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,鉆井絞車基礎(chǔ)知識,Basic Knowledge of Drawworks,第一部分 鉆井絞車原理及結(jié)構(gòu),目 錄,第三部分 鉆井絞車保養(yǎng)要求,第四部分 鉆井絞車故障分析與處理,第二部分 鉆井絞車操作規(guī)程,第一部分 鉆井絞車原理及結(jié)構(gòu) 一、概述:絞車是起升系統(tǒng)的重要設(shè)備,也是一部鉆機的核心設(shè)備,是鉆機的三大工作機之一 1、絞車的功用 1)在鉆進(jìn)過程中懸掛鉆具,送進(jìn)鉆柱、鉆頭,控制鉆壓。 2)在起下作業(yè)中起下鉆具和下套管。 3)利用絞車的貓頭機構(gòu)緊、卸鉆具絲扣和起吊重物。 4)作為轉(zhuǎn)盤的變速機構(gòu)和中間傳動機構(gòu)。 5)對于自升式井架鉆機,用來起放井架。 6)利用絞車的撈砂滾筒,進(jìn)行提取巖心筒、試油等項工作 2、絞車型號及技術(shù)規(guī)范,二、現(xiàn)代絞車的結(jié)構(gòu)方案 鉆井絞車種類繁多,但最能體現(xiàn)其結(jié)構(gòu)特點的是絞車中軸的數(shù)目,下面按絞車軸數(shù)對各種絞車進(jìn)行簡單歸納和分析 1、單、雙軸絞車 : 最初鉆機的絞車是單軸絞車,這種絞車僅有一根滾筒軸,絞車的變速由絞車前邊獨立的一臺四檔-倒檔的齒輪變速箱實現(xiàn),這種絞車的特點是,貓頭轉(zhuǎn)速偏高,位置過低,操作不方便。為了克服單軸絞車的缺點,而研制了雙軸絞車,即把貓頭單獨裝配在一根軸上,就成了雙軸絞車。單、雙軸絞車一般適用于淺井或中深井。 2、三軸和多軸絞車 : 為了滿足深井和超深井鉆井的需要,三軸和多軸絞車相繼問世,四軸以上的絞車為多軸絞車,現(xiàn)代重型和超重型絞車屬于此種類型的絞車。如大慶型鉆機絞車JC-14.5和ZJ40/2250CJD鉆機的JC40-3都是三軸絞車。ZJ45J和ZJ45L鉆機的JC-45是五軸絞車,3、獨立貓頭軸-多軸絞車 : 由于重型和超重型絞車外形尺寸大、重量大(一般2030t)、搬家安裝困難,尤其是現(xiàn)代深井和超深井鉆機鉆臺較高(一般611m),為了避免絞車上高鉆臺非自升式井架),近年來又研制了獨立貓頭軸-多軸絞車。此種絞車的結(jié)構(gòu)方案為:獨立貓頭軸和轉(zhuǎn)盤傳動裝置構(gòu)成一個單元,置于鉆臺上,擔(dān)負(fù)接、卸鉆具絲扣和提升一般重物,還可充當(dāng)轉(zhuǎn)盤中間傳動裝置。主絞車置于鉆臺下面后臺上或聯(lián)動機底座上,擔(dān)負(fù)起、下鉆具、下套管、處理事故等提升任務(wù),可避免長的上鉆臺鏈條。此種絞車的滾筒、貓頭機構(gòu)以及轉(zhuǎn)盤都單獨有各自的檔速、制動機構(gòu),這樣它們都能根據(jù)所需,獲得較優(yōu)的工作特性。ZJ32J-1、ZJ50/3150L、ZJ40/2250JLD、ZJ70/4500LD等鉆機的絞車均屬于這種類型,4、電驅(qū)動絞車 : 由于直流電驅(qū)動和交流變頻電驅(qū)動鉆機的問世,結(jié)構(gòu)更為簡單的電驅(qū)動絞車應(yīng)運而生。此種絞車?yán)弥绷麟姍C或交流變頻電機為動力,分別驅(qū)動滾筒軸和貓頭軸。