第五章鉆機(jī)的驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)系統(tǒng)(第一講)

1、鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案2013年年7月月鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)目目標(biāo)標(biāo)1. 理解工作機(jī)組對(duì)驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)系統(tǒng)的要求2. 了解典型驅(qū)動(dòng)方案3. 掌握驅(qū)動(dòng)設(shè)備的特性指標(biāo) 4.掌握鉆機(jī)驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)類型5.掌握柴油機(jī)的特性6.掌握PZl90系列柴油機(jī)型號(hào)編制的含義7.掌握電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)的類型重點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)設(shè)備的特性指標(biāo)重點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)設(shè)備的特性指標(biāo) 難點(diǎn)：柴油機(jī)的特性難點(diǎn)：柴油機(jī)的特性鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案 鉆機(jī)的動(dòng)力與傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)系到鉆機(jī)的總體布置和主要性能。 驅(qū)動(dòng)設(shè)備：也稱為動(dòng)力機(jī)組，由它為工作機(jī)提供所需要的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。 傳動(dòng)系統(tǒng)：將動(dòng)力機(jī)與各工作機(jī)聯(lián)系起來，傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)并分配給

2、各工作機(jī)。 機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力裝置(驅(qū)動(dòng)裝置或原動(dòng)機(jī))是機(jī)械系統(tǒng)的重要組成部分。它是執(zhí)行系統(tǒng)的動(dòng)力來源，它的性能的優(yōu)劣直接決定著機(jī)械系統(tǒng)的工作性能和構(gòu)造特征。因此，合理選擇機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力裝置的型式，是機(jī)械設(shè)計(jì)中考慮的重要問題之一。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案 根據(jù)動(dòng)力裝置與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的聯(lián)系，分為直接驅(qū)動(dòng)和間接驅(qū)動(dòng)兩類。 直接驅(qū)動(dòng)是把原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力直接或通過傳動(dòng)裝置傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)，這是機(jī)械系統(tǒng)中一般采用的方式。 間接驅(qū)動(dòng)是在原動(dòng)機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間，先將原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為其它能量，例如電能或液能，然后再將這種能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能

3、直接或通過傳動(dòng)裝置傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如柴油機(jī)液力驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)，電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)都是間接驅(qū)動(dòng)的實(shí)例。根據(jù)能量轉(zhuǎn)換方式，分電力驅(qū)動(dòng)，內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，復(fù)合驅(qū)動(dòng)等。 為了簡(jiǎn)化鉆機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，改善鉆機(jī)的驅(qū)動(dòng)性能，鉆機(jī)也采取復(fù)合驅(qū)動(dòng)的型式，如內(nèi)燃機(jī)電力驅(qū)動(dòng)的電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)，內(nèi)燃機(jī)液力驅(qū)動(dòng)的鏈條鉆機(jī)等。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案5.1.1 5.1.1 工作機(jī)組對(duì)驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)系統(tǒng)的要求工作機(jī)組對(duì)驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)系統(tǒng)的要求1.1.絞車絞車1）絞車功率利用情況分析 鉆井絞車的工作特點(diǎn)是載荷大，而且載荷變化也大。 圖5-1所示，是大鉤提升載荷Q

4、h與提升速度V的關(guān)系曲線。 若大鉤提升速度V隨大鉤提升載荷Qh，而相應(yīng)地按QhVC的規(guī)律變化，即按圖5-1中的等功率曲線1變化，這是最理想的情況，動(dòng)力機(jī)提供的起升功率利用最充分。絞車載荷隨起鉆過程中立根數(shù)目的逐漸減少而呈階梯狀連續(xù)下降，若提升速度V也能隨立根數(shù)的每一次減少而增加，即按曲線2工作時(shí)，絞車功率利用也很充分。但在機(jī)械變速為有限檔的條件下，只有在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置能自動(dòng)變速時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。曲線3是柴油機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，機(jī)械傳動(dòng)分級(jí)變速時(shí)的起升曲線，功率利用不充分，陰影三角面積是未被利用的功率。 鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案圖圖5-1 5-1 大鉤提升載荷與提升速度的關(guān)系曲線大鉤提升載荷與提升速度的

5、關(guān)系曲線 11理想功率曲線理想功率曲線( (等功率曲線等功率曲線) )22速度無限檔功率曲線速度無限檔功率曲線33速度有限檔功率曲線速度有限檔功率曲線鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案2）絞車對(duì)動(dòng)力機(jī)組的要求（1）能無級(jí)變速，以充分利用功率；（2）速度調(diào)節(jié)范圍，RVmax/Vmin=510；（3）具有短時(shí)過載能力，以適應(yīng)啟動(dòng)動(dòng)載、振動(dòng)沖擊及克服輕度卡鉆的需要；（4）啟動(dòng)性能好，有靈敏可靠的控制與離合裝置。2.2.轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)盤 在鉆進(jìn)過程中，隨著井深及巖層的變化，需要及時(shí)改變鉆壓及轉(zhuǎn)速。 轉(zhuǎn)盤要求動(dòng)力系統(tǒng)的力矩及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍R=510。 在處理事故時(shí)，要求能細(xì)微調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，又能倒轉(zhuǎn)。當(dāng)鉆具遇卡時(shí)，為了防

6、止扭斷鉆桿，需要設(shè)置限制力矩裝置，當(dāng)達(dá)到限定力矩值時(shí)能自動(dòng)停止旋轉(zhuǎn)。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案3.3.鉆井泵鉆井泵 鉆井泵一般利用變換缸套的辦法來調(diào)節(jié)排量。但在更換缸套之前，亦利用減速來調(diào)節(jié)排量，以便使功率利用比較充分。 為此要求動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)具有一定的調(diào)速范圍，R=1.31.5即可滿足要求。 鉆井泵一般為無載啟動(dòng)，啟動(dòng)不頻繁，對(duì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、超載能力的要求低于絞車，但為了克服鉆井過程中可能出現(xiàn)的蹩泵，要求動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)具有短時(shí)過載能力。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案5.1.2 5.1.2 典型驅(qū)動(dòng)方案典型驅(qū)動(dòng)方案 鉆機(jī)的驅(qū)動(dòng)方案可分為：?jiǎn)为?dú)驅(qū)動(dòng)、統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)、分組驅(qū)動(dòng)。1.1.單獨(dú)驅(qū)動(dòng)方案單獨(dú)驅(qū)

