第二章鉆機起升系統(tǒng)(第一講)

1、鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 2013年年7月月 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 學學 習習 目目 標標 1. 理解起升系統(tǒng)的作用 2. 了解井架型號、井架的基本組成 3.掌握天車的結構 4.掌握鉆井絞車的組成 5.掌握液壓盤式剎車的結構組成 與工作原理 6.輔助剎車的有哪些類型 重點：絞車的組成重點：絞車的組成 難點：液壓盤式剎車的結構組成與工作原理難點：液壓盤式剎車的結構組成與工作原理 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 概述概述 鉆機的起升系統(tǒng)實質上是鉆機的起升系統(tǒng)實質上是 一臺重型起重機，它是鉆機一臺重型起重機，它是鉆機 的核心。它主要由井架鉆井的核心。它主要由井架鉆井 架、天車、

2、游車、大鉤、游架、天車、游車、大鉤、游 動系統(tǒng)鋼繩、絞車和輔助剎動系統(tǒng)鋼繩、絞車和輔助剎 車等設備組成。車等設備組成。 起升系統(tǒng)的作用起升系統(tǒng)的作用 主要是起下鉆具、下套管、主要是起下鉆具、下套管、 控制鉆頭送進等。控制鉆頭送進等。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 2.1 井 架 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 井架是一種具有一定高度和空井架是一種具有一定高度和空 間的金屬桁架結構。間的金屬桁架結構。 井架是鉆采機械的重要組成部井架是鉆采機械的重要組成部 分。它在鉆井或修井過程中，用分。它在鉆井或修井過程中，用 于安放天車，懸掛游車、大鉤、于安放天車，懸掛游車、大鉤、 吊環(huán)、吊卡等機具，以

3、及起下、吊環(huán)、吊卡等機具，以及起下、 存放鉆桿、油管及抽油桿，并需存放鉆桿、油管及抽油桿，并需 承受井中鉆柱重量。承受井中鉆柱重量。 因此，對井架的要求如下：因此，對井架的要求如下： 1)1)應具有足夠的強度、剛度和應具有足夠的強度、剛度和 整體穩(wěn)定性。以保證起下一定深整體穩(wěn)定性。以保證起下一定深 度的鉆桿柱、套管或油管柱。度的鉆桿柱、套管或油管柱。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 2)2)有足夠的工作高度和空有足夠的工作高度和空 間，足夠的鉆臺面積。工作間，足夠的鉆臺面積。工作 高度大，起下立根長度長，高度大，起下立根長度長， 速度快，可節(jié)省時間。井架速度快，可節(jié)省時間。井架 上下底應有必

4、要的尺寸，以上下底應有必要的尺寸，以 安裝天車，并保證起下操作安裝天車，并保證起下操作 時游動系統(tǒng)設備暢行無阻；時游動系統(tǒng)設備暢行無阻； 便于在鉆臺上布置設備，安便于在鉆臺上布置設備，安 放工具，方便工人操作，使放工具，方便工人操作，使 司鉆有良好的視野。司鉆有良好的視野。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 3) 3)應保證拆裝方便，安應保證拆裝方便，安 全，移動迅速。為此，結全，移動迅速。為此，結 構應簡單、輕便，并盡可構應簡單、輕便，并盡可 能采用分段或整體運輸，能采用分段或整體運輸， 水平安裝及整體起放的安水平安裝及整體起放的安 裝移運方法。裝移運方法。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案

5、 2.1.1概述 1.井架的基本組成及功用 1）井架的功用）井架的功用 主要用于安放和懸掛天車、游車、大鉤、吊環(huán)、液氣大鉗、主要用于安放和懸掛天車、游車、大鉤、吊環(huán)、液氣大鉗、 液壓繃扣器、吊鉗、吊卡等提升設備與工具，以及起下、存放鉆液壓繃扣器、吊鉗、吊卡等提升設備與工具，以及起下、存放鉆 桿，并需承受井中鉆柱重量。桿，并需承受井中鉆柱重量。 2）井架的基本組成）井架的基本組成 石油場礦用的各種井架主要由以下幾部分組成： （1）井架本體1：空間桁架結構； （ 2）天車臺5：安置天車和天車架； （ 3）天車架6：安裝、維修天車； （ 4）二層臺4：包括井架工進行起下操作的二層臺，以及存靠 立根的

6、指梁； （ 5）立管平臺2：裝拆水龍袋的操作臺； （ 6）工作梯3。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 2.1.1概述 2.井架的基本參數(shù) 井架的基本參數(shù)是反映井架特征和性能的技術指標，井架的基本參數(shù)是反映井架特征和性能的技術指標， 亦是設計、選擇和使用井架的依據。亦是設計、選擇和使用井架的依據。 基本參數(shù)主要包括：井架高度、最大鉤載、二層臺立基本參數(shù)主要包括：井架高度、最大鉤載、二層臺立 根容量、抗風能力等。根容量、抗風能力等。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 JJ / - 井架代號井架代號 最大鉤載，以最大鉤載，以 10

7、KN為單位計為單位計 井架有效高度井架有效高度 井架型式：井架型式：T-塔形井架；塔形井架；K-前開口前開口 井架；井架；A-A形井架；形井架；W-桅型井架桅型井架 改進序號：用阿拉改進序號：用阿拉 伯數(shù)字表示伯數(shù)字表示 井架型號的組成：JJ(表示井架)、最大鉤載/井架 高度-井架型式、改進序號 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 2.1.2井架結構類型 井架按其主體結構形式可分井架按其主體結構形式可分 為四種基本類型：為四種基本類型： (1)(1)塔形井架；塔形井架； (2)(2)前開口井架；前開口井架； (3) A(3) A形井架；形井架； (4)(4)桅形井架桅形井架. . 1塔形井架 如

