鉆井輔助設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí).課件

1、鉆井輔助設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)程 瑞 亮 Basic Knowledge of Drilling Auxiliary EquipmentAssociate Professor第1頁(yè)，共34頁(yè)。第一部分 鉆井轉(zhuǎn)盤(pán)目 錄第三部分 鉆井天車(chē)、游車(chē)及大鉤 第二部分 鉆井水龍頭第2頁(yè)，共34頁(yè)。第一部分 鉆井轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)盤(pán)（rotary table）問(wèn)世于1900年，是美國(guó)人發(fā)明的，轉(zhuǎn)盤(pán)鉆機(jī)因此而得名。在1901年1月1日美國(guó)人在Fangzhuiding Oilfield, Texas用轉(zhuǎn)盤(pán)鉆機(jī)成功地鉆出了世界上第一口高產(chǎn)油井，初噴產(chǎn)量75000bbl/d。自此，轉(zhuǎn)盤(pán)鉆機(jī)開(kāi)始跨入取代繩式和桿式?jīng)_擊鉆的歷史進(jìn)程。轉(zhuǎn)盤(pán)實(shí)質(zhì)

2、上是一個(gè)級(jí)傳動(dòng)的圓錐齒輪減速器，它將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)方瓦傳給方鉆桿、鉆桿、鉆鋌和鉆頭，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)鉆柱鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)，鉆出井眼。轉(zhuǎn)盤(pán)是目前旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備，也是鉆機(jī)三大工作機(jī)之一 第3頁(yè)，共34頁(yè)。 一、 概述1、鉆井工藝對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)的要求（1）轉(zhuǎn)盤(pán)能輸出足夠大的扭矩和必要的轉(zhuǎn)速，以轉(zhuǎn)動(dòng)鉆柱帶動(dòng)鉆頭破碎巖石，并能滿足打