鉆井絞車基礎知識.ppt

,鉆井絞車基礎知識,Basic Knowledge of Drawworks,第一部分 鉆井絞車原理及結構,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 鉆井絞車原理及結構 一、概述：絞車是起升系統(tǒng)的重要設備，也是一部鉆機的核心設備，是鉆機的三大工作機之一 1、絞車的功用 1）在鉆進過程中懸掛鉆具，送進鉆柱、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緊、卸鉆具絲扣和起吊重物。 4）作為轉盤的變速機構和中間傳動機構。 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，進行提取巖心筒、試油等項工作 2、絞車型號及技術規(guī)范,二、現代絞車的結構方案 鉆井絞車種類繁多，但最能體現其結構特點的是絞車中軸的數目，下面按絞車軸數對各種絞車進行簡單歸納和分析 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，這種絞車的特點是，貓頭轉速偏高，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。此種絞車的結構方案為：獨立貓頭軸和轉盤傳動裝置構成一個單元，置于鉆臺上，擔負接、卸鉆具絲扣和提升一般重物，還可充當轉盤中間傳動裝置。主絞車置于鉆臺下面后臺上或聯動機底座上，擔負起、下鉆具、下套管、處理事故等提升任務，可避免長的上鉆臺鏈條。此種絞車的滾筒、貓頭機構以及轉盤都單獨有各自的檔速、制動機構，這樣它們都能根據所需，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、電驅動絞車 ： 由于直流電驅動和交流變頻電驅動鉆機的問世，結構更為簡單的電驅動絞車應運而生。此種絞車利用直流電機或交流變頻電機為動力，分別驅動滾筒軸和貓頭軸。因電動絞車的結構較簡單，一般貓頭軸不分設單元，和主絞車構成一整體 三、典型絞車結構 （一）JC50DB絞車,1、總述： 絞車基本形式為單軸絞車，其結構主要由滾筒軸、齒輪減速箱、轉盤傳動箱、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。轉盤由獨立驅動電機通過鏈條傳動箱、錐齒輪箱及萬向傳動軸來驅動，獨立驅動電機置于鉆臺面上，并與絞車電機通過右側伊頓CH1250離合器連接，這樣既可實現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，以提高絞車和轉盤的可靠性 計算機程序控制西門子全數字矢量變頻器,驅動YJ型低基頻大扭矩變頻調速電機，可實現帶載起動及零轉速輸出最大扭矩,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動的，特殊情況下，可由兩臺電機并車驅動。滾筒提升速度，通過電機實現無級變速。 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，則變成發(fā)電機，可充當絞車的輔助剎車進行能耗制動。實現對電網能量反饋，減少制動裝置的能量損耗，節(jié)約能源。根據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，絞車電機這時處于“發(fā)電”工況，產生電磁制動力矩，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電氣參數，通過PLC系統(tǒng)把實際速度與設定速度的差值發(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，實現絞車的數控能耗制動,4）采用雙聯電動齒輪油泵裝置，對齒輪減速箱強制潤滑。 5）減速箱采用收縮盤式結構與滾筒軸相連，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速803rpm，額定轉矩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，剎車盤內有冷卻水道、進、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動滾筒軸。所以減速機是JC50DB單軸絞車的外變速機構。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35，大齒輪齒數69，第二級小齒輪齒數34，大齒輪齒數75，齒數比4.394，額定功率1840kW，輸入轉速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時啟動設備應對潤滑油進行預熱，預熱溫度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39個月檢查油質一次,3）轉盤鏈條箱和角傳動箱 其作用是將轉盤電機的動力通過LT500/250T離合器和齒式聯軸器傳給角傳動箱，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）雙列調心滾子軸承，遠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W51.5870萬向軸傳動轉盤，三根軸共采用三個22224C/W33（12021558）雙列調心滾子軸承支撐 （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、轉盤,（1）組成： 由殼體、轉臺、負荷軸承、防跳軸承、水平軸、大小錐齒輪等組成。,轉盤,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），進行絞車作業(yè)。 2）當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，司鉆控制房內總氣壓表壓力應達到0.70.8Mpa。當起升最大負荷時壓力不低于0.75Mpa。,4）下鉆過程中由于電機的特性自動實現能耗制動。嚴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，可以操作轉盤離合器和轉盤慣性剎車，以實現轉盤點動或停止在某一位置。轉盤離合器和轉盤慣性剎車的氣控閥是聯鎖的，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，應采用ZL-1，環(huán)境溫度在052時應采用ZL-2，要以潤滑點的標牌指示、潤滑日期為準進行正確潤滑。 2）稀油潤滑 絞車的減速箱采用雙聯電動齒輪油泵進行噴油潤滑。正常打鉆，用一套油泵進行潤滑，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1排出管排出到齒輪箱，潤滑齒輪和軸承。當需要清洗排出慮清器時，先將兩個直通路閥打開（正常工作時二者關閉），將排出慮清器前后的閥關閉，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)進行調試，調試前先將油箱加油至油標尺的第一刻度處，啟動轉盤電機700rpm左右，運行20分鐘，調節(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放出部分油,一、絞車的維護保養(yǎng)規(guī)程 1、日常檢查及維護保養(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。 (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象。 (13)水氣葫蘆、輔助剎車密封是否可靠，冷卻水路應暢通無泄漏。 (14)直流電機運轉平穩(wěn)無異響 2）定期檢查 當絞車運行一段時間后，會產生運轉部分磨損，連接部分松動，管路不暢，密封件老化等情況，若繼續(xù)發(fā)展對設備的使用產生不良影響。因此，除了上述的日常檢查，一般的維護保養(yǎng)之外，尚需進行定期的檢查與修理。這種檢查應有專業(yè)機修人員參加，較大的修理(例如更換某部件的軸承)應在維修站點或機修廠進行。,3）每季的定期檢查 (1)打開窗口及護罩上的蓋板(門)檢查鏈條的狀態(tài)，鏈條、鏈銷、滾子、開口銷要逐一檢查。根據檢查結果，判斷是否能繼續(xù)使用，當磨損較為嚴重時，應予以更換。 (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，摩擦塊磨損嚴重的應予以更換。 (4)檢查摩擦貓頭的工作間隙，必要時調整墊片(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，根據情況予以清洗、更換、檢修或調整: 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、損壞要予以復原。 (2)檢查各軸承的磨損情況，過度磨損的軸承應予以更換。 (3)檢查全部潤滑油、脂管線應無泄漏及堵塞。 (4)檢查離合器機構，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)行機構的狀態(tài)。 (11)檢查所有油封。 (12)在檢查后，確定應予以檢修或更換的零部件。 (13)對于工作難度大的項目應在專業(yè)維修站點或機修廠進行,2、絞車的潤滑 絞車主體的鏈條、轉盤驅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 絞車內的鏈條、軸承均采用潤滑油潤滑。油池內所加油品: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滾筒軸離合器護罩的前下方。其余各潤滑點均設在需要潤滑的部位，各潤滑脂嘴處均應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運轉小時(因在磨合期潤滑油品質量下降較快)。 (2)在正確的使用及維護保養(yǎng)下，換油周期為2000-4000運轉小時或更多。 (3)按規(guī)定進行油品的化驗