8、圖所示，塔形井架是一種如圖所示，塔形井架是一種 橫截面為正方形或矩形的四棱橫截面為正方形或矩形的四棱 截錐體空間桁架。截錐體空間桁架。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 井架主體由四扇平面梯形桁架井架主體由四扇平面梯形桁架 組成組成, ,每扇又分為若干桁格，同每扇又分為若干桁格，同 一高度的四面桁格在空間構成井一高度的四面桁格在空間構成井 架的一層，故整個井架也可視為架的一層，故整個井架也可視為 由多層空間桁架組成。由多層空間桁架組成。 塔形井架的主要特點：塔形井架的主要特點： (1)(1)井架主體部分為封閉結構，井架主體部分為封閉結構， 整體穩(wěn)定性好，承載能力大。整體穩(wěn)定性好，承載能力大。

9、(2)(2)整個井架由許多單一構件整個井架由許多單一構件 用螺栓聯(lián)接而成，制造簡單，運用螺栓聯(lián)接而成，制造簡單，運 輸方便。輸方便。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 (3) (3)井架內部空間大，起井架內部空間大，起 下操作方便，安全。下操作方便，安全。 (4)(4)拆裝工作量大，高拆裝工作量大，高 空作業(yè)不安全，搬遷不方空作業(yè)不安全，搬遷不方 便。便。 塔形井架適用于較少搬塔形井架適用于較少搬 遷而要求承載能力大，穩(wěn)遷而要求承載能力大，穩(wěn) 定性好的鉆機，如海洋鉆定性好的鉆機，如海洋鉆 機、超深井鉆機機、超深井鉆機。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 用于海上鉆機用于海上鉆機 鉆井機械電子教

10、案鉆井機械電子教案 2. 前開口井架 前開口井架亦稱為前開口井架亦稱為形形 井架，如圖所示。井架，如圖所示。 其主要結構特征是：其主要結構特征是： 1)1)整個井架主體是整個井架主體是3 35 5 段焊接結構組成。段間采段焊接結構組成。段間采 用錐銷定位和螺栓聯(lián)接。用錐銷定位和螺栓聯(lián)接。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 2) 2)通常采取水平拆裝，通常采取水平拆裝， 整體起落和分段運輸?shù)恼w起落和分段運輸?shù)?辦法搬遷井架。搬遷方辦法搬遷井架。搬遷方 便、安全、迅速。便、安全、迅速。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 3) 3)因受運輸尺寸限制，井架主體截面尺

11、寸較小，使井架內部空因受運輸尺寸限制，井架主體截面尺寸較小，使井架內部空 間比較狹窄。間比較狹窄。 為了方便游系設備上下運行和立根排放，井架主體作成前扇敞為了方便游系設備上下運行和立根排放，井架主體作成前扇敞 開，橫截面為開口矩形開，橫截面為開口矩形( (即即形形) )的不封閉空間結構，其整體穩(wěn)定的不封閉空間結構，其整體穩(wěn)定 性較塔形井架差而較性較塔形井架差而較A A形井架優(yōu)。形井架優(yōu)。 有的前開口井架最上段作成四邊封閉結構以增強其有的前開口井架最上段作成四邊封閉結構以增強其穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。 4)4)井架各段兩側桁架結構形式相同，背扇則采用特殊腹桿布置井架各段兩側桁架結構形式相同，背扇則采用特

12、殊腹桿布置 形式，如菱形，以保證司鉆視野良好。形式，如菱形，以保證司鉆視野良好。 由于前開口井架具有結構簡單，移運、搬遷方便、良好的承載由于前開口井架具有結構簡單，移運、搬遷方便、良好的承載 能力和整體穩(wěn)定性，而成為應用最廣泛的陸地鉆機井架。能力和整體穩(wěn)定性，而成為應用最廣泛的陸地鉆機井架。 如美國陸地鉆機幾乎全部采用前開口井架。如美國陸地鉆機幾乎全部采用前開口井架。 我國制造的各種鉆機我國制造的各種鉆機( (從從151560)60)都可以配置此類井架。都可以配置此類井架。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 3. A形井架 它是由兩個等截面的空間桿它是由兩個等截面的空間桿 件結構或管柱式結構的

13、大腿靠件結構或管柱式結構的大腿靠 天車臺和二層臺及附加桿件連天車臺和二層臺及附加桿件連 接而成的接而成的“A”A”字形空間結構。字形空間結構。 大腿的前方或后方有撐桿支大腿的前方或后方有撐桿支 承，或在后方用人字架支承。承，或在后方用人字架支承。 整個井架仍和前開口井架一樣，整個井架仍和前開口井架一樣， 采取地面水平組裝，整體起放，采取地面水平組裝，整體起放， 分段運輸分段運輸。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 兩個大腿都是由兩個大腿都是由3 35 5段封閉的焊段封閉的焊 接結構用螺栓聯(lián)結的整體結構。大接結構用螺栓聯(lián)結的整體結構。大 腿斷面依所選型材不同，而采取不腿斷面依所選型材不同，而采取

