jc-90d型絞車(chē)的研制

jc-90d型絞車(chē)的研制

隨著艱難井、深水和海洋石油資源的勘探和開(kāi)發(fā)，大型鉆床需要大量的需求。國(guó)外的超深井鉆機(jī)已有成熟的技術(shù)并成功應(yīng)用,但國(guó)內(nèi)超深井鉆機(jī)的研發(fā)才剛剛起步。我國(guó)自主研發(fā)的ZJ90/6750DB型交流變頻鉆機(jī)已于2006年在油田進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)。為了滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)石油鉆機(jī)的多樣性、適應(yīng)性的需求,開(kāi)發(fā)一種技術(shù)比較成熟、電傳動(dòng)簡(jiǎn)單、鉆進(jìn)效率高、能耗低、性?xún)r(jià)比較好的超深井鉆機(jī)勢(shì)在必行,ZJ90/6750D型直流電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)就是在這種情況下進(jìn)行研制的。JC-90D型絞車(chē)是該鉆機(jī)的核心部件,是國(guó)內(nèi)第1臺(tái)2205kW(3000hp)的直流電驅(qū)動(dòng)絞車(chē)。1傳輸原理和參數(shù)1.1自動(dòng)送鉆系統(tǒng)JC-90D型絞車(chē)的傳動(dòng)原理如圖1,分為2個(gè)系統(tǒng),即由3臺(tái)主電機(jī)為動(dòng)力的主傳動(dòng)系統(tǒng);由1臺(tái)小功率交流變頻電機(jī)為動(dòng)力的自動(dòng)送鉆系統(tǒng)。主傳動(dòng)時(shí),3臺(tái)主電機(jī)通過(guò)并車(chē)后驅(qū)動(dòng)絞車(chē)傳動(dòng)軸并帶動(dòng)滾筒軸工作。絞車(chē)在傳動(dòng)軸上設(shè)有齒式離合換擋機(jī)構(gòu),又與滾筒軸高、低速離合器配合工作形成4個(gè)擋位。絞車(chē)自動(dòng)送鉆時(shí),由1臺(tái)小功率交流變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng),經(jīng)大扭矩、大傳動(dòng)比減速機(jī)及離合器后,將動(dòng)力傳入并車(chē)動(dòng)力機(jī)組驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸及滾筒軸完成自動(dòng)送鉆過(guò)程。1.2主電機(jī)及轉(zhuǎn)速額定輸入功率2205kW(3000hp)最大快繩拉力(14繩系)720kN鋼絲繩直徑(型號(hào))絞車(chē)擋數(shù)4正4倒(各擋內(nèi)可無(wú)級(jí)調(diào)速)主電機(jī)數(shù)量及額定功率3×800kW主電機(jī)額定轉(zhuǎn)速970r/min主剎車(chē)液壓盤(pán)式剎車(chē)輔助剎車(chē)電磁渦流剎車(chē)自動(dòng)送鉆電機(jī)功率37kW(交流變頻電機(jī))自動(dòng)送鉆滾筒轉(zhuǎn)速0～1.338r/min2提高技能的計(jì)算在設(shè)計(jì)該絞車(chē)時(shí)考慮到不同鉆井工況的需求,進(jìn)行了14繩系和12繩系的計(jì)算,計(jì)算結(jié)果如表1～2。3鉆機(jī)工藝要求JC-90D絞車(chē)是按照SY/T5609—1999《石油鉆機(jī)形式與基本參數(shù)》標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的,符合HSE要求,能滿(mǎn)足山區(qū)、沙漠、海洋等復(fù)雜惡劣環(huán)境下9000m井深的鉆井工藝要求。abcdef4動(dòng)力驅(qū)動(dòng)絞車(chē)通過(guò)對(duì)傳動(dòng)方案的分析和主要參數(shù)的計(jì)算可知,該絞車(chē)方案可行,功率匹配和設(shè)計(jì)參數(shù)合理,技術(shù)比較成熟,電傳動(dòng)簡(jiǎn)單,性?xún)r(jià)比較好,整體設(shè)計(jì)安全可靠,滿(mǎn)足HSE要求,搬遷拆卸安裝工作量較小,適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng),可廣泛地用于陸地、海洋鉆機(jī)。該絞車(chē)的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成,但在減輕質(zhì)量,解決超限,適應(yīng)寒冷和高腐蝕性海洋環(huán)境等方面還有待于進(jìn)一步改進(jìn)。在國(guó)內(nèi)首次采用3臺(tái)直流電機(jī)通過(guò)鏈條并車(chē)作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)絞車(chē),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,技術(shù)成熟,易實(shí)現(xiàn)為滿(mǎn)足通井、試油、撈砂等作業(yè)要求,配備有撈砂滾筒,并首次采用液壓盤(pán)式剎車(chē),實(shí)現(xiàn)了撈砂滾筒剎車(chē)的遠(yuǎn)程控制,減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。送鉆速度范圍大,操作控制平穩(wěn)。該裝置還具有應(yīng)急作用,在主電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)可活動(dòng)鉆具并可提起最大鉆柱質(zhì)量。采用交流變頻電驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)送鉆裝置,低速性能更優(yōu)。這是自動(dòng)送鉆裝置首次在直流驅(qū)動(dòng)絞車(chē)上應(yīng)用,解決了一直困擾直流電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送鉆難的問(wèn)題采用整體加工式滾筒,避免了原焊接式繩槽體的加工和焊接誤差及變形,可以有效地防止夾繩、亂繩等。主滾筒剎車(chē)采用液壓盤(pán)式剎車(chē),剎車(chē)力矩大、散熱好、性能穩(wěn)定可靠、維護(hù)方便、操作簡(jiǎn)單;遠(yuǎn)距離控制時(shí)液壓盤(pán)剎也有較快的響應(yīng)速度,采用比例調(diào)壓閥控制大流量繼動(dòng)閥。能的前提下,低速離合器選用推盤(pán)離合器,高速離器選用氣胎離合器,使?jié)L筒軸總成的尺寸盡量減小解決了運(yùn)輸超限的問(wèn)題。元分配元