可控矽DC驅動可控矽電動鉆機，最大鉆井深度7000米，最大鉤載4500千牛。
四、鉆井絞車
鉆井絞車不僅是提升系統設備，也是整個鉆機的核心部件，是鉆機的三大工作機械之壹。
(1)鉆井絞車的功能
根據鉆井工藝的特點，配備的絞車應具有以下功能:
(1)動力足夠。它有能力提起最重的鉆柱並疏通。在最低速度下，鋼絲繩能產生足夠的張力，保證行走系統的安全可靠。
(2)各提升部件有足夠的強度和剛度。滾筒、滾筒軸、軸承、機構和易損件有足夠長的壽命。
(3)絞車卷筒有足夠的尺寸和容繩量，以保證繩索纏繞完好，延長鋼絲繩的使用壽命。
(4)能適應起重量的變化，有足夠的起升裝置，提高動力利用率，節省起升時間。
(5)具有靈敏可靠的制動機構和強大的輔助制動，能準確調節WOB和均勻給進鉆具，在下鉆過程中隨意控制下放速度，在省力狀態下制動最重的鉆柱載荷。
(6)要有壹個或兩個貓頭——壹個緊固貓頭和壹個卸扣貓頭，以滿足用大鉗緊固和卸扣及其他輔助起吊的需要，有時要配壹個死貓頭。
(7)有穩定的支架和底座；整個絞車不能超重、超寬、超長、超高，以免給運輸帶來困難；傳動部分應有嚴密的防護罩，易損件應易於拆卸和更換。
(8)采用集中控制，將控制手柄、剎車手柄和指重表集中在司鉆控制臺上，方便司鉆操作。
(2)絞車的結構類型
絞車的種類很多，分類方法也很多。比如按軸數分，有單軸、雙軸、三軸、多軸絞車；根據卷筒數量，有單卷筒和雙卷筒絞車；根據提升速度，有二速、三速、四速、六速和八速絞車。三軸絞車是常用的。
動詞 （verb的縮寫）鉆井泵
鉆井泵是鉆井液循環系統中的關鍵設備，本領域俗稱泥漿泵。壹般用於將高粘度、高密度、高含砂量的鉆井液在高壓下輸送到井底(也是井底動力鉆具的動力液)，以冷卻鉆頭和攜帶巖屑。
(壹)鉆井泵的分類
鉆井泵的種類很多，油田常用的是三缸單作用臥式往復泵。該泵的活塞在液缸中往復運動以吸入或排出壹次液體。
我國用於油氣鉆井的國產鉆井泵已逐步標準化，如3NB××1000、3NB××1300、3NB××1600等。其中NB代表“鉆井泵”，NB前的數字表示泵的液缸數，沒有數字則為雙缸泵；NB的下標表示設計序號，以下數據表示泵的額定輸入功率(單位為hp)。
(2)鉆井泵的基本參數
鉆井泵的工作能力可以用其基本參數來表示，即流量、揚程、功率、效率、沖程次數和泵壓。
1.流動
流量是指單位時間內泵通過排出管輸出的液體量。流量通常用體積單位表示，也稱為體積流量，其單位是升/秒或M3/秒..鉆井泵內的流量分為平均流量和瞬時流量，現場所說的流量壹般是指平均流量。在油礦，習慣上稱之為流量排放。
2.壓力水頭
揚程是指單位質量液體的泵送壓力所增加的能量，也稱為揚程。
3.功率和效率
功率是指單位時間內泵所做的功。壹般單位時間內發動機傳遞給泵軸的能量稱為輸入功率或主軸功率。單位時間內液體通過泵後增加的能量稱為泵的有效功率。功率的單位是“千瓦”。泵效率是指有效功率與輸入功率之比。
打孔
泵的沖程數是指單位時間內活塞往復運動的次數，單位為“次/分”。
5.泵壓力
泵壓是指泵出口處的液體壓力，單位為“MPa”。