14、不 同的截面形狀，一般為矩形或三角同的截面形狀，一般為矩形或三角 形。撐桿有桿系柱結構，矩形斷面形。撐桿有桿系柱結構，矩形斷面 或管柱結構。或管柱結構。 A A形井架的每根大腿都是封閉的形井架的每根大腿都是封閉的 整體結構，承載能力強和穩(wěn)定性好。整體結構，承載能力強和穩(wěn)定性好。 井架內部空間大，鉆臺寬敞，司鉆井架內部空間大，鉆臺寬敞，司鉆 視野開闊。視野開闊。 由于兩腿間聯(lián)系較弱，致使井架由于兩腿間聯(lián)系較弱，致使井架 整體穩(wěn)定性較差。整體穩(wěn)定性較差。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 下圖是下圖是A A形井架利用本身的撐桿來起放井架，安裝方便，起放形井架利用本身的撐桿來起放井架，安裝方便，起放

15、 平穩(wěn)。但撐桿在起放時要在大腿上滑動，且撐桿受力復雜，平穩(wěn)。但撐桿在起放時要在大腿上滑動，且撐桿受力復雜， 故井架大腿和撐桿結構較復雜。故井架大腿和撐桿結構較復雜。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 4桅形井架 桅形井架是一節(jié)或幾節(jié)桿件桅形井架是一節(jié)或幾節(jié)桿件 結構或管柱結構組成的單柱式結構或管柱結構組成的單柱式 井架，有整體式和伸縮式兩種。井架，有整體式和伸縮式兩種。 這種井架一般利用液壓缸或絞這種井架一般利用液壓缸或絞 車整體起放，分段或整體運輸，車整體起放，分段或整體運輸， 拆裝移運很方便。拆裝移運很方便。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 伸縮式井架伸

16、縮式井架 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 由于井架橫截面尺寸小，為了避由于井架橫截面尺寸小，為了避 免游系設備上下運行不便，并適應免游系設備上下運行不便，并適應 井架伸縮或折疊的需要，井架前扇井架伸縮或折疊的需要，井架前扇 一般做成部分或全部敞開的一般做成部分或全部敞開的形截形截 面結構。面結構。 同時井架工作時也向井口方向前同時井架工作時也向井口方向前 傾傾( (傾角一般在傾角一般在7 7以內以內) )。因此，繃。因此，繃 繩成了井架不可缺少的基本支承之繩成了井架不可缺少的基本支承之 一，是桅形井架整體結構的主要特一，是桅形井架整體結構的主要特 征。征。 桅形井架結構簡單，輕便，但承桅形井

17、架結構簡單，輕便，但承 載能力小，只用于車裝輕便鉆機和載能力小，只用于車裝輕便鉆機和 修井機。修井機。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 2.1.3典型自升式井架簡介 JJ450/45-K4、JJ300/43-A和JJ225/43-KC1三種井架的 結構特征、現(xiàn)場安裝拆卸和起升方法及規(guī)程。 2.1.4井架的維護和保養(yǎng) 井架的潤滑、維護保養(yǎng)的要點和規(guī)程，以及注意事項。以及注意事項。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 2.2 鉆機的游動系統(tǒng) 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 2.2.1概述 鉆機的游動系統(tǒng)由天車、游車、鋼絲繩和大鉤組成。它實質上鉆機的游動系統(tǒng)由天車、游車、鋼絲繩和大鉤組成。它實質上

18、 是用鋼絲繩把天車和游動滑車聯(lián)系起來組成的動滑輪系統(tǒng)。它可是用鋼絲繩把天車和游動滑車聯(lián)系起來組成的動滑輪系統(tǒng)。它可 以大大降低快繩拉力，從而大為減小鉆井絞車上的載荷。以大大降低快繩拉力，從而大為減小鉆井絞車上的載荷。 通常所說的游動系統(tǒng)結構，指的是游車輪數(shù)通常所說的游動系統(tǒng)結構，指的是游車輪數(shù)天車輪數(shù)。天車輪數(shù)。 如如“游動系統(tǒng)游動系統(tǒng)5 56”6”，即表示游車輪數(shù)為，即表示游車輪數(shù)為5 5，天車輪數(shù)為，天車輪數(shù)為6 6。 游動系統(tǒng)游動系統(tǒng)6 67 7，表示天車有，表示天車有7 7個滑輪，游動滑車有個滑輪，游動滑車有6 6個滑輪的系統(tǒng)個滑輪的系統(tǒng) 結構。結構。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案

19、 1游動系統(tǒng)命名 游動系統(tǒng)名稱：游動系統(tǒng)名稱： 用用YX或游動系統(tǒng)或游動系統(tǒng) 表示表示 游車滑輪數(shù)游車滑輪數(shù) 目：用阿拉目：用阿拉 伯數(shù)字表示伯數(shù)字表示 天車滑輪數(shù)目：天車滑輪數(shù)目： 用阿拉伯數(shù)字用阿拉伯數(shù)字 表示表示 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 第二章鉆機主要設備的使用第二章鉆機主要設備的使用 2天車、游車、大鉤的型號 - 產品名稱代產品名稱代 號：號：TC-天車；天車； YC-游車；游車； DG-大鉤大鉤 產品級別：以產品級別：以 10KN為單位計為單位計 的最大鉤載的最大鉤載 變型序號：變型序號： 用阿拉伯數(shù)用阿拉伯數(shù) 字表示，原字表示，原 型不標型不標 鉆井機械電子教案鉆井機械電