因電動絞車的結(jié)構(gòu)較簡單,一般貓頭軸不分設(shè)單元,和主絞車構(gòu)成一整體 三、典型絞車結(jié)構(gòu) (一)JC50DB絞車,1、總述: 絞車基本形式為單軸絞車,其結(jié)構(gòu)主要由滾筒軸、齒輪減速箱、轉(zhuǎn)盤傳動箱、絞車架及潤滑、氣控、水冷卻系統(tǒng)等組成。其傳動形式為,電機通過齒輪減速箱直接傳動滾筒軸。鉆臺上配有液壓貓頭,以滿足鉆進(jìn)和起下作業(yè)的要求。絞車的主剎車為液壓盤式剎車,兩個剎車盤集中布置在軸左端;輔助剎車既可用能耗制動,也可用336WCB型伊頓盤式氣剎車。轉(zhuǎn)盤由獨立驅(qū)動電機通過鏈條傳動箱、錐齒輪箱及萬向傳動軸來驅(qū)動,獨立驅(qū)動電機置于鉆臺面上,并與絞車電機通過右側(cè)伊頓CH1250離合器連接,這樣既可實現(xiàn)兩電機并車傳動絞車,也可在一個電機出故障時相互替換使用,以提高絞車和轉(zhuǎn)盤的可靠性 計算機程序控制西門子全數(shù)字矢量變頻器,驅(qū)動YJ型低基頻大扭矩變頻調(diào)速電機,可實現(xiàn)帶載起動及零轉(zhuǎn)速輸出最大扭矩,一體化司鉆控制室,司鉆控制室主要包括控制、顯示和監(jiān)視三大功能,JC50DB,2、絞車的特點 1)滾筒軸是由一臺交流變頻電機通過齒輪減速箱驅(qū)動的,特殊情況下,可由兩臺電機并車驅(qū)動。滾筒提升速度,通過電機實現(xiàn)無級變速。 2)減速箱中間軸上裝有伊頓CH1940離合器,以滿足下放空吊卡和起下鉆點動操作。 3)下鉆時電動機反轉(zhuǎn),則變成發(fā)電機,可充當(dāng)絞車的輔助剎車進(jìn)行能耗制動。實現(xiàn)對電網(wǎng)能量反饋,減少制動裝置的能量損耗,節(jié)約能源。根據(jù)需要也可在滾筒軸右端安裝一個伊頓336WCB2盤式氣剎車作為絞車的第二輔助剎車,能耗制動原理 在鉆具整個下放過程中,絞車滾筒以反力矩拖動絞車電機反轉(zhuǎn),絞車電機這時處于“發(fā)電”工況,產(chǎn)生電磁制動力矩,使游動系統(tǒng)和鉆具的下放以給定值運行。系統(tǒng)通過總線方式實時采集絞車電機的相關(guān)電氣參數(shù),通過PLC系統(tǒng)把實際速度與設(shè)定速度的差值發(fā)送到變頻系統(tǒng),通過軟件動態(tài)控制絞車電機的下放速度,實現(xiàn)絞車的數(shù)控能耗制動,4)采用雙聯(lián)電動齒輪油泵裝置,對齒輪減速箱強制潤滑。 5)減速箱采用收縮盤式結(jié)構(gòu)與滾筒軸相連,安全可靠,減小軸向尺寸。 6)主剎車采用液壓盤式剎車,兩個剎車盤集中布置在軸左端,每個剎車盤上裝有兩個工作鉗和一個安全鉗,由司鉆房集中控制。 7)裝有過卷閥式和數(shù)碼式防碰裝置,使起下作業(yè)安全可靠。 8)油氣水管線布置于鋪板下易于檢修的地方,3、絞車提升能力: 如表ZJ50/3150DB-1鉆機的最大鉤載3150kN,此時,必須兩臺電機并車。當(dāng)單電機超載1.5倍時的提升能力:大鉤載荷1857kN,提升速度0.7m/s。交流變頻電機額定轉(zhuǎn)速803rpm,額定轉(zhuǎn)矩11876Nm,JC50DB絞車提升曲線,4、絞車主要部件 1)滾筒軸總成 滾筒軸總成主要由水氣葫蘆、兩個剎車盤、滾筒體、軸和軸承等組成。兩個剎車盤直徑1400mm,厚度75mm,剎車盤內(nèi)有冷卻水道、進(jìn)、排水口和放水口。開槽滾筒體由三段鑄、焊而成,滾筒體直徑790mm,纏繩部位長度1555.6mm,總長度2108mm。