直流驅(qū)動(dòng)絞車帶自動(dòng)送鉆裝置

杜淵+吳萬里+華小濤+周瑩

摘要針對石油鉆機(jī)5000米、7000米直流驅(qū)動(dòng)絞車使用過程中需要應(yīng)急功能的需要，開發(fā)了一種安裝在現(xiàn)有的直流驅(qū)動(dòng)絞車上，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)送鉆和應(yīng)急功能的自動(dòng)送鉆裝置。該裝置主要由電機(jī)、減速箱、離合器等組成。這種帶有自動(dòng)送鉆裝置的絞車現(xiàn)已經(jīng)生產(chǎn)多套，其良好性能和特殊功能得到用戶的認(rèn)可。目前該裝置市場需求良好，有著很好的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞直流驅(qū)動(dòng)絞車；自動(dòng)送鉆裝置；電機(jī)；減速箱

中圖分類號：TE923 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0013-01

直流驅(qū)動(dòng)絞車是鉆機(jī)重要部件之一，它不但擔(dān)負(fù)鉆機(jī)起下鉆具和下套管及上卸扣，還擔(dān)負(fù)著鉆頭鉆進(jìn)過程中控制鉆壓、處理事故，以及提取巖芯筒，試油等作業(yè)。隨著交流變頻絞車的出現(xiàn)，交流變頻絞車帶有的自動(dòng)送鉆功能和應(yīng)急功能在油田鉆井作業(yè)的需求越來越高，但在之前的直流驅(qū)動(dòng)絞車上不具備這樣的特殊功能，對直流絞車的改造迫在眉睫。尤其是陸地鉆機(jī)起升井架和底座時(shí)，自動(dòng)送鉆系統(tǒng)可以擔(dān)負(fù)在主電機(jī)沒有準(zhǔn)備完全的情況下的起升功能，這一點(diǎn)在配有直流驅(qū)動(dòng)絞車的鉆機(jī)上是做不到的。因此，寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司開發(fā)了一款安裝在直流驅(qū)動(dòng)絞車上的交流變頻驅(qū)動(dòng)自動(dòng)送鉆裝置，已經(jīng)在部分油田鉆機(jī)上開始使用。

1技術(shù)分析

1.1 結(jié)構(gòu)

在原有的直流絞車上增加交流變頻電機(jī)、減速箱、推盤式離合器等部件（結(jié)構(gòu)外形見圖1），對原有的傳動(dòng)軸進(jìn)行改造，使自動(dòng)送鉆的動(dòng)力傳遞到絞車的傳動(dòng)軸上來帶動(dòng)滾筒軸轉(zhuǎn)動(dòng)（傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)見圖2）。電機(jī)采用交流變頻電機(jī)，與減速箱直接相連，減速箱用螺栓安裝在絞車底座上，減速箱輸出端帶有推盤式離合器連接傳動(dòng)軸，整體結(jié)構(gòu)簡單，并且安裝方便。所需空間較小，可以在現(xiàn)有的直流驅(qū)動(dòng)絞車上找到位置進(jìn)行布置。

圖1直流絞車加自動(dòng)送鉆外形圖

圖2傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)圖

1.2 工作原理

在現(xiàn)有的直流驅(qū)動(dòng)絞車中間軸上增加推盤式離合器和電機(jī)自動(dòng)送鉆裝置。交流送鉆電機(jī)將轉(zhuǎn)速和扭矩傳遞給減速箱，通過減速箱降低轉(zhuǎn)速增大扭矩，推盤離合器的掛和使轉(zhuǎn)變后的轉(zhuǎn)速和扭矩傳遞到絞車的傳動(dòng)軸上，傳動(dòng)軸通過鏈條帶動(dòng)滾筒軸從而帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)上體或下放鉆具的功能。

1.3 主要技術(shù)參數(shù)

電機(jī)功率：45 kW；

電機(jī)額定轉(zhuǎn)速：1475 r/min；

減速箱傳動(dòng)比：1:186；

推盤離合器型號：ATD 327；

滾筒轉(zhuǎn)速：0-2.12 r/min；

滾筒最大轉(zhuǎn)矩：166953.6 N.m。

1.4 性能優(yōu)點(diǎn)

1）直流絞車增加電機(jī)自動(dòng)送鉆裝置和沒有自動(dòng)送鉆相對比：減輕了司鉆的勞動(dòng)強(qiáng)度；提高鉆井工作的安全性；鉆機(jī)在一個(gè)穩(wěn)定的鉆井狀態(tài)下保持鉆壓恒定或鉆速恒定，連續(xù)遞送鉆井大繩，使鉆頭以最佳的切削面接觸地層，從而提高生產(chǎn)率。