20、子教案 2.2.2游動系統(tǒng)鋼絲繩與滑輪力學分析 1.運動分析 起下鉆的目的是為了更換新鉆頭，繼續(xù)鉆進。起下鉆的目的是為了更換新鉆頭，繼續(xù)鉆進。 為了提高鉆井效率，要充分利用絞車功率，以縮短起下鉆時為了提高鉆井效率，要充分利用絞車功率，以縮短起下鉆時 間。為此，首先要了解起下鉆過程的運動規(guī)律和大鉤載荷變化間。為此，首先要了解起下鉆過程的運動規(guī)律和大鉤載荷變化 規(guī)律。規(guī)律。 如圖如圖2-12-1所示，設所示，設V V為大鉤速度，為大鉤速度，V V1 1V V6 6 為各段鋼繩速度， 為各段鋼繩速度， V Vf f 和和V Vd d 為快繩和死繩速度， 為快繩和死繩速度，Z Z為有效繩數(shù)，為有效繩數(shù)

21、，D D為滑輪直徑為滑輪直徑, V, V和和n n為為 天車滑輪旋轉的線速度和轉速。天車滑輪旋轉的線速度和轉速。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 圖圖2-1 2-1 游動系統(tǒng)運動和鋼絲繩拉力分析圖游動系統(tǒng)運動和鋼絲繩拉力分析圖 a a F F1 1F F2 2F F3 3F F4 4F F5 5F F6 6 4 4 F Ff f V Vf f 0 0 F Fd d V Vd d b b c c V V1 1V V2 2V V3 3V V4 4V V5 5V V6 6 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 則鋼繩速度依次為：則鋼繩速度依次為： Vf=V1=6V=ZV; V2=V3=4V; V5=V

22、4=2V; V6=Vd=0 （2-12-1） 天車滑輪速度依次為：天車滑輪速度依次為： V1=ZV， n1=60ZV/(D); V2=4V， n2=604V/(D); V3=2V， n3=602V/(D); V4=0， n4=0 （2-22-2） 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 由上述分析及由上述分析及(2-1)(2-1)和和(2-2)(2-2)式可見：式可見： 其一，在起下鉆過程中，快繩側的鋼絲繩運動速度明其一，在起下鉆過程中，快繩側的鋼絲繩運動速度明 顯高于死繩側，其彎曲次數(shù)比死繩側要多出數(shù)倍，快繩顯高于死繩側，其彎曲次數(shù)比死繩側要多出數(shù)倍，快繩 側鋼絲繩會疲勞斷絲或斷芯。側鋼絲繩會疲勞

23、斷絲或斷芯。 當鋼絲繩一個螺距上斷絲數(shù)達到繩中全部鋼絲數(shù)當鋼絲繩一個螺距上斷絲數(shù)達到繩中全部鋼絲數(shù)10%10%， 或者鋼繩斷芯致使鋼繩直徑小于原始直徑的或者鋼繩斷芯致使鋼繩直徑小于原始直徑的75%75%時，應時，應 將此段鋼繩報廢，即將報廢段鋼絲繩斬斷，由死繩端儲將此段鋼繩報廢，即將報廢段鋼絲繩斬斷，由死繩端儲 繩卷筒中放出新繩，重新固定在滾筒上。繩卷筒中放出新繩，重新固定在滾筒上。 其二，在起下鉆過程中，快繩一側的滑輪轉速要比死其二，在起下鉆過程中，快繩一側的滑輪轉速要比死 繩一側高數(shù)倍，所以愈靠近快繩處的滑輪輪槽及滑輪軸繩一側高數(shù)倍，所以愈靠近快繩處的滑輪輪槽及滑輪軸 承磨損愈嚴重。承磨損

24、愈嚴重。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 因此因此, ,當對天車、游車進行檢修時應將其滑輪及軸承當對天車、游車進行檢修時應將其滑輪及軸承 進行倒換，即把靠近死繩側的滑輪及軸承與靠近快繩側進行倒換，即把靠近死繩側的滑輪及軸承與靠近快繩側 的滑輪及軸承對換，以均衡它們的壽命。的滑輪及軸承對換，以均衡它們的壽命。 當輪槽磨損嚴重或已經出現(xiàn)波紋狀溝痕時，應更換滑當輪槽磨損嚴重或已經出現(xiàn)波紋狀溝痕時，應更換滑 輪，以延長鋼繩的壽命。輪，以延長鋼繩的壽命。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 2.動力分析 三種工況：大鉤懸重靜止、大鉤起升、大鉤下放。三種工況：大鉤懸重靜止、大鉤起升、大鉤下放。 如圖如圖2

25、-12-1所示，設：所示，設： Q Qs s，s s為起升時游動系統(tǒng)起重量和效率；為起升時游動系統(tǒng)起重量和效率；Q Qh h為鉤載；為鉤載； G Gs s為游動部件常量；為游動部件常量； F Ff f，F(xiàn) F1 1，F(xiàn) F2 2，F(xiàn) Fz z，F(xiàn) Fd d為快繩、為快繩、 各游繩和死繩的拉力；各游繩和死繩的拉力； Q Qs s，s s為下鉆時游動系統(tǒng)為下鉆時游動系統(tǒng) 起重量和效率；起重量和效率； F Ff f，F(xiàn) F1 1，F(xiàn) F2 2，F(xiàn) Fz z，F(xiàn) Fd d為下鉆時快繩、為下鉆時快繩、 各游繩和死繩的拉力。各游繩和死繩的拉力。 1 1）當大鉤懸重靜止時，各段游繩拉力相等，即：）當大鉤懸重