滾筒軸軸承規(guī)格23052CC/W33(260400104)。滾筒軸的動力由兩臺型號為YJ31F(1000kW,800rpm)交流變頻電機通過3H215.04絞車齒輪減速機傳至滾筒軸,2)絞車齒輪減速機 該減速機的作用是將絞車電機(型號為YJ31F(1000kW,800rpm)交流變頻電機)的動力通過減速器輸入軸與絞車電機之間的齒式聯(lián)軸器傳至滾筒軸,絞車電機也可以通過CH1250伊頓離合器并車共同驅(qū)動滾筒軸。所以減速機是JC50DB單軸絞車的外變速機構(gòu)。該減速機為二級平行軸直齒圓柱齒輪減速器,第一級小齒輪齒數(shù)35,大齒輪齒數(shù)69,第二級小齒輪齒數(shù)34,大齒輪齒數(shù)75,齒數(shù)比4.394,額定功率1840kW,輸入轉(zhuǎn)速8031800rpm。齒輪箱齒輪和軸承由電動油泵循環(huán)潤滑系統(tǒng)強制潤滑和冷卻,潤滑油為N220。為了保證潤滑油能正常工作,在環(huán)境溫度低于0時啟動設(shè)備應(yīng)對潤滑油進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱溫度8。潤滑油工作溫度為585,最大工作溫升45,齒輪箱的工作環(huán)境溫度為-4045。潤滑油應(yīng)39個月檢查油質(zhì)一次,3)轉(zhuǎn)盤鏈條箱和角傳動箱 其作用是將轉(zhuǎn)盤電機的動力通過LT500/250T離合器和齒式聯(lián)軸器傳給角傳動箱,鏈傳動副采用23排鏈條(140-364),小鏈輪Z21,大鏈輪Z27。角傳動箱中的主動錐齒輪Z25m16左旋,被動錐齒輪Z26m16右旋,每根錐齒輪軸采用兩個不同型式的軸承支撐,靠近錐齒輪端的軸承是22326CC/W33(13028093)雙列調(diào)心滾子軸承,遠(yuǎn)離錐齒輪端的軸承是NU326(13028058)主要承受徑向載荷的短圓柱滾子軸承,角傳動箱通過一根1574mm的傳動軸和兩根W51.5870萬向軸傳動轉(zhuǎn)盤,三根軸共采用三個22224C/W33(12021558)雙列調(diào)心滾子軸承支撐 (二)JC45絞車,絞 車,第二章,返回,氣控箱,剎把,支撐系統(tǒng)(框架式支架或密閉箱殼式座架),傳動系統(tǒng)(由絞車軸、軸承、鏈輪、齒輪、鏈條),XSZF-40司鉆控制房,ZJ40CJD液壓起升系統(tǒng)操縱箱,控制系統(tǒng)(牙嵌、齒式、氣動離合器,司鉆操作臺、控制閥),輪轂式離合器,支撐系統(tǒng),6、轉(zhuǎn)盤,(1)組成: 由殼體、轉(zhuǎn)臺、負(fù)荷軸承、防跳軸承、水平軸、大小錐齒輪等組成。,轉(zhuǎn)盤,水龍頭,第二部分 鉆井絞車操作規(guī)程 1)啟動絞車主電機之前,先啟動潤滑油泵電機,待潤滑油循環(huán)正常后,再啟動主電機,并可掛合滾筒離合器(CH1940),進(jìn)行絞車作業(yè)。 2)當(dāng)空吊卡下放遇阻或上卸鉆柱時需要點動操作時,可操作CH1940離合器合主盤剎來完成。 3)為滿足減速箱中間軸上的CH1940離合器的要求,司鉆控制房內(nèi)總氣壓表壓力應(yīng)達(dá)到0.70.8Mpa。當(dāng)起升最大負(fù)荷時壓力不低于0.75Mpa。,4)下鉆過程中由于電機的特性自動實現(xiàn)能耗制動。嚴(yán)禁不掛輔助剎車將鉆柱自由落體下放,然后用主剎車猛剎。