7、動(dòng)方案 轉(zhuǎn)盤、絞車、鉆井泵三大工作機(jī)組，各由不同的動(dòng)力機(jī)實(shí)行一對(duì)一或二對(duì)一的驅(qū)動(dòng)。 單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高，安裝方便，總體布置靈活性大。 其缺點(diǎn)是：裝機(jī)功率利用率低，動(dòng)力機(jī)組間動(dòng)力不能互濟(jì)。 電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)大都采用單獨(dú)驅(qū)動(dòng)方案。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案u單獨(dú)驅(qū)動(dòng)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)o各工作機(jī)與柴各工作機(jī)與柴油機(jī)進(jìn)行一對(duì)油機(jī)進(jìn)行一對(duì)一驅(qū)動(dòng)的方法一驅(qū)動(dòng)的方法叫單獨(dú)驅(qū)動(dòng)；叫單獨(dú)驅(qū)動(dòng)；o電動(dòng)鉆機(jī)常用電動(dòng)鉆機(jī)常用單獨(dú)驅(qū)動(dòng)方案。單獨(dú)驅(qū)動(dòng)方案。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案2.2.統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)方案統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)方案 轉(zhuǎn)盤、絞車、鉆井泵三大工作機(jī)組，由24臺(tái)動(dòng)力機(jī)并車統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)。統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：裝機(jī)功率利

8、用率高，整個(gè)動(dòng)力機(jī)組可以同時(shí)進(jìn)行工作，安全可靠性強(qiáng)，動(dòng)力可以互濟(jì)。 其缺點(diǎn)是：傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜，傳動(dòng)效率低，工作機(jī)組間相互干擾大，安裝找正困難 。 柴油機(jī)直接驅(qū)動(dòng)和柴油機(jī)加變矩器驅(qū)動(dòng)廣泛采用統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)方案。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案u統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)o各工作機(jī)由各工作機(jī)由多臺(tái)動(dòng)力機(jī)多臺(tái)動(dòng)力機(jī)并車驅(qū)動(dòng)的并車驅(qū)動(dòng)的方法叫統(tǒng)一方法叫統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)；o機(jī)械傳動(dòng)鉆機(jī)械傳動(dòng)鉆機(jī)常用統(tǒng)一機(jī)常用統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)方案。驅(qū)動(dòng)方案。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案3.3.分組驅(qū)動(dòng)方案分組驅(qū)動(dòng)方案 典型的分組驅(qū)動(dòng)是：將三臺(tái)工作機(jī)分成兩組，絞車和轉(zhuǎn)盤兩個(gè)工作機(jī)由同一動(dòng)力機(jī)組驅(qū)動(dòng)，鉆井泵由另一動(dòng)力機(jī)組驅(qū)動(dòng)。這種分組驅(qū)動(dòng)方案稱為二

9、分組驅(qū)動(dòng)。 分組驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)是：既有單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)簡(jiǎn)單、安裝方便的優(yōu)點(diǎn)，也有統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)的裝機(jī)功率利用率高的優(yōu)點(diǎn)。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案u分組驅(qū)動(dòng)分組驅(qū)動(dòng)o轉(zhuǎn)盤和絞車分為轉(zhuǎn)盤和絞車分為一組由同一柴油一組由同一柴油機(jī)組并車驅(qū)動(dòng)，機(jī)組并車驅(qū)動(dòng)，泵由另一柴油機(jī)泵由另一柴油機(jī)組單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的方組單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的方法叫分組驅(qū)動(dòng)；法叫分組驅(qū)動(dòng)；o電動(dòng)鉆機(jī)常用電動(dòng)鉆機(jī)常用分組驅(qū)動(dòng)分組驅(qū)動(dòng)鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案鉆機(jī)的傳動(dòng)裝置 由動(dòng)力機(jī)到工作機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，有的很簡(jiǎn)單，比如單獨(dú)驅(qū)動(dòng)；有的則相當(dāng)復(fù)雜，比如統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)的鉆機(jī)。如圖5-2所示，統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)要將數(shù)臺(tái)動(dòng)力機(jī)的動(dòng)力合并，并分配給各工作機(jī)，同時(shí)為滿足絞車

10、和轉(zhuǎn)盤對(duì)動(dòng)力的要求，要解決變速變矩及反轉(zhuǎn)等問題。 為此，鉆機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)具有各種不同的并車、減速、變速、倒車機(jī)構(gòu)，而形成了多種傳動(dòng)方案。多臺(tái)動(dòng)力機(jī)的并車傳動(dòng)是鉆機(jī)傳動(dòng)的一個(gè)特點(diǎn)。一般地，采用鏈條并車傳動(dòng)的稱為鏈條鉆機(jī)，采用皮帶并車傳動(dòng)的稱為皮帶鉆機(jī)，而電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)，則是將兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)裝在同一輸入軸的左右兩端實(shí)現(xiàn)并車。 鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案圖圖5-2 5-2 統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案1.1.鏈并車鏈并車 盡管統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)的柴油機(jī)臺(tái)數(shù)只有24臺(tái)，當(dāng)采用有確定傳動(dòng)比的鏈條并車裝置時(shí)，由于不可能把所有柴油機(jī)調(diào)成同一轉(zhuǎn)速，為了均衡各柴油機(jī)的負(fù)載，必須在柴油機(jī)輸出軸上聯(lián)接