26、靜止時，各段游繩拉力相等，即： F Ff f=F=F1 1=F=F2 2= =F=Fz z=F=Fd d ； ； Q Qs s=Q=Qh h+G+Gs s=F=F1 1+F+F2 2+ +F+Fz z=ZF=ZFf f； Ff=Qs/Z （2-32-3） 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 在大鉤起升和下放時，鋼繩處于運動狀態(tài)，由于鋼繩在大鉤起升和下放時，鋼繩處于運動狀態(tài)，由于鋼繩 與滑輪輪槽間和滑輪軸承的摩擦阻力和鋼繩內部的摩擦與滑輪輪槽間和滑輪軸承的摩擦阻力和鋼繩內部的摩擦 阻力阻力( (彎曲阻力和由于彎彎曲阻力和由于彎直變化而產生的僵性阻力直變化而產生的僵性阻力) )， 使各繩拉力發(fā)生了變

27、化。使各繩拉力發(fā)生了變化。 2 2）當大鉤起升時，有：）當大鉤起升時，有： F Ff fF F1 1F F2 2F Fz zF Fd d 設設為一個繩輪的效率，則快繩拉力為為一個繩輪的效率，則快繩拉力為 F Ff f=Qs(1-)/(1-=Qs(1-)/(1-z z) ) （2-42-4） 游動系統(tǒng)效率為：游動系統(tǒng)效率為： s s=(1-=(1-z z)/Z(1-)/Z(1-) ) （2-52-5） 可見，有效繩數(shù)越多，游動系統(tǒng)效率越低?？梢?，有效繩數(shù)越多，游動系統(tǒng)效率越低。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 3 3）當下鉆時，有：）當下鉆時，有： F Ff fF F1 1F F2 2F Fz

28、 zF Fd d 則快繩拉力為則快繩拉力為 F Ff f=Qs=Qsz z(1-)/(1-(1-)/(1-z z) ) （2-62-6） 游動系統(tǒng)效率為：游動系統(tǒng)效率為： s s=Z=Zz z(1-)/(1-(1-)/(1-z z) ) （2-72-7） 由上述分析可見，在起鉆和下鉆時各游繩拉力是不同由上述分析可見，在起鉆和下鉆時各游繩拉力是不同 的，其中起鉆時快繩拉力為最大。的，其中起鉆時快繩拉力為最大。 當當Z Z相同時可取相同時可取s s s s，即：，即： s s=s s= = （ （z+1z+1）/2/2 （2-82-8） 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 表表2-12-1給出了鉆機

29、游動系統(tǒng)的效率值，可直接選取。給出了鉆機游動系統(tǒng)的效率值，可直接選取。 表表2-1 2-1 游動系統(tǒng)效率游動系統(tǒng)效率 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 2.2.3天車 天車是安裝在井架頂部的定滑輪組天車是安裝在井架頂部的定滑輪組( (見圖見圖2-2)2-2)。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 天車主要由天車架、滑輪、軸承、軸承座和輔助滑輪等零天車主要由天車架、滑輪、軸承、軸承座和輔助滑輪等零 部件組成部件組成。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 （1 1）天車架）天車架 由鋼粱焊接的矩形框架，采用整體焊接結構。用以安裝天車由鋼粱焊接的矩形框架，采用整體焊接結構。用以安裝天車 滑輪軸并與井架頂

30、部相連接（如下圖所示）?；嗇S并與井架頂部相連接（如下圖所示）。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 （2 2）主滑輪總成：）主滑輪總成： 主滑輪總成由主軸、支座、滑輪、軸承等組成。每個滑輪主滑輪總成由主軸、支座、滑輪、軸承等組成。每個滑輪 內均裝有一付內圈帶油孔的軸承，軸端設有給每個滑輪加內均裝有一付內圈帶油孔的軸承，軸端設有給每個滑輪加 注潤滑脂的注潤滑脂的M10M101 1黃油嘴，可方便地向軸承內加注潤滑脂。黃油嘴，可方便地向軸承內加注潤滑脂。 在滑輪外緣裝有擋繩架，可防止鋼絲繩從滑輪槽內脫出在滑輪外緣裝有擋繩架，可防止鋼絲繩從滑輪槽內脫出, , 并給主滑輪總成安有護罩。并給主滑輪總成安有

31、護罩。 （3 3）導向滑輪總成）導向滑輪總成 導向滑輪總成由輪軸、支座、滑輪、軸承等組成。軸端裝導向滑輪總成由輪軸、支座、滑輪、軸承等組成。軸端裝 有一個有一個M10M101 1黃油嘴，可方便地向軸承內加注潤滑脂。在黃油嘴，可方便地向軸承內加注潤滑脂。在 支座上裝有擋繩架，可防止鋼絲繩脫出滑輪槽。支座上裝有擋繩架，可防止鋼絲繩脫出滑輪槽。 （4 4）輔助滑輪總成）輔助滑輪總成 天車上裝有天車上裝有4 4組輔助滑輪，滑輪軸端均裝有組輔助滑輪，滑輪軸端均裝有M10M101 1黃油嘴。黃油嘴。 輔助滑輪總成可分別用于兩臺氣動絞車起吊重物、鉆桿及輔助滑輪總成可分別用于兩臺氣動絞車起吊重物、鉆桿及 懸吊

32、液壓大鉗。懸吊液壓大鉗。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 1.天車的結構特點 三種基本結構形式：三種基本結構形式： （1 1）滑輪軸共軸線，并且各滑輪相互平行；）滑輪軸共軸線，并且各滑輪相互平行； 即可采用順穿法，又可采用交叉法穿繩即可采用順穿法，又可采用交叉法穿繩 （2 2）滑輪軸線平行，快繩滑輪在另一根軸上；）滑輪軸線平行，快繩滑輪在另一根軸上； 只能采用交叉法穿只能采用交叉法穿 （3 3）繩滑輪軸不共軸線，并且快繩滑輪偏斜。）繩滑輪軸不共軸線，并且快繩滑輪偏斜。 只能采用順法穿繩只能采用順法穿繩 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 TC-350TC-350天車、天車、TC-350TC-3

