石油鉆采設(shè)備及工藝-李振林 §5-2 柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)-機(jī)械傳動(dòng).

1、5-2 5-2 柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)二、二、柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)特點(diǎn)柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)特點(diǎn)三、三、柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)特性柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)特性四、四、鉆機(jī)柴油機(jī)的典型工況和功率標(biāo)定鉆機(jī)柴油機(jī)的典型工況和功率標(biāo)定返回五、五、國產(chǎn)國產(chǎn)Z190Z190系列鉆機(jī)柴油機(jī)系列鉆機(jī)柴油機(jī)六、六、電動(dòng)鉆機(jī)用柴油機(jī)電動(dòng)鉆機(jī)用柴油機(jī)G12V190ZG12V190ZL LD D一、一、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)一、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)一、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)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)

2、換方向等幾部分所構(gòu)成，將一臺(tái)和幾臺(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。帶輔助調(diào)速的傳動(dòng)方案二、柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)特點(diǎn)二、柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)特點(diǎn)柴油機(jī)廣泛用作鉆井設(shè)備動(dòng)力，其主要特點(diǎn)是：不受地區(qū)限制，具有自持能力（只要自帶燃料都可工作）。產(chǎn)品系列化后，不同級(jí)別鉆機(jī)，可采用所謂“積木式”，即增加相同類型機(jī)組數(shù)目的辦法，以增加總裝機(jī)功率，從而減少柴油機(jī)品種。在性能上，轉(zhuǎn)速可平穩(wěn)調(diào)節(jié)，能防止工作機(jī)過載，避免出設(shè)備事故。裝上全制式調(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)外載增加超過Mmax時(shí)，柴油機(jī)便越過外特性上穩(wěn)定工作點(diǎn)而滅火，不致造成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或工作機(jī)因過載而

3、損壞。結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，便于搬遷移運(yùn)，適于野外流動(dòng)作業(yè)。不足：扭矩曲線較平坦，適應(yīng)性系數(shù)?。?.051.15），過載能力有限；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍窄（1.31.8）；噪音大，影響工人健康；與電驅(qū)動(dòng)比較，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)效率低，燃料成本高等。三、柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)特性三、柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)特性柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)特性就是柴油機(jī)自身的特性，包括外特性、負(fù)荷特性和調(diào)速特性。四、鉆機(jī)柴油機(jī)的典型工況和功率標(biāo)定四、鉆機(jī)柴油機(jī)的典型工況和功率標(biāo)定1. 典型工況2. 功率標(biāo)定五、國產(chǎn)五、國產(chǎn)Z190系列鉆機(jī)柴油機(jī)系列鉆機(jī)柴油機(jī)1. 主要技術(shù)參數(shù)2. 型號(hào)編制的含義六、電動(dòng)鉆機(jī)用柴油機(jī)六、電動(dòng)鉆機(jī)用柴油機(jī)G12V190ZLD1. 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

4、2. 負(fù)荷特性Z190系列柴油機(jī)型號(hào)編制的含義 Z 12V190B-12. 功率標(biāo)定標(biāo)定功率的原則是根據(jù)柴油機(jī)的用途、特點(diǎn)， 考慮其動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及使用壽命的平衡。鉆機(jī)柴油機(jī)應(yīng)根據(jù)其鉆井過程中工況的特點(diǎn)來標(biāo)定其功率及相應(yīng)的使用轉(zhuǎn)速。起升功率Nd與轉(zhuǎn)速nd：指用于起升時(shí)驅(qū)動(dòng)絞車的功率和轉(zhuǎn)速。 Nd取國標(biāo)規(guī)定的12h功率值，使用轉(zhuǎn)速nd可取該機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。鉆進(jìn)功率Ndr與轉(zhuǎn)速ndr：指用于鉆進(jìn)時(shí)驅(qū)動(dòng)泵和轉(zhuǎn)盤的功率和轉(zhuǎn)速。由于驅(qū)動(dòng)泵和轉(zhuǎn)盤進(jìn)行作業(yè)時(shí)，柴油機(jī)在接近或達(dá)到滿負(fù)荷工況持續(xù)運(yùn)行，鉆進(jìn)功率Ndr與轉(zhuǎn)速ndr都應(yīng)定得稍低些， Ndr可取相當(dāng)于國標(biāo)規(guī)定持續(xù)功率， ndr取該機(jī)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速。國產(chǎn)鉆機(jī)用Z