11、一臺(tái)液力變矩器。 統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)的深井鉆機(jī)以三臺(tái)柴油機(jī)并車較為典型，如國(guó)產(chǎn)ZJ45鉆機(jī)，羅馬尼亞的F320-3DH型鉆機(jī)等。它們都是三臺(tái)柴油機(jī)經(jīng)過三臺(tái)變矩器，使其輸出轉(zhuǎn)速從柴油機(jī)的11001200rmin降至750850rmin ，以保證并車鏈條線速度低于1620ms，(鏈條傳動(dòng)的最高線速度限制)。因?yàn)椴④囨湕l線速度仍然較高，故必須采用小節(jié)距多排鏈條傳動(dòng)。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案 鏈并車與皮帶并車相比，由于鏈傳動(dòng)在密封箱中采用油泵強(qiáng)制潤(rùn)滑，壽命較皮帶長(zhǎng)；在現(xiàn)場(chǎng)檢修拆換鏈條比拆換皮帶方便；鏈傳動(dòng)效率較皮帶傳動(dòng)為高。 中深井鉆機(jī)配兩臺(tái)柴油機(jī)，并車鏈傳動(dòng)比較簡(jiǎn)單。 而超深井鉆機(jī)如ZJ60L配四臺(tái)柴

12、油機(jī)，并車傳動(dòng)鏈裝置比較復(fù)雜，安裝工作量大。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案2.2.皮帶并車皮帶并車 柴油機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的鉆機(jī)采用皮帶并車是我國(guó)鉆機(jī)的一大特色。主要是因?yàn)槠鲃?dòng)結(jié)實(shí)簡(jiǎn)單，允許一定的傳動(dòng)打滑和具有超載時(shí)自動(dòng)打滑的特性，起到了安全保護(hù)作用，所以一直為我國(guó)油田工人所接受。缺點(diǎn)是：采用常規(guī)V V型皮帶大功率傳動(dòng)時(shí)根數(shù)較多，結(jié)構(gòu)不緊湊，壽命不長(zhǎng)。 由于柴油機(jī)輸出速度過高，而需要在并車前增加減速箱(如圖5-3所示)，以滿足皮帶傳動(dòng)線速度不宜過高的要求。 采用新型窄V型聯(lián)組膠帶(如圖5-4所示)并車，由于強(qiáng)度高，比普通V V帶傳遞功率提高3040，帶輪尺寸減小2535，且傳動(dòng)效率提高。所以可取

13、消并車前的減速器，使皮帶鉆機(jī)結(jié)構(gòu)更為緊湊。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案圖圖5-3 5-3 皮帶并車前的減速箱皮帶并車前的減速箱鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案圖圖5-4 5-4 新型窄新型窄V V型連組膠帶型連組膠帶鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案3.3.電動(dòng)機(jī)并車電動(dòng)機(jī)并車 電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)主要采取單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，但一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的功率往往不能滿足絞車或鉆井泵的功率需要，故電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)大都采取由二臺(tái)電動(dòng)機(jī)并車驅(qū)動(dòng)絞車和鉆井泵。 如圖5-5所示，并車方式是在絞車輸入軸兩端各聯(lián)接一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，或是兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)各采用一副鏈條分別從鉆井泵或絞車的輸入軸兩端同時(shí)輸入動(dòng)力。由此可見電動(dòng)機(jī)并車十分簡(jiǎn)單。鉆井機(jī)械電子教案鉆井

14、機(jī)械電子教案圖圖5-5 5-5 絞車輸入軸兩端各聯(lián)接一臺(tái)電動(dòng)機(jī)絞車輸入軸兩端各聯(lián)接一臺(tái)電動(dòng)機(jī)鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案5.1.3 5.1.3 驅(qū)動(dòng)設(shè)備的特性指標(biāo)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的特性指標(biāo) 各類動(dòng)力機(jī)有一些共同的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，可借以評(píng)價(jià)它們的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。（5-1）e鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案 通常所說的柔特性，是指K K值大的同時(shí)R R值亦大。即隨外載變化時(shí)動(dòng)力機(jī)自動(dòng)增矩減速或減矩增速的范圍寬。 而硬特性則是K K值大而R R卻小，即外載變化很大時(shí)，動(dòng)力機(jī)速度變化很小。 現(xiàn)代鉆機(jī)用動(dòng)力機(jī)的適應(yīng)性系數(shù)K和調(diào)速范圍R的參考數(shù)據(jù)見表5-1。（5-2）鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子

15、教案鉆井機(jī)械電子教案3.燃料(能源)的經(jīng)濟(jì)性 指的是提供同樣功率時(shí)所消耗的燃料(能源)費(fèi)用。對(duì)柴油機(jī)、燃汽輪機(jī)以耗油率來表征； 電動(dòng)機(jī)則以耗電量，功率因素來表示。（5-35-3） 鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案 5.使用經(jīng)濟(jì)性 除已特加指明的燃料經(jīng)濟(jì)性之外，使用經(jīng)濟(jì)性還包括：對(duì)工作地區(qū)的適應(yīng)性；啟動(dòng)性能；控制操作的靈敏程度：工作的可靠性；安全性；持久性及維護(hù)保養(yǎng)的難易性能等。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案5.1.4 鉆機(jī)驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)類型 按照鉆機(jī)采用的動(dòng)力設(shè)備不同可分為：機(jī)械驅(qū)動(dòng)、電驅(qū)動(dòng)和復(fù)合驅(qū)動(dòng)三大類。1.機(jī)械驅(qū)動(dòng) 機(jī)械驅(qū)動(dòng) 以柴油機(jī)為動(dòng)力機(jī)，統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤、絞車、鉆井泵三大工作機(jī)組。 按驅(qū)