33、50天車天車 結構相同，主要由天車架、結構相同，主要由天車架、 滑輪組和輔助滑輪等組，滑輪組和輔助滑輪等組， 成均屬于滑輪軸線平行天成均屬于滑輪軸線平行天 車。因快繩滑輪在另一根車。因快繩滑輪在另一根 軸上，且位于兩組滑輪中軸上，且位于兩組滑輪中 間，所以只能采用交叉法間，所以只能采用交叉法 穿繩。穿繩。 TC-350TC-350天車主要配備于天車主要配備于 ZL45JZL45J和和ZJ45ZJ45鉆機，鉆機，TC-350TC-350 天車主要配備于天車主要配備于ZL32LZL32L和和 ZJ402250LZJ402250L鉆機。鉆機。 圖圖2-2 TC-3502-2 TC-350天車天車 鉆

34、井機械電子教案鉆井機械電子教案 TC-350 TC-350天車六個滑輪分為天車六個滑輪分為 兩組，中間由一個軸套隔開。兩組，中間由一個軸套隔開。 快繩滑輪安裝在兩組天車滑快繩滑輪安裝在兩組天車滑 輪之間的前上方，便于快繩輪之間的前上方，便于快繩 直接從井架外側引向滾筒。直接從井架外側引向滾筒。 滑輪軸承為雙列園錐滾子軸滑輪軸承為雙列園錐滾子軸 承，用鋰基黃油潤滑，每個承，用鋰基黃油潤滑，每個 軸承都單獨有一個鉆在滑輪軸承都單獨有一個鉆在滑輪 軸上的潤滑油通道。軸上的潤滑油通道。 圖圖2-2 TC-3502-2 TC-350天車天車 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 TC315-10天車外形圖天

35、車外形圖 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 銘牌擋繩架銘牌擋繩架導向導向 輪總成主滑輪總成輪總成主滑輪總成擋擋 繩架繩架護罩圍欄護罩圍欄 天車架天車架防碰梁總成防碰梁總成 支座支座支座支座 起重架起重架擋繩架登擋繩架登 梯助力短節(jié)避雷針座梯助力短節(jié)避雷針座 輔助滑輪輔助滑輪輔助滑輪安輔助滑輪安 全繩全繩撈砂輪總成撈砂輪總成 擋繩架螺栓擋繩架螺栓M12X25-8.8- Zn.D墊圈墊圈12螺栓螺栓 M24X120-8.8-Zn.D螺母螺母 M24-8-Zn.D薄螺母薄螺母M24-5- Zn.D開口銷開口銷5X36-Zn.D 螺栓螺栓M24X140-8.8-Zn.D 標牌用釘標牌用釘3X10 TC

36、315-10天車示意圖天車示意圖 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 型型 號號TC225TC225TC315TC315TC450TC450 最大鉤載最大鉤載 kNkN 225022503150315045004500 滑輪外徑滑輪外徑 mmmm 112011201270127015241524 滑輪數(shù)滑輪數(shù)6 67 77 7 鋼絲繩直鋼絲繩直 徑徑 mm mm 323235353838 技術規(guī)范中所列參數(shù)包含：最大鉤載、滑輪數(shù)、滑輪尺 寸、重量、安裝尺寸。 1)1)天天 車基本參數(shù)車基本參數(shù) 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 2)主要技術參數(shù)主要技術參數(shù) 型號型號 TC315-10 大鉤鉤載大

37、鉤鉤載 3150kN 適用鋼絲繩直徑適用鋼絲繩直徑 32mm(1 1/4 ) 主滑輪外徑主滑輪外徑 1270mm(50 ) 導向輪外徑導向輪外徑 1524mm (60) 主滑輪數(shù)主滑輪數(shù) 6個個 導向輪數(shù)導向輪數(shù) 1個個 撈砂繩直徑撈砂繩直徑14.5mm 輔助滑輪外徑輔助滑輪外徑 400mm 輔助滑輪數(shù)輔助滑輪數(shù) 4個個 輔助滑輪適用的鋼絲繩直徑輔助滑輪適用的鋼絲繩直徑 19mm ( 3/4 ) 外形尺寸（長外形尺寸（長寬寬高）高） 3325 mm2775 mm2320mm 理論重量理論重量 8540kg 配套井架型號配套井架型號 JJ315/45-K9井架井架 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教

38、案 3.天車的維護保養(yǎng) （1）檢查各滑輪轉動是否靈活，有無阻滯現(xiàn)象，以一個）檢查各滑輪轉動是否靈活，有無阻滯現(xiàn)象，以一個 人用手指能自由旋轉為宜。當旋轉任一滑輪時，其相鄰人用手指能自由旋轉為宜。當旋轉任一滑輪時，其相鄰 滑輪不應隨著轉動。滑輪不應隨著轉動。 （2）檢查各螺母是否松動，防止螺絲松動用的開口銷、）檢查各螺母是否松動，防止螺絲松動用的開口銷、 鐵絲是否裝配牢固。在解卡、頓鉆等重大事故后，要仔鐵絲是否裝配牢固。在解卡、頓鉆等重大事故后，要仔 細對天車進行全面檢查。細對天車進行全面檢查。 （3）檢查護架、欄桿是否可靠，管座上的焊縫有無碰裂）檢查護架、欄桿是否可靠，管座上的焊縫有無碰裂 現(xiàn)