2）直流絞車增加電機(jī)自動(dòng)送鉆裝置與現(xiàn)有的盤剎自動(dòng)送鉆裝置相比較：可實(shí)現(xiàn)連續(xù)送鉆，穩(wěn)定性高；能夠上提鉆具，在緊急情況下可作應(yīng)急裝置使用；最大程度降低主剎車剎車片的磨損，具有經(jīng)濟(jì)效益。

2油田應(yīng)用情況

現(xiàn)階段該絞車已經(jīng)在中原油田得到應(yīng)用，隨著直流絞車電機(jī)自動(dòng)送鉆裝置的功能及結(jié)構(gòu)的不斷完善，將有更多的直流鉆機(jī)采用這種裝置。這種改造和優(yōu)化的方式將在鉆井過程中發(fā)揮它應(yīng)有的特點(diǎn)和優(yōu)越性，滿足各種鉆井工況的要求。用戶采用帶有該裝置的直流絞車，可獲得自動(dòng)送鉆和應(yīng)急兩種功能，也為用戶節(jié)約了成本，帶來經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]張曉軍，王建才，戴克文，鐘文.交流變頻電機(jī)自動(dòng)送鉆系統(tǒng)的原理和應(yīng)用[J].石油礦場機(jī)械，2007，36（11）：60-62.

[2]李西峰，許益民，李樹勛.國內(nèi)外鉆機(jī)自動(dòng)送鉆技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].甘肅科技，2008，24（19）：79-82.

[3]尹永晶.自動(dòng)送鉆技術(shù)的現(xiàn)狀與展望[J].石油機(jī)械，2002，30（8）：64-65.

endprint

摘要針對石油鉆機(jī)5000米、7000米直流驅(qū)動(dòng)絞車使用過程中需要應(yīng)急功能的需要，開發(fā)了一種安裝在現(xiàn)有的直流驅(qū)動(dòng)絞車上，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)送鉆和應(yīng)急功能的自動(dòng)送鉆裝置。該裝置主要由電機(jī)、減速箱、離合器等組成。這種帶有自動(dòng)送鉆裝置的絞車現(xiàn)已經(jīng)生產(chǎn)多套，其良好性能和特殊功能得到用戶的認(rèn)可。目前該裝置市場需求良好，有著很好的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞直流驅(qū)動(dòng)絞車；自動(dòng)送鉆裝置；電機(jī)；減速箱

中圖分類號：TE923 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0013-01

直流驅(qū)動(dòng)絞車是鉆機(jī)重要部件之一，它不但擔(dān)負(fù)鉆機(jī)起下鉆具和下套管及上卸扣，還擔(dān)負(fù)著鉆頭鉆進(jìn)過程中控制鉆壓、處理事故，以及提取巖芯筒，試油等作業(yè)。隨著交流變頻絞車的出現(xiàn)，交流變頻絞車帶有的自動(dòng)送鉆功能和應(yīng)急功能在油田鉆井作業(yè)的需求越來越高，但在之前的直流驅(qū)動(dòng)絞車上不具備這樣的特殊功能，對直流絞車的改造迫在眉睫。尤其是陸地鉆機(jī)起升井架和底座時(shí)，自動(dòng)送鉆系統(tǒng)可以擔(dān)負(fù)在主電機(jī)沒有準(zhǔn)備完全的情況下的起升功能，這一點(diǎn)在配有直流驅(qū)動(dòng)絞車的鉆機(jī)上是做不到的。因此，寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司開發(fā)了一款安裝在直流驅(qū)動(dòng)絞車上的交流變頻驅(qū)動(dòng)自動(dòng)送鉆裝置，已經(jīng)在部分油田鉆機(jī)上開始使用。

1技術(shù)分析

1.1 結(jié)構(gòu)

在原有的直流絞車上增加交流變頻電機(jī)、減速箱、推盤式離合器等部件（結(jié)構(gòu)外形見圖1），對原有的傳動(dòng)軸進(jìn)行改造，使自動(dòng)送鉆的動(dòng)力傳遞到絞車的傳動(dòng)軸上來帶動(dòng)滾筒軸轉(zhuǎn)動(dòng)（傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)見圖2）。電機(jī)采用交流變頻電機(jī)，與減速箱直接相連，減速箱用螺栓安裝在絞車底座上，減速箱輸出端帶有推盤式離合器連接傳動(dòng)軸，整體結(jié)構(gòu)簡單，并且安裝方便。所需空間較小，可以在現(xiàn)有的直流驅(qū)動(dòng)絞車上找到位置進(jìn)行布置。