16、動(dòng)機(jī)組驅(qū)動(dòng)特性不同，機(jī)械驅(qū)動(dòng)可分為兩種形式：柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)、柴油機(jī)液力驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)。（1）柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)： 以24臺(tái)柴油機(jī)為動(dòng)力，經(jīng)V帶或齒輪、鏈條及萬向軸等機(jī)械傳動(dòng)元件的多種組合，實(shí)現(xiàn)并車、減速增矩、換向倒車，以驅(qū)動(dòng)絞車、轉(zhuǎn)盤和鉆井泵。這種傳動(dòng)為硬特性傳動(dòng)，工作機(jī)能獲得的速檔及調(diào)速范圍很有限。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案（2 2）柴油機(jī)）柴油機(jī)液力驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)：液力驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)： 以以2 24 4臺(tái)柴油機(jī)為動(dòng)力，柴油機(jī)首先與液力變矩器組臺(tái)柴油機(jī)為動(dòng)力，柴油機(jī)首先與液力變矩器組合，組成為柴油機(jī)合，組成為柴油機(jī)液力驅(qū)動(dòng)機(jī)組，再經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)元件液力驅(qū)動(dòng)機(jī)組，再經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)元件進(jìn)行多種形式的

17、組合，實(shí)現(xiàn)并車、減速增矩、換向倒車，進(jìn)行多種形式的組合，實(shí)現(xiàn)并車、減速增矩、換向倒車，以驅(qū)動(dòng)絞車、轉(zhuǎn)盤和鉆井泵。由于液力變矩器可以變速、以驅(qū)動(dòng)絞車、轉(zhuǎn)盤和鉆井泵。由于液力變矩器可以變速、變矩，故這種傳動(dòng)為柔性傳動(dòng)。變矩，故這種傳動(dòng)為柔性傳動(dòng)。2.2.電驅(qū)動(dòng)電驅(qū)動(dòng) 電驅(qū)動(dòng)電驅(qū)動(dòng)以直流或交流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力機(jī)，單獨(dú)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)以直流或交流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力機(jī)，單獨(dú)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤、絞車、鉆井泵三大工作機(jī)組。盤、絞車、鉆井泵三大工作機(jī)組。 電驅(qū)動(dòng)常用的形式有兩種：可控硅直流電驅(qū)動(dòng)電驅(qū)動(dòng)常用的形式有兩種：可控硅直流電驅(qū)動(dòng)(AC-(AC-SCR-DC)SCR-DC)和交流變頻電驅(qū)動(dòng)和交流變頻電驅(qū)動(dòng)(AC-VFD-AC)(AC-

18、VFD-AC)。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案（1 1）可控硅直流電驅(qū)動(dòng)）可控硅直流電驅(qū)動(dòng)(AC-SCR-DC)(AC-SCR-DC)： 采用可控硅整流器（簡(jiǎn)稱采用可控硅整流器（簡(jiǎn)稱SCRSCR），將發(fā)出的交流電變換為可控），將發(fā)出的交流電變換為可控的的直流電，控制直流電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)絞車、轉(zhuǎn)盤及鉆井泵等。直流電，控制直流電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)絞車、轉(zhuǎn)盤及鉆井泵等。 （2 2）交流變頻電驅(qū)動(dòng)）交流變頻電驅(qū)動(dòng)(AC-VFD-AC)(AC-VFD-AC) ： 采用變頻器（簡(jiǎn)稱采用變頻器（簡(jiǎn)稱VFDVFD），將交流發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電變換為），將交流發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電變換為可大范圍調(diào)整頻率的交流電，控制交流變頻電

19、動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)絞車、可大范圍調(diào)整頻率的交流電，控制交流變頻電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)絞車、轉(zhuǎn)盤及鉆井泵等。轉(zhuǎn)盤及鉆井泵等。3.3.復(fù)合驅(qū)動(dòng)復(fù)合驅(qū)動(dòng) 復(fù)合驅(qū)動(dòng)是根據(jù)三大工作機(jī)組的工作特點(diǎn)和性能要求，靈活選復(fù)合驅(qū)動(dòng)是根據(jù)三大工作機(jī)組的工作特點(diǎn)和性能要求，靈活選用相適應(yīng)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式，從而以最經(jīng)濟(jì)的動(dòng)力配置，獲得最佳用相適應(yīng)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式，從而以最經(jīng)濟(jì)的動(dòng)力配置，獲得最佳的工作性能。的工作性能。 復(fù)合驅(qū)動(dòng)的形式主要有兩種：機(jī)電復(fù)合驅(qū)動(dòng)和交直流電復(fù)合驅(qū)復(fù)合驅(qū)動(dòng)的形式主要有兩種：機(jī)電復(fù)合驅(qū)動(dòng)和交直流電復(fù)合驅(qū)動(dòng)。動(dòng)。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案（1 1）機(jī)電復(fù)合驅(qū)動(dòng)）機(jī)電復(fù)合驅(qū)動(dòng)( (主要包括兩種形式主要包括兩種形式)

20、 )： 柴油機(jī)加偶合器驅(qū)動(dòng)鉆井泵和絞車，同時(shí)帶動(dòng)一臺(tái)柴油機(jī)加偶合器驅(qū)動(dòng)鉆井泵和絞車，同時(shí)帶動(dòng)一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)發(fā)出交流電，再經(jīng)變頻器控制交流變頻電動(dòng)交流發(fā)電機(jī)發(fā)出交流電，再經(jīng)變頻器控制交流變頻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤。機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤。 柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)發(fā)出交流電，通過變頻器控柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)發(fā)出交流電，通過變頻器控制交流變頻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)絞車和轉(zhuǎn)盤；鉆井泵獨(dú)立采用機(jī)制交流變頻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)絞車和轉(zhuǎn)盤；鉆井泵獨(dú)立采用機(jī)械驅(qū)動(dòng)。械驅(qū)動(dòng)。 （2 2）交直流電復(fù)合驅(qū)動(dòng)：）交直流電復(fù)合驅(qū)動(dòng)： 采用采用柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)，發(fā)出的交流電分為兩路：柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)，發(fā)出的交流電分為兩路：一路通過變頻器，控制交流變頻電動(dòng)機(jī)