39、象?，F(xiàn)象。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 （4）要按規(guī)定時間用1、2號鋰基潤滑脂對各滑輪 軸承進行潤滑。 （5）檢查各潤滑軸承的溫升，不得大于50。 （6）應定期用檢查滑輪槽磨損的量規(guī)對滑輪槽測量， 測量滑輪槽的槽寬和深度，當滑輪槽產生偏磨或嚴 重磨損時，應將滑輪倒換180使用或更換滑輪。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 2.2.4游車 游車是靠鋼繩懸在井架內游車是靠鋼繩懸在井架內 部作上下往復運動的動滑輪部作上下往復運動的動滑輪 組。組。( (見圖見圖2 23)3) 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 圖圖2-3YC-3502-3YC-350游車游車 圖圖2-22-2，2-32-3所示的

40、所示的 TC-350TC-350天車和天車和YC-350YC-350 游車都配用于國產游車都配用于國產4545 級別鉆機上。級別鉆機上。 它們可配用具有不它們可配用具有不 同規(guī)格的輪槽形狀的同規(guī)格的輪槽形狀的 滑輪，便于分別用滑輪，便于分別用 11/4in11/4in，13138in8in或或 32.5mm32.5mm，33.5mm33.5mm， 34.5mm34.5mm的鋼絲繩，以的鋼絲繩，以 適應我國油田目前所適應我國油田目前所 用鋼絲繩規(guī)格較多的用鋼絲繩規(guī)格較多的 狀況。狀況。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 1游車的組成 游動滑車與天車、大鉤、水龍頭、吊環(huán)等配套使用。 在鉆井過程中，

41、主要用于懸吊和起下鉆柱桿、更換 鉆頭、下套管等作業(yè)。 主要由吊梁、滑輪、滑輪軸、左側板組、右側板組、主要由吊梁、滑輪、滑輪軸、左側板組、右側板組、 側護板、提環(huán)、提環(huán)銷等組成。側護板、提環(huán)、提環(huán)銷等組成。 吊梁通過吊梁銷連接在側板組的上部，吊梁上吊梁通過吊梁銷連接在側板組的上部，吊梁上 有一吊裝孔，用于游動滑車的整體起吊。有一吊裝孔，用于游動滑車的整體起吊。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 游車結構原理游車結構原理 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 YC315游動滑車游動滑車 YC315YC315游動滑車是鉆機游動滑車是鉆機 ZJ40DBZJ40DB的重要配套部件。的重要配套部件。 YC 5

42、85YC 585游動滑車是鉆機游動滑車是鉆機 ZJ70DBZJ70DB的重要配套部件。的重要配套部件。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 o 型號 YC 315 o 最大鉤載 3150kN (350tons) o 滑輪數(shù) 5 o 滑輪外徑 1270mm (50) o 鋼絲繩直徑 32mm (11/4) o 外形尺寸(長寬高) 26591350700 (mm) o 理論重量 5045kg (11120 lbs) 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 型 號YC225YC315YC450 最大鉤載 kN225031504500 滑輪外徑 mm112012701524 滑輪數(shù)566 鋼絲繩直徑 mm 3

43、23538 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 使用、維護與保養(yǎng)使用、維護與保養(yǎng) 游動滑車在工作期間應經常仔細檢查以下各項：游動滑車在工作期間應經常仔細檢查以下各項： （）軸承在使用前及工作期間是否按規(guī)定加注好潤滑脂。（）軸承在使用前及工作期間是否按規(guī)定加注好潤滑脂。 軸承應每周加注兩次軸承應每周加注兩次ZL-3鋰基潤滑脂。鋰基潤滑脂。 （）軸承應運轉正常，無任何異常噪音。軸承溫升不得（）軸承應運轉正常，無任何異常噪音。軸承溫升不得 大于大于40,最高溫度不超過最高溫度不超過70。 （）在使用過程中，軸承發(fā)出噪音及由不平穩(wěn)運動造成（）在使用過程中，軸承發(fā)出噪音及由不平穩(wěn)運動造成 的滑輪抖動，是雙

44、列圓錐滾子軸承間隙增大造成的。軸承的滑輪抖動，是雙列圓錐滾子軸承間隙增大造成的。軸承 因潤滑不當會導致磨損的加劇。滑輪不穩(wěn)和抖動會降低鋼因潤滑不當會導致磨損的加劇。滑輪不穩(wěn)和抖動會降低鋼 絲繩的壽命。為了避免事故，應及時更換磨損了的軸承。絲繩的壽命。為了避免事故，應及時更換磨損了的軸承。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 （）滑輪轉動是否靈活，有無阻滯現(xiàn)象，正常情況（）滑輪轉動是否靈活，有無阻滯現(xiàn)象，正常情況 下，轉動滑輪其兩側的滑輪不應轉動。下，轉動滑輪其兩側的滑輪不應轉動。 （）如果側護板變形會影響滑輪的正常轉動，應按（）如果側護板變形會影響滑輪的正常轉動，應按 要求校正側護板的形狀。要求