圖1直流絞車加自動(dòng)送鉆外形圖

圖2傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)圖

1.2 工作原理

在現(xiàn)有的直流驅(qū)動(dòng)絞車中間軸上增加推盤式離合器和電機(jī)自動(dòng)送鉆裝置。交流送鉆電機(jī)將轉(zhuǎn)速和扭矩傳遞給減速箱，通過減速箱降低轉(zhuǎn)速增大扭矩，推盤離合器的掛和使轉(zhuǎn)變后的轉(zhuǎn)速和扭矩傳遞到絞車的傳動(dòng)軸上，傳動(dòng)軸通過鏈條帶動(dòng)滾筒軸從而帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)上體或下放鉆具的功能。

1.3 主要技術(shù)參數(shù)

電機(jī)功率：45 kW；

電機(jī)額定轉(zhuǎn)速：1475 r/min；

減速箱傳動(dòng)比：1:186；

推盤離合器型號：ATD 327；

滾筒轉(zhuǎn)速：0-2.12 r/min；

滾筒最大轉(zhuǎn)矩：166953.6 N.m。

1.4 性能優(yōu)點(diǎn)

1）直流絞車增加電機(jī)自動(dòng)送鉆裝置和沒有自動(dòng)送鉆相對比：減輕了司鉆的勞動(dòng)強(qiáng)度；提高鉆井工作的安全性；鉆機(jī)在一個(gè)穩(wěn)定的鉆井狀態(tài)下保持鉆壓恒定或鉆速恒定，連續(xù)遞送鉆井大繩，使鉆頭以最佳的切削面接觸地層，從而提高生產(chǎn)率。

2）直流絞車增加電機(jī)自動(dòng)送鉆裝置與現(xiàn)有的盤剎自動(dòng)送鉆裝置相比較：可實(shí)現(xiàn)連續(xù)送鉆，穩(wěn)定性高；能夠上提鉆具，在緊急情況下可作應(yīng)急裝置使用；最大程度降低主剎車剎車片的磨損，具有經(jīng)濟(jì)效益。

2油田應(yīng)用情況

現(xiàn)階段該絞車已經(jīng)在中原油田得到應(yīng)用，隨著直流絞車電機(jī)自動(dòng)送鉆裝置的功能及結(jié)構(gòu)的不斷完善，將有更多的直流鉆機(jī)采用這種裝置。這種改造和優(yōu)化的方式將在鉆井過程中發(fā)揮它應(yīng)有的特點(diǎn)和優(yōu)越性，滿足各種鉆井工況的要求。用戶采用帶有該裝置的直流絞車，可獲得自動(dòng)送鉆和應(yīng)急兩種功能，也為用戶節(jié)約了成本，帶來經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]張曉軍，王建才，戴克文，鐘文.交流變頻電機(jī)自動(dòng)送鉆系統(tǒng)的原理和應(yīng)用[J].石油礦場機(jī)械，2007，36（11）：60-62.

[2]李西峰，許益民，李樹勛.國內(nèi)外鉆機(jī)自動(dòng)送鉆技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].甘肅科技，2008，24（19）：79-82.

[3]尹永晶.自動(dòng)送鉆技術(shù)的現(xiàn)狀與展望[J].石油機(jī)械，2002，30（8）：64-65.

endprint

摘要針對石油鉆機(jī)5000米、7000米直流驅(qū)動(dòng)絞車使用過程中需要應(yīng)急功能的需要，開發(fā)了一種安裝在現(xiàn)有的直流驅(qū)動(dòng)絞車上，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)送鉆和應(yīng)急功能的自動(dòng)送鉆裝置。該裝置主要由電機(jī)、減速箱、離合器等組成。這種帶有自動(dòng)送鉆裝置的絞車現(xiàn)已經(jīng)生產(chǎn)多套，其良好性能和特殊功能得到用戶的認(rèn)可。目前該裝置市場需求良好，有著很好的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞直流驅(qū)動(dòng)絞車；自動(dòng)送鉆裝置；電機(jī)；減速箱

中圖分類號：TE923 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0013-01

直流驅(qū)動(dòng)絞車是鉆機(jī)重要部件之一，它不但擔(dān)負(fù)鉆機(jī)起下鉆具和下套管及上卸扣，還擔(dān)負(fù)著鉆頭鉆進(jìn)過程中控制鉆壓、處理事故，以及提取巖芯筒，試油等作業(yè)。隨著交流變頻絞車的出現(xiàn)，交流變頻絞車帶有的自動(dòng)送鉆功能和應(yīng)急功能在油田鉆井作業(yè)的需求越來越高，但在之前的直流驅(qū)動(dòng)絞車上不具備這樣的特殊功能，對直流絞車的改造迫在眉睫。尤其是陸地鉆機(jī)起升井架和底座時(shí)，自動(dòng)送鉆系統(tǒng)可以擔(dān)負(fù)在主電機(jī)沒有準(zhǔn)備完全的情況下的起升功能，這一點(diǎn)在配有直流驅(qū)動(dòng)絞車的鉆機(jī)上是做不到的。因此，寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司開發(fā)了一款安裝在直流驅(qū)動(dòng)絞車上的交流變頻驅(qū)動(dòng)自動(dòng)送鉆裝置，已經(jīng)在部分油田鉆機(jī)上開始使用。