21、驅(qū)動(dòng)絞車和轉(zhuǎn)盤；一路通過變頻器，控制交流變頻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)絞車和轉(zhuǎn)盤；另一路通過另一路通過可控硅整流器，將交流電變換為可直流電，可控硅整流器，將交流電變換為可直流電，控制直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)鉆井泵。鉆井泵。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案 柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)鉆機(jī) (1)(柴油機(jī)直接驅(qū)動(dòng)) ，是指以柴油機(jī)為動(dòng)力，通過膠帶實(shí)現(xiàn)并車，將各柴油機(jī)動(dòng)力集中起來，然后經(jīng)齒輪、鏈條、萬向軸、膠帶等機(jī)械元件的多種形式的組合，實(shí)現(xiàn)減速增矩、換向、倒車，從而帶動(dòng)絞車、轉(zhuǎn)盤和鉆井泵。驅(qū)動(dòng)特性就是柴油機(jī)本身的特性，工作機(jī)只能實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)速。(2)柴油機(jī)+液力裝置驅(qū)動(dòng) 柴油機(jī)輸出軸直接連液力變矩器(或偶合器)，經(jīng)

22、鏈條并車，將各柴油機(jī)動(dòng)力集中起來，然后再經(jīng)鏈條、齒輪、萬向軸、膠帶等機(jī)械傳動(dòng)元件的多種形式的組合，實(shí)現(xiàn)減速、換向、倒車，從而帶動(dòng)絞車、轉(zhuǎn)盤和鉆井泵。驅(qū)動(dòng)特性是柴油機(jī)液力變矩器聯(lián)合輸出特性，能自動(dòng)變速變矩，屬柔性驅(qū)動(dòng)。根據(jù)主傳動(dòng)副的類型可分為：齒輪鉆機(jī)、V帶鉆機(jī)和鏈條鉆機(jī)。 我國(guó)石油礦場(chǎng)在用鉆機(jī)的大多數(shù)，皆為柴油機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的鉆機(jī)。其特點(diǎn)是采用柴油機(jī)統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)，V帶并車傳動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)鉆機(jī)，在現(xiàn)場(chǎng)上通稱為皮帶鉆機(jī)。 鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案5.2.1 5.2.1 柴油機(jī)的類型與特性柴油機(jī)的類型與特性1.柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)特點(diǎn)（1）不受地區(qū)限制，具有自持能力。無論寒帶、熱帶、高原、山地、平原、沙漠、沼澤

23、、海洋，自帶燃料都可工作，這對(duì)勘探和開發(fā)新油田是非常重要的；（2）不同級(jí)別鉆機(jī)，可用增加相同機(jī)組數(shù)目的辦法以增加總裝機(jī)功率，即所謂“積木式”，可減少柴油機(jī)品種，有利于使用和維修；（3）柴油機(jī)工作較穩(wěn)定，可平穩(wěn)調(diào)節(jié)，能防止工作機(jī)過載，避免出設(shè)備事故。柴油機(jī)裝有全制式調(diào)速器，油門手柄處于不同位置時(shí)，即可得到不同的穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速。當(dāng)外載突然增大而超過Mmax時(shí)，柴油機(jī)便越過外特性上穩(wěn)定工作點(diǎn)而滅火，可避免各機(jī)械設(shè)備因過載而損壞；鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案（4 4）結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，便于移運(yùn)，適合于）結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，便于移運(yùn)，適合于野外流動(dòng)作業(yè)；野外流動(dòng)作業(yè)；（5 5）傳動(dòng)效率較

24、柴油機(jī)）傳動(dòng)效率較柴油機(jī)- -液力變矩器驅(qū)動(dòng)高。液力變矩器驅(qū)動(dòng)高。 （6 6）作為鉆機(jī)動(dòng)力機(jī)，其不足之處是：適應(yīng)性系數(shù)小）作為鉆機(jī)動(dòng)力機(jī)，其不足之處是：適應(yīng)性系數(shù)小(1.05(1.051.15)1.15)；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍窄；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍窄(1.3(1.31.8)1.8)；過載能力；過載能力有限；與電驅(qū)動(dòng)相比，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)效率低；燃料成本高；有限；與電驅(qū)動(dòng)相比，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)效率低；燃料成本高；噪音大，影響工人健康；維護(hù)使用費(fèi)用較電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)高；噪音大，影響工人健康；維護(hù)使用費(fèi)用較電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)高；絞車起升功率利用率低等。絞車起升功率利用率低等。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案 2.2.柴油機(jī)的特性柴油機(jī)的特性

25、柴油機(jī)的特性，就是柴油機(jī)本身的特性，包括負(fù)荷特性、外特性和調(diào)速特性。 （1）外特性 在保持供油量不變的情況下，柴油機(jī)的性能參數(shù)隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系，叫做柴油機(jī)的速度特性。油泵齒條固定于供油量最大位置時(shí)的速度特性，稱為全負(fù)荷速度特性，亦稱外特性。 所謂動(dòng)力機(jī)的外特性，指的是輸出力矩M隨輸出轉(zhuǎn)速而變化的規(guī)律性，即：M=f(n)M=f(n)。 常用曲線表示，稱為動(dòng)力機(jī)的外特性曲線。 外特性曲線是正確選擇及合理使用發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)，因?yàn)樗该髁俗畲蠊β蔔max，最大力矩Mmax，及最大功率時(shí)力矩Me，最小耗油量gmin及相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速，可確定適應(yīng)系數(shù)K及合理的工作轉(zhuǎn)速范圍。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案42

