4 钻机的驱动与传动详解.ppt

石油钻采机械 石油钻采机械——重庆科技学院 任连城 钻机有绞车、转盘、钻井泵三大工作机组，为适应石油钻井工艺过程的要求，各工作机组具有不同的负载特点和运动特性。 驱动设备：或称动力机组，提供各工作机需要的动力和运动，包括柴油机和电动机。 传动系统：将动力机和各工作机联系起来，把动力和运动传递并分配给各工作机。 1．绞车 理论功率曲线：QV＝C是理想功率曲线,即图中曲线1 工作特点: 绞车的载荷曲线 是沿曲线2 ？* 实际功率曲线：曲线3是分级变速时的曲线，可见功率利用不充分，阴影三角面积是未被利用的功率。 绞车对驱动传动的要求是： (1)能无级变速，以充分利用功率，速度调节范围 (2)具有短期过载能力，以克服启动动载、振动冲击和轻度卡钻。 (3)绞车工作时起停交替，要求动力传动系统有良好的启动性能和灵敏可靠的控制离合装置。 综上，绞车驱动需要的是具有恒功率调节、能无级变速并具有良好启动性能的柔性驱动。 2．统一驱动方案 统一驱动：首先将2～4台动力机并车，然后再统一分配并传递给转盘、绞车、钻井泵三工作机。 特点：1）装机功率利用率高； 2）各动力机可以互济； 3）驱动系统复杂，传动效率低，安装找正困难。 机械钻机广泛采用统一驱动方案。 示例1：三台柴油机由胶带并车统一驱动钻机 ZJ45J 。国产ZJ32J·2钻机也属此类型。 示例2：三台柴油机—变矩器由链条并车统一驱动钻机F320—3DH 。国产 ZJ45链条钻机也属此类型。 3．分组驱动方案 分组驱动：将三个工作机分成两组，绞车、转盘为一组，钻井泵为另一组（或者绞车、钻井泵为为一组，转盘为另一组），每组由动力机(柴油机或电动机)分别驱动，也称为二分组驱动。 典型示例： 1、国产ZJ50D电动钻机属此类型：转盘、绞车共用一组电动机驱动，钻井泵由另一组电动机驱动。 2、国产ZJ45D丛式井钻机属此类型：钻台上，两台直流电动机驱动绞车，并可通过绞车去驱动转盘；钻台下，4台直流电动机二对一驱动两台钻井泵。 特 点： (1)兼有统一驱动利用率高和单独驱动传动简单、安装方便的优点； (2)能满足现代深井、超深井钻机采用7～9m高钻台的需要:可将转盘和辅助绞车(猫头轴)在高钻台上，而主绞车不上高钻台； (3)能满足丛式井钻机对工作机平面布置的要求:转盘、绞车在钻台上并可随钻台一起作纵横方向的移动，而钻井泵组不必移动,因此转盘、绞车同钻井泵组不能有任何机械传动方面的联系，必须进行两分组驱动。 3.电动机并车 电驱动钻机主要采取单独驱动，但一台电动机的功率往往不能满足绞车或泵的功率需要，故电驱动钻机大都采取由二台电机并车驱动绞车和钻井泵。并车方式是在绞车输入轴两端各联接一台电动机，或是两台电动机各采用一副链条分别从泵或绞车的输入轴两端同时输入动力（如ZJ50D）。 主要内容 一、柴油机驱动特点（了解）； 二、柴油机驱动特性 （理解）； 三、钻机柴油机的典型工况和功率标定（了解）； 四、国产Z190系列钻机柴油机（了解） 五、电动钻机用柴油机 G12V190ZLD 简介（自学） 六、机械传动系统（掌握） 一、柴油机驱动特点 柴油机广泛用作钻井设备动力。其主要特点是： (1) 不受地区限制，具有自持能力。无论寒带、热带、高原、山地、平原、沙漠、沼泽、海洋，自带燃料都可工作，这对勘探和开发新油田是非常重要的。 (2) 产品系列化，不同级别钻机，可采用所谓“积木式”，即增加相同类型机组数目的办法，以增加总装机功率，从而减少柴油机品种。 二、柴油机驱动特性 柴油机驱动特性就是柴油机自身的特性，包括外特性、负荷特性、调速特性以及通用特性。 四、国产Z190系列钻机柴油机 济南柴油机厂研制生产的Z190系列柴油机包括有Z8V190，Z8V190—1，Z8V190—2和Z812V190B，Z12V190B—1，Z12V190B—2等基本机型及相应的配套机座(即带有风扇、水箱和底架的动力机组，如PZl2V190B)。此外，还发展有能适应不同环境、满足不同性能要求的专用机型。该类机型已有九千多台服务于石油钻探市场。 Ｚ１９０系列柴油机型号编制的含义为： 为适应上述要求，190系列柴油机在近十年来性能和可靠性都有较大的提高。例如主导产品Z12V190B改型为G12V190ZL，于1999年研制成功。该型柴油机在性能指标、可靠性、自动监控、解决“三漏”和外观质量等方面都有显著提高。 六、机械传动系统（重点） 机械驱动钻机的传动方案