45、校正側護板的形狀。 （）如果滑輪邊緣破損，鋼絲繩就可能跳出滑輪槽，（）如果滑輪邊緣破損，鋼絲繩就可能跳出滑輪槽， 使鋼絲繩發(fā)生劇烈跳動，損壞鋼絲繩，所以在這種情使鋼絲繩發(fā)生劇烈跳動，損壞鋼絲繩，所以在這種情 況下應及時更換滑輪。況下應及時更換滑輪。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 （）滑輪槽表面如果產生波紋狀的溝槽，則滑輪組（）滑輪槽表面如果產生波紋狀的溝槽，則滑輪組 啟動或制動時，會對鋼絲繩起挫削作用而造成嚴重磨啟動或制動時，會對鋼絲繩起挫削作用而造成嚴重磨 損。發(fā)現(xiàn)這種危險跡象時，應將輪槽重新車光或更換損。發(fā)現(xiàn)這種危險跡象時，應將輪槽重新車光或更換 滑輪。在更換滑輪時，應落實新滑輪的材質

46、是否滿足滑輪。在更換滑輪時，應落實新滑輪的材質是否滿足 承受預定負荷足夠的強度。承受預定負荷足夠的強度。 （）滑輪槽形狀對鋼絲繩壽命有很大影響定期用量（）滑輪槽形狀對鋼絲繩壽命有很大影響定期用量 規(guī)對滑輪槽進行測量。規(guī)對滑輪槽進行測量。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 2.2.5大鉤 大鉤懸掛在游車下大鉤懸掛在游車下 面。面。 大鉤按減震形式分為：大鉤按減震形式分為： 單彈簧減震大鉤，單單彈簧減震大鉤，單 彈簧減震加液壓減震彈簧減震加液壓減震 大鉤，雙彈簧加液壓大鉤，雙彈簧加液壓 減震大鉤。減震大鉤。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 鉆機大鉤一般鉆機大鉤一般 皆為三鉤，主鉤皆為三鉤，主鉤

47、懸掛水龍頭，副懸掛水龍頭，副 鉤懸掛吊環(huán)。鉤懸掛吊環(huán)。 大鉤主要由鉤大鉤主要由鉤 身、鉤桿、鉤座、身、鉤桿、鉤座、 提環(huán)、止推軸承提環(huán)、止推軸承 和彈簧組成。和彈簧組成。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 1.鉆井工作對大鉤的要求： 1)1)應具有足夠的強度和工作可靠性；應具有足夠的強度和工作可靠性； 2)2)鉤身能靈活轉動，以便上、卸扣；鉤身能靈活轉動，以便上、卸扣； 3)3)大鉤彈簧行程應足夠補償上、卸扣時鉆桿在垂直方大鉤彈簧行程應足夠補償上、卸扣時鉆桿在垂直方 向上的位移；向上的位移； 4)4)鉤口和側鉤的閉鎖裝置應絕對可靠，啟閉方便；鉤口和側鉤的閉鎖裝置應絕對可靠，啟閉方便； 5)5)

48、具有緩沖減振功能，能減小拆卸立根具有緩沖減振功能，能減小拆卸立根時的沖擊。時的沖擊。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 2.大鉤結構特點： 鉆井大鉤有兩大類：鉆井大鉤有兩大類： 一類是獨立大鉤，可與一類是獨立大鉤，可與 游車分開拆裝；重型鉆機游車分開拆裝；重型鉆機 大多采用此大鉤。大多采用此大鉤。 另一類是游車大鉤，游另一類是游車大鉤，游 車和大鉤為整體結構，二車和大鉤為整體結構，二 者不能分開。輕型鉆機采者不能分開。輕型鉆機采 用此結構用此結構. . DG-350 DG-350大鉤如圖大鉤如圖2-42-4所示，所示， 主要配備于主要配備于 ZJ45ZJ45級鉆機。級鉆機。 圖圖2-4 DG-

49、3502-4 DG-350大大 鉤鉤 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 大鉤結構及工作原理大鉤結構及工作原理 大鉤是起升鉆具的重要設備，由大鉤是起升鉆具的重要設備，由 鉤身、桿、筒體、提環(huán)、止推軸承鉤身、桿、筒體、提環(huán)、止推軸承 及彈簧組成，鉤身能轉動，鉤口和及彈簧組成，鉤身能轉動，鉤口和 側鉤有閉鎖裝置，大鉤有緩沖減振側鉤有閉鎖裝置，大鉤有緩沖減振 功能。大鉤與游車結合成一體，稱功能。大鉤與游車結合成一體，稱 為游鉤，是目前使用的主要形成。為游鉤，是目前使用的主要形成。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 DG450大鉤結構圖大鉤結構圖 1-吊環(huán)吊環(huán) 2-鉤桿鉤桿 3-吊環(huán)銷吊環(huán)銷 4-螺栓螺

50、栓M1645 5-鐵絲鐵絲1.5 6-彈簧密封圈彈簧密封圈18022015 7-油封座油封座 8-定位盤定位盤 9-彈簧彈簧 10-上襯套上襯套 11-吊環(huán)座吊環(huán)座 12-螺母螺母 13-螺釘螺釘M1225 14-墊墊 圈圈12 15-上筒體上筒體 16-下筒體下筒體 17-銷軸銷軸 18-內彈簧內彈簧 19-外外 彈簧彈簧 20- 0型密封圈型密封圈4558.6 21-下襯套下襯套 22-彈簧座彈簧座 23-定位塊定位塊 24-制動裝置制動裝置 25-掣子掣子 26-頂桿頂桿 27-彈簧彈簧 28- 安全銷體安全銷體 29-安全銷銷軸安全銷銷軸 30-鉤身鉤身 DG450大鉤結構圖大鉤結構圖 1-吊環(huán)吊環(huán) 2-鉤桿