26、研究問題：發(fā)動(dòng)機(jī)（研究問題：發(fā)動(dòng)機(jī)（柴油機(jī)）驅(qū)動(dòng)特點(diǎn)？驅(qū)動(dòng)特性？柴油機(jī)）驅(qū)動(dòng)特點(diǎn)？驅(qū)動(dòng)特性？ 動(dòng)力的特性指標(biāo)？動(dòng)力的特性指標(biāo)？鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案圖圖5-6 Z12N190B5-6 Z12N190B型柴油機(jī)外特性型柴油機(jī)外特性 如圖5-6所示，為Z12V190B型柴油機(jī)外特性曲線。由圖可以看出功率Ne、力矩Me和燃油消耗率ge等性能參數(shù)隨轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案 外特性曲線是正確選擇及合理使用發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)，因?yàn)樗该魍馓匦郧€是正確選擇及合理使用發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)，因?yàn)樗该髁俗畲蠊β柿俗畲蠊β蔔 Nmaxmax，最大力矩，最大力矩M Mmaxmax，及最大功率時(shí)

27、力矩，及最大功率時(shí)力矩M Me e，最小耗油，最小耗油量量g gminmin及相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速，可確定適應(yīng)系數(shù)及相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速，可確定適應(yīng)系數(shù)K K及合理的工作轉(zhuǎn)速范及合理的工作轉(zhuǎn)速范圍。圍。(2)(2)負(fù)荷特性負(fù)荷特性 保持柴油機(jī)轉(zhuǎn)速不變時(shí)，其性能參數(shù)隨負(fù)荷變化的規(guī)律叫做負(fù)保持柴油機(jī)轉(zhuǎn)速不變時(shí)，其性能參數(shù)隨負(fù)荷變化的規(guī)律叫做負(fù)荷特性荷特性 依據(jù)負(fù)荷特性，可確定柴油機(jī)在額定轉(zhuǎn)速之下工作時(shí)的經(jīng)濟(jì)負(fù)依據(jù)負(fù)荷特性，可確定柴油機(jī)在額定轉(zhuǎn)速之下工作時(shí)的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷，即耗油率最小時(shí)的功率范圍。由坐標(biāo)原點(diǎn)引射線與荷，即耗油率最小時(shí)的功率范圍。由坐標(biāo)原點(diǎn)引射線與g ge e曲線相曲線相切，切點(diǎn)的對(duì)應(yīng)之功率是最經(jīng)濟(jì)的

28、功率，因?yàn)樵擖c(diǎn)切，切點(diǎn)的對(duì)應(yīng)之功率是最經(jīng)濟(jì)的功率，因?yàn)樵擖c(diǎn)N Ne e/g/ge e值最大。值最大。 如圖如圖5-75-7所示，是所示，是Z12V190BZ12V190B柴油機(jī)的負(fù)荷特性曲線。柴油機(jī)的負(fù)荷特性曲線。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案圖圖5-7 5-7 Z12N19Z12N190B0B型柴型柴油機(jī)負(fù)油機(jī)負(fù)荷特性荷特性鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案(3)(3)調(diào)速特性調(diào)速特性 柴油機(jī)使用過程中，當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，為了能夠自動(dòng)地調(diào)節(jié)供油柴油機(jī)使用過程中，當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，為了能夠自動(dòng)地調(diào)節(jié)供油裝置，以使柴油機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)而裝有調(diào)速器裝置。油門手裝置，以使柴油機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)而裝有調(diào)速器

29、裝置。油門手柄固定，油泵油齒條由調(diào)速器自動(dòng)控制時(shí)，柄固定，油泵油齒條由調(diào)速器自動(dòng)控制時(shí)，M Me e，N Ne e與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n n的關(guān)系的關(guān)系稱為調(diào)速特性。稱為調(diào)速特性。 裝有全制式調(diào)速器的柴油機(jī)，負(fù)荷可以在很大范圍內(nèi)變化，而裝有全制式調(diào)速器的柴油機(jī)，負(fù)荷可以在很大范圍內(nèi)變化，而轉(zhuǎn)速變化范圍應(yīng)維持在很小范圍內(nèi)轉(zhuǎn)速變化范圍應(yīng)維持在很小范圍內(nèi)(10(10) )。在選擇匹配和操作使用柴油機(jī)時(shí)，都應(yīng)讓它在調(diào)速線上工作。若在選擇匹配和操作使用柴油機(jī)時(shí)，都應(yīng)讓它在調(diào)速線上工作。若外載超過外載超過MeMe點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)將在超負(fù)荷工況下運(yùn)行，動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)將在超負(fù)荷工況下運(yùn)行，動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)都會(huì)變

30、壞，這是應(yīng)避免的。指標(biāo)都會(huì)變壞，這是應(yīng)避免的。 如圖如圖5-85-8所示，為所示，為12V15012V150柴油機(jī)的調(diào)速特性曲線。柴油機(jī)的調(diào)速特性曲線。 鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案圖圖5-8 5-8 12V15012V150柴柴油機(jī)的調(diào)油機(jī)的調(diào)速特性速特性鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案 鉆井泵和轉(zhuǎn)盤都是長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，持續(xù)工況，應(yīng)將柴油機(jī)鉆井泵和轉(zhuǎn)盤都是長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，持續(xù)工況，應(yīng)將柴油機(jī)轉(zhuǎn)速放在偏低位置，使其在不超過其最大功率轉(zhuǎn)速放在偏低位置，使其在不超過其最大功率7575的工的工況下運(yùn)轉(zhuǎn)。況下運(yùn)轉(zhuǎn)。 對(duì)于絞車起升作業(yè)，負(fù)載時(shí)間不長(zhǎng)，轉(zhuǎn)速應(yīng)偏高一些，對(duì)于絞車起升作業(yè)，負(fù)載時(shí)間不長(zhǎng)，轉(zhuǎn)速應(yīng)偏高一些