5、190系列柴油機(jī)的功率標(biāo)定，分為12h功率和持續(xù)功率兩級(jí)，但轉(zhuǎn)速是相同的。1. 典型工況 起升作業(yè)時(shí)驅(qū)動(dòng)絞車：功率在0100范圍內(nèi)周期地變化（柴油機(jī)配以變矩器時(shí)，采用遠(yuǎn)控油門裝置，負(fù)荷變化幅度稍小些。）每提升一根立根受載時(shí)間不長，工作是斷續(xù)的即間歇受載。 鉆進(jìn)時(shí)驅(qū)動(dòng)鉆井泵，或同時(shí)驅(qū)動(dòng)泵與轉(zhuǎn)盤：接近或達(dá)到滿功率運(yùn)行，速度不變或變化很小。持續(xù)工作，每次可達(dá)10h以上。3、調(diào)速特性油門手柄固定，油泵齒條由調(diào)速器自動(dòng)控制時(shí)，Ne、Me與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系，稱調(diào)速特性。由調(diào)速特性知，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)速則可維持5%的變化。調(diào)節(jié)油門手柄位置，可得到一系列形狀類似的調(diào)速線。在

6、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Me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)變壞，這是不利的。2、負(fù)荷特性定轉(zhuǎn)速下油耗ge隨功率Ne而變化的規(guī)律，稱負(fù)荷特性。依據(jù)負(fù)荷特性，可確定動(dòng)力機(jī)在定轉(zhuǎn)速下工作時(shí)的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷，即耗油率最小的功率范圍。由坐標(biāo)原點(diǎn)引射線與ge曲線相切，切點(diǎn)所對(duì)應(yīng)之功率即最經(jīng)濟(jì)的功率，因?yàn)樵擖c(diǎn)Ne與ge比值最大。1、柴油機(jī)外特性油泵齒條固定于供油量最大位置時(shí)，性能參數(shù)Ne、Me、ge、GT隨n變化的規(guī)律性，即外特性。外特性是正確選擇及合理使用發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)。外特性曲線：定量地指明了不同轉(zhuǎn)速下的Ne、Me和ge值。指明了最大功率Nmax、最

7、大扭矩Mmax及最大功率時(shí)扭矩Me、最小耗油量gemin及相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速，可確定適應(yīng)性系數(shù)K和合理的工作轉(zhuǎn)速范圍。帶輔助調(diào)速的傳動(dòng)方案：如下圖，在傳動(dòng)系統(tǒng)中增加了一個(gè)輔助調(diào)速的偶合器，通過調(diào)節(jié)其充液量可以微調(diào)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速而不必單獨(dú)降低1號(hào)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，以保證3臺(tái)動(dòng)力機(jī)組的正常并車，充分發(fā)揮它們的功率。當(dāng)絞車需要較大功率時(shí)，仍可接通總離合器直接驅(qū)動(dòng)。轉(zhuǎn)盤水平軸垂直發(fā)動(dòng)機(jī)軸線者，短萬向軸傳動(dòng)轉(zhuǎn)盤，用角傳動(dòng)轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)盤水平軸平行發(fā)動(dòng)機(jī)軸線者，鏈條傳轉(zhuǎn)盤，無轉(zhuǎn)向問題u減速與變速：鉆機(jī)動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速高，而工作機(jī)轉(zhuǎn)速低，從動(dòng)力機(jī)到工作機(jī)一般要經(jīng)過35次減速；絞車和轉(zhuǎn)盤要求調(diào)速范圍為510；為充分利用功率，一般應(yīng)設(shè)46

8、個(gè)機(jī)械檔，柴油機(jī)變矩器驅(qū)動(dòng)時(shí)，也應(yīng)設(shè)34個(gè)機(jī)械檔。動(dòng)力機(jī)至鉆井泵無需變速，除泵本身已有一次減速外，在傳動(dòng)系統(tǒng)中再設(shè)12次減速即可。u轉(zhuǎn)換方向鏈條鉆機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)與絞車滾筒軸及泵軸采用軸線平行布置方案無轉(zhuǎn)向問題，而至轉(zhuǎn)盤則有兩種情況：轉(zhuǎn)盤水平軸平行發(fā)動(dòng)機(jī)軸線者，鏈條傳轉(zhuǎn)盤，無轉(zhuǎn)向問題；轉(zhuǎn)盤水平軸垂直發(fā)動(dòng)機(jī)軸線者，短萬向軸傳動(dòng)轉(zhuǎn)盤，用角傳動(dòng)轉(zhuǎn)向。絞車一般不需要倒車，而轉(zhuǎn)盤需要倒車：齒正車，鏈倒車（齒輪傳動(dòng)正車，鏈傳動(dòng)倒車），例如大慶130鉆機(jī)就是齒正車、鏈倒車，但1號(hào)機(jī)組本身不能倒車。有的鉆機(jī)，齒正車傳動(dòng)副和鏈倒車傳動(dòng)副安置在同一傳動(dòng)箱的兩根平行軸上。剎車一般不需要倒車，而轉(zhuǎn)盤需要倒車：雙錐齒輪正倒車：這種方案適用于轉(zhuǎn)盤單獨(dú)倒車，需一個(gè)單獨(dú)的正倒車箱，齒輪鉆機(jī)常采用該方案。錐齒輪倒車，短萬向軸水平傳轉(zhuǎn)