1技術(shù)分析

1.1 結(jié)構(gòu)

在原有的直流絞車上增加交流變頻電機(jī)、減速箱、推盤式離合器等部件（結(jié)構(gòu)外形見圖1），對原有的傳動(dòng)軸進(jìn)行改造，使自動(dòng)送鉆的動(dòng)力傳遞到絞車的傳動(dòng)軸上來帶動(dòng)滾筒軸轉(zhuǎn)動(dòng)（傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)見圖2）。電機(jī)采用交流變頻電機(jī)，與減速箱直接相連，減速箱用螺栓安裝在絞車底座上，減速箱輸出端帶有推盤式離合器連接傳動(dòng)軸，整體結(jié)構(gòu)簡單，并且安裝方便。所需空間較小，可以在現(xiàn)有的直流驅(qū)動(dòng)絞車上找到位置進(jìn)行布置。

圖1直流絞車加自動(dòng)送鉆外形圖

圖2傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)圖

1.2 工作原理

在現(xiàn)有的直流驅(qū)動(dòng)絞車中間軸上增加推盤式離合器和電機(jī)自動(dòng)送鉆裝置。交流送鉆電機(jī)將轉(zhuǎn)速和扭矩傳遞給減速箱，通過減速箱降低轉(zhuǎn)速增大扭矩，推盤離合器的掛和使轉(zhuǎn)變后的轉(zhuǎn)速和扭矩傳遞到絞車的傳動(dòng)軸上，傳動(dòng)軸通過鏈條帶動(dòng)滾筒軸從而帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)上體或下放鉆具的功能。

1.3 主要技術(shù)參數(shù)

電機(jī)功率：45 kW；

電機(jī)額定轉(zhuǎn)速：1475 r/min；

減速箱傳動(dòng)比：1:186；

推盤離合器型號：ATD 327；

滾筒轉(zhuǎn)速：0-2.12 r/min；

滾筒最大轉(zhuǎn)矩：166953.6 N.m。

1.4 性能優(yōu)點(diǎn)

1）直流絞車增加電機(jī)自動(dòng)送鉆裝置和沒有自動(dòng)送鉆相對比：減輕了司鉆的勞動(dòng)強(qiáng)度；提高鉆井工作的安全性；鉆機(jī)在一個(gè)穩(wěn)定的鉆井狀態(tài)下保持鉆壓恒定或鉆速恒定，連續(xù)遞送鉆井大繩，使鉆頭以最佳的切削面接觸地層，從而提高生產(chǎn)率。

2）直流絞車增加電機(jī)自動(dòng)送鉆裝置與現(xiàn)有的盤剎自動(dòng)送鉆裝置相比較：可實(shí)現(xiàn)連續(xù)送鉆，穩(wěn)定性高；能夠上提鉆具，在緊急情況下可作應(yīng)急裝置使用；最大程度降低主剎車剎車片的磨損，具有經(jīng)濟(jì)效益。

2油田應(yīng)用情況

現(xiàn)階段該絞車已經(jīng)在中原油田得到應(yīng)用，隨著直流絞車電機(jī)自動(dòng)送鉆裝置的功能及結(jié)構(gòu)的不斷完善，將有更多的直流鉆機(jī)采用這種裝置。這種改造和優(yōu)化的方式將在鉆井過程中發(fā)揮它應(yīng)有的特點(diǎn)和優(yōu)越性，滿足各種鉆井工況的要求。用戶采用帶有該裝置的直流絞車，可獲得自動(dòng)送鉆和應(yīng)急兩種功能，也為用戶節(jié)約了成本，帶來經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]張曉軍，王建才，戴克文，鐘文.交流變頻電機(jī)自動(dòng)送鉆系統(tǒng)的原理和應(yīng)用[J].石油礦場機(jī)械，2007，36（11）：60-62.

[2]李西峰，許益民，李樹勛.國內(nèi)外鉆機(jī)自動(dòng)送鉆技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].甘肅科技，2008，24（19）：79-82.

[3]尹永晶.自動(dòng)送鉆技術(shù)的現(xiàn)狀與展望[J].石油機(jī)械，2002，30（8）：64-65.

endprint