31、，但其功率不宜超過其最大功率的但其功率不宜超過其最大功率的8080。 例如美國(guó)例如美國(guó)D-399D-399柴油機(jī)推薦用于驅(qū)動(dòng)泵及轉(zhuǎn)盤時(shí)開柴油機(jī)推薦用于驅(qū)動(dòng)泵及轉(zhuǎn)盤時(shí)開1200r1200rminmin，而驅(qū)動(dòng)絞車時(shí)開，而驅(qū)動(dòng)絞車時(shí)開1300r1300rminmin。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案(4)(4)通用特性通用特性 右圖是右圖是Z12V190B柴柴油機(jī)的通用特油機(jī)的通用特性曲線，最內(nèi)性曲線，最內(nèi)層的等油耗率層的等油耗率曲線表明發(fā)動(dòng)曲線表明發(fā)動(dòng)機(jī)最經(jīng)濟(jì)的工機(jī)最經(jīng)濟(jì)的工作范圍。作范圍。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案3.3.國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)190190系列柴油機(jī)系列柴油機(jī) 國(guó)產(chǎn)鉆機(jī)主要采用濟(jì)南柴油

32、機(jī)廠生產(chǎn)的Z190系列柴油機(jī)，該類機(jī)型已有近萬臺(tái)服務(wù)于石油鉆探市場(chǎng)。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案 PZl90PZl90系列柴油機(jī)型號(hào)編制的含義如下：系列柴油機(jī)型號(hào)編制的含義如下： 型號(hào)示例：PZl2V190BDPZl2V190BD表示配套機(jī)、增壓、表示配套機(jī)、增壓、1212缸、缸、V V型排列、缸型排列、缸徑徑190190、改造順序號(hào)、改造順序號(hào)B B、電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)用、標(biāo)定轉(zhuǎn)速為、電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)用、標(biāo)定轉(zhuǎn)速為1500r1500rminmin、標(biāo)定標(biāo)定1212小時(shí)功率。小時(shí)功率。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案G12V190ZLD的含義的含義G：發(fā)電機(jī)用柴油機(jī)代號(hào)；：發(fā)電機(jī)用柴油機(jī)代號(hào)； 12：缸

33、數(shù)；：缸數(shù)；V：氣缸：氣缸60V型排列；型排列；190：mm缸徑；缸徑；ZL：渦輪增壓；：渦輪增壓；D：D次改型柴油機(jī)。次改型柴油機(jī)。鉆機(jī)用柴油機(jī)由下列機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成：柴油機(jī)機(jī)體、曲柄連桿機(jī)鉆機(jī)用柴油機(jī)由下列機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成：柴油機(jī)機(jī)體、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)及進(jìn)、排氣系統(tǒng)、燃料供給與調(diào)節(jié)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)及進(jìn)、排氣系統(tǒng)、燃料供給與調(diào)節(jié)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、增壓裝置、安全保護(hù)裝置、啟動(dòng)系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)、增壓裝置、安全保護(hù)裝置、啟動(dòng)系統(tǒng)。 鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案柴油機(jī)的工作原理柴油機(jī)是將柴油燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的機(jī)器。其工作原理是：利用柴油在氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生的熱能推動(dòng)活塞

34、運(yùn)動(dòng)，活塞通過連桿帶動(dòng)曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)，輸出動(dòng)力，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案 隨著石油鉆探技術(shù)和裝備的更新，以及我國(guó)的油氣開發(fā)趨勢(shì)，對(duì)鉆機(jī)動(dòng)力提出了以下要求：（1）適應(yīng)沙漠縱深地區(qū)風(fēng)沙大、日溫差大以及自動(dòng)化程度高、無人值守的要求；（2）適應(yīng)高原、高寒地區(qū)空氣稀薄、超低溫的環(huán)境；（3）深井鉆探，要求柴油機(jī)單臺(tái)功率大、載荷變化頻繁，在部分載荷下經(jīng)濟(jì)性好；（4）每臺(tái)鉆機(jī)配備柴油機(jī)臺(tái)數(shù)少，移運(yùn)方便；（5）能遠(yuǎn)距離控制，可靠性高，故障率低。 為適應(yīng)上述要求，190系列柴油機(jī)在近十年來性能和可靠性都有較大的提高。例如主導(dǎo)產(chǎn)品Z12V190B改型為G12V190ZL，于1999年研制成功。

35、該型柴油機(jī)在性能指標(biāo)、可靠性、自動(dòng)監(jiān)控、解決“三漏”和外觀質(zhì)量等方面都有顯著提高。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案 新世紀(jì)以來，濟(jì)柴公司又研制A12V190Z型柴油機(jī)。這種產(chǎn)品具有功率大、性能高、使用可靠、操作方便等特點(diǎn)，可滿足320-7000m機(jī)械及電動(dòng)鉆機(jī)的需求。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案5.2.2 V5.2.2 V帶鉆機(jī)帶鉆機(jī) 采用V帶作為鉆機(jī)主傳動(dòng)副，采用V帶將多臺(tái)柴油機(jī)并車，統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)各工作機(jī)組及輔助設(shè)備，且用V帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鉆井泵。 V帶并車具有傳動(dòng)柔和、并車容易、制造簡(jiǎn)單、維護(hù)保養(yǎng)方便的優(yōu)點(diǎn)。大慶大慶130鉆機(jī)和鉆機(jī)和ZJ32J鉆機(jī)鉆機(jī)鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案在70年代中