建議正常下鉆作業(yè)時,開始就使用能耗制動,以減少下鉆動能,使之勻速下鉆。 5)處理事故時,可以操作轉(zhuǎn)盤離合器和轉(zhuǎn)盤慣性剎車,以實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤點動或停止在某一位置。轉(zhuǎn)盤離合器和轉(zhuǎn)盤慣性剎車的氣控閥是聯(lián)鎖的,在作業(yè)中相互切換時,必須在放氣位置即中間的“分”位上停留24秒,使 掛合的離合器有充足的時間放氣,以防止過快磨損摩擦片或燒壞橡膠氣胎,第三部分 鉆井絞車保養(yǎng)要求 1)脂潤滑 采用汽車通用鋰基脂ZL-1和ZL-2,環(huán)境溫度在-295時,應(yīng)采用ZL-1,環(huán)境溫度在052時應(yīng)采用ZL-2,要以潤滑點的標(biāo)牌指示、潤滑日期為準(zhǔn)進(jìn)行正確潤滑。 2)稀油潤滑 絞車的減速箱采用雙聯(lián)電動齒輪油泵進(jìn)行噴油潤滑。正常打鉆,用一套油泵進(jìn)行潤滑,另一套備用。兩套油泵有各自的吸入慮清器和排出慮清器,油液經(jīng)1排出管排出到齒輪箱,潤滑齒輪和軸承。當(dāng)需要清洗排出慮清器時,先將兩個直通路閥打開(正常工作時二者關(guān)閉),將排出慮清器前后的閥關(guān)閉,即可清洗、更換慮清器。潤滑油為N220,加入量約540公斤,潤滑油壓0.20.3MPa,3)角傳動箱及鏈條箱潤滑調(diào)試 連接好潤滑系統(tǒng)所有的管線后,在未加載前先對潤滑系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試,調(diào)試前先將油箱加油至油標(biāo)尺的第一刻度處,啟動轉(zhuǎn)盤電機700rpm左右,運行20分鐘,調(diào)節(jié)溢流閥,使工作油壓在0.20.3Mpa之間,此時檢查管線的滲漏、油壓波動、各管路附件、入慮清器及管路濾油器等情況,并檢查動態(tài)油面高度,如低于第三刻度則再注油,高于第二刻度則可適當(dāng)放出部分油,一、絞車的維護(hù)保養(yǎng)規(guī)程 1、日常檢查及維護(hù)保養(yǎng) 1)每班檢查項目: (1)絞車同底座連接螺栓是否齊全不松動。 (2)快繩繩卡壓板螺栓是否齊全不松動。 (3)剎車機構(gòu)固定螺栓是否齊全不松動;摩擦塊與剎車盤的問隙是否合適。 (4) 油池油面是否在刻度范圍內(nèi)。 (5)齒輪油泵壓力是否在0.1 -0.4MPa之間。 (6)各鏈條是否潤滑良好,松緊適合。 (7)每個軸端軸承溫升情況。 (8)每個軸端、軸承蓋及箱蓋等處是否漏油。 (9)氣胎離合器最低氣壓為0.7Ma。 (10)各種氣閥,氣管線,接頭等是否漏氣,(11)潤滑管線是否漏油,各噴嘴有無堵塞,噴嘴方向是否正確。 (12)各傳動處是否有異?,F(xiàn)象。 (13)水氣葫蘆、輔助剎車密封是否可靠,冷卻水路應(yīng)暢通無泄漏。 (14)直流電機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)無異響 2)定期檢查 當(dāng)絞車運行一段時間后,會產(chǎn)生運轉(zhuǎn)部分磨損,連接部分松動,管路不暢,密封件老化等情況,若繼續(xù)發(fā)展對設(shè)備的使用產(chǎn)生不良影響。因此,除了上述的日常檢查,一般的維護(hù)保養(yǎng)之外,尚需進(jìn)行定期的檢查與修理。這種檢查應(yīng)有專業(yè)機修人員參加,較大的修理(例如更換某部件的軸承)應(yīng)在維修站點或機修廠進(jìn)行。,3)每季的定期檢查 (1)打開窗口及護(hù)罩上的蓋板(門)檢查鏈條的狀態(tài),鏈條、鏈銷、滾子、開口銷要逐一檢查。根據(jù)檢查結(jié)果,判斷是否能繼續(xù)使用,當(dāng)磨損較為嚴(yán)重時,應(yīng)予以更換。 (2)檢查剎車摩擦塊的磨損情況,必要時予以更換。 (3)檢查氣胎離合器氣囊是否老化,摩擦塊磨損嚴(yán)重的應(yīng)予以更換。 (4)檢查摩擦貓頭的工作間隙,必要時調(diào)整墊片(或更換摩擦片)。 (5)檢查各剎車盤的磨損狀況,必要時予以更換。 (6)檢查齒式離合器內(nèi)外齒的磨損情況。,(7)檢查伊頓剎車摩擦盤、摩擦片磨損狀況,必要時予以更換。 (8)油路檢查下述部件,根據(jù)情況予以清洗、更換、檢修或調(diào)整: 油箱; 過濾器;油管線;潤滑脂管線;鏈條潤滑噴嘴;壓力表;密封件。 4)每年的定期檢查 (1)檢查所有的連接件的螺釘螺母,松動時,要予以緊固,開口銷、鎖固鐵絲等如有丟失、損壞要予以復(fù)原。 (2)檢查各軸承的磨損情況,過度磨損的軸承應(yīng)予以更換。 (3)檢查全部潤滑油、脂管線應(yīng)無泄漏及堵塞。 (4)檢查離合器機構(gòu),更換磨損件。,(5)檢查鏈輪齒及鏈條的磨損情況。 (6)檢查剎車盤(剎車轂)的磨損情況,冷卻系統(tǒng)各管線、接頭的情況。 (7)檢查剎車塊的磨損情況。 (8)徹底清洗清理油池。 (9)檢查電動機內(nèi)部狀況,檢查對中情況。 (10)檢查氣控系統(tǒng)全部管線、閥件、壓力表執(zhí)行機構(gòu)的狀態(tài)。 (11)檢查所有油封。 (12)在檢查后,確定應(yīng)予以檢修或更換的零部件。 (13)對于工作難度大的項目應(yīng)在專業(yè)維修站點或機修廠進(jìn)行,2、絞車的潤滑 絞車主體的鏈條、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動箱總成部分鏈條均采用強制潤滑。除傳動軸的軸承采用強制潤滑外,其余軸承均采用油脂潤滑。 1)機油潤滑 絞車內(nèi)的鏈條、軸承均采用潤滑油潤滑。油池內(nèi)所加油品:夏季0-50C時為L-HM46機械油,冬季-30-0C時L-HM32機械油,油面一定要加到油尺兩刻度線之間。第一次加注量為100L,以后的補充量按實際需要。 2)潤滑脂 絞車傳動中的絞車主體,其主要潤滑部件的各潤滑點集中在絞車左側(cè)滾筒軸離合器護(hù)罩的前下方。其余各潤滑點均設(shè)在需要潤滑的部位,各潤滑脂嘴處均應(yīng)加入軋輥軸承潤滑脂2,ZL-1、2。,加注潤滑脂時,對于中間有接銅管的油腔加注口,應(yīng)先將油嘴拆下,接上干油站的接頭,用干油站注入潤滑脂。對于油嘴直接連接潤滑脂腔的油嘴,可直接使用潤滑脂槍加注潤滑脂,也可用干油站加注。每個油腔的補充加油量約為20-50g 3)潤滑油的更換周期 (1)新鉆機投入使用后,第一個換油周期為2000運轉(zhuǎn)小時(因在磨合期潤滑油品質(zhì)量下降較快)。 (2)在正確的使用及維護(hù)保養(yǎng)下,換油周期為2000-4000運轉(zhuǎn)小時或更多。 (3)按規(guī)定進(jìn)行油品的化驗

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