36、期由江漢石油管理局鉆采設(shè)備研究所設(shè)計(jì)，蘭州石油化工機(jī)械廠制造的大慶130型鉆機(jī)成為我國(guó)油田相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期鉆深19003200m井的主力設(shè)備。這是在原蘇制5型鉆機(jī)和我國(guó)仿制的ZJl30型鉆機(jī)基礎(chǔ)上改進(jìn)成為三臺(tái)柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的皮帶鉆機(jī) 。 鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案5.2.3 5.2.3 齒輪鉆機(jī)齒輪鉆機(jī) 采用齒輪作為鉆機(jī)主傳動(dòng)副，配合萬向軸驅(qū)動(dòng)絞車和轉(zhuǎn)盤，或采用圓錐齒輪萬向軸并車驅(qū)動(dòng)絞車、轉(zhuǎn)盤和鉆井泵。 特點(diǎn)：齒輪傳動(dòng)允許的線速度高，體積小、結(jié)構(gòu)緊湊；萬向軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、維護(hù)保養(yǎng)方便、互換性好。不適宜于大功率鉆機(jī)，一般中深井不采用齒輪作主傳動(dòng)副。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案5.2.4 鏈條鉆

37、機(jī) 采用鏈條作為鉆機(jī)主傳動(dòng)副，采用鏈條作為鉆機(jī)主傳動(dòng)副，2 24 4臺(tái)柴油機(jī)加變矩器組成驅(qū)動(dòng)臺(tái)柴油機(jī)加變矩器組成驅(qū)動(dòng)機(jī)組，用多排小節(jié)距套筒滾子鏈條并車，統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)各工作機(jī)的機(jī)機(jī)組，用多排小節(jié)距套筒滾子鏈條并車，統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)各工作機(jī)的機(jī)械鉆機(jī)，在石油現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)稱為鏈條鉆機(jī)，這類鉆機(jī)一般仍用械鉆機(jī)，在石油現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)稱為鏈條鉆機(jī)，這類鉆機(jī)一般仍用V V帶傳帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鉆井泵。動(dòng)驅(qū)動(dòng)鉆井泵。 美國(guó)的機(jī)械鉆機(jī)一直是鏈條鉆機(jī)。自美國(guó)的機(jī)械鉆機(jī)一直是鏈條鉆機(jī)。自6060年代開始，蘇聯(lián)、羅馬年代開始，蘇聯(lián)、羅馬尼亞也大力發(fā)展鏈條鉆機(jī)。尼亞也大力發(fā)展鏈條鉆機(jī)。 我國(guó)各油田使用的鏈條鉆機(jī)大多是從羅馬尼亞進(jìn)口的，有我國(guó)各油田使用的

38、鏈條鉆機(jī)大多是從羅馬尼亞進(jìn)口的，有2DH-2DH-7575、3DH-200A3DH-200A、4DH-3154DH-315、4LD-150D4LD-150D及及F-200F-200、F-320F-320等，其中等，其中F F系系列鉆機(jī)列鉆機(jī)F-200F-200、F-320F-320等目前仍在使用。等目前仍在使用。 我國(guó)從我國(guó)從7070年代中期開始，重視了研制石油鉆機(jī)用套筒滾子鏈條，年代中期開始，重視了研制石油鉆機(jī)用套筒滾子鏈條，發(fā)展鏈條鉆機(jī)。發(fā)展鏈條鉆機(jī)。19851985年，我國(guó)制造的第一臺(tái)鏈條鉆機(jī)年，我國(guó)制造的第一臺(tái)鏈條鉆機(jī)ZJ45ZJ45鉆機(jī)通鉆機(jī)通過鑒定。過鑒定。9090年代初，年代初，

39、ZJ60LZJ60L型鉆機(jī)亦成批生產(chǎn)，成為陸上超深井型鉆機(jī)亦成批生產(chǎn)，成為陸上超深井的主力設(shè)備的主力設(shè)備。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案 柴油機(jī)液力驅(qū)動(dòng)的鉆機(jī)即鏈條鉆機(jī)，為機(jī)械驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)，具有價(jià)格便宜、維修維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì)，因而在鉆深4000米內(nèi)的油井仍然以機(jī)械鉆機(jī)為主。即使在石油工業(yè)發(fā)達(dá)的美國(guó)，鏈條鉆機(jī)的使用也占有相當(dāng)大的份額。我國(guó)現(xiàn)有ZJ40L、ZJ50L和ZJ70L等鏈條鉆機(jī)。套筒滾子鏈條套筒滾子鏈條鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案鉆機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的功能鉆機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的功能 機(jī)械驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)的傳動(dòng)方案依據(jù)鉆機(jī)的用途、鉆井深度、所采用的驅(qū)動(dòng)類型及主傳動(dòng)元件的不同而異。但是，任何一種鉆機(jī)其傳動(dòng)系統(tǒng)的基本

40、組成和所承擔(dān)的任務(wù)卻具有共性，都主要是由并車、倒車、減速增矩、變速變矩及轉(zhuǎn)換方向等幾部分所構(gòu)成，將一臺(tái)或幾臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)組的動(dòng)力及運(yùn)動(dòng)單獨(dú)地或統(tǒng)一地傳遞給各工作機(jī)，以滿足鉆井工作的需要。 1并車 作用：將多臺(tái)動(dòng)力機(jī)的動(dòng)力集中起來，以便統(tǒng)一分配。 現(xiàn)代機(jī)械驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)都采用兩臺(tái)以上驅(qū)動(dòng)機(jī)組，因此存在并車問題。廣泛采用的并車方式是： （1）柴油機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，膠帶并車傳動(dòng)，如ZJ45J、ZJ32J2； （2）柴油機(jī)液力驅(qū)動(dòng)，鏈條并車傳動(dòng)，如F320、ZJ45、ZJ601。鉆井機(jī)械電子教案鉆井機(jī)械電子教案并車鏈傳動(dòng)副與皮帶并車相比，由于鏈傳動(dòng)在密封箱中采用油泵并車鏈傳動(dòng)副與皮帶并車相比，由于鏈傳動(dòng)在密封箱中采用油泵強(qiáng)制潤(rùn)滑，壽命較皮帶長(zhǎng)；強(qiáng)制潤(rùn)滑，壽命較皮帶長(zhǎng)； 在現(xiàn)場(chǎng)檢修拆換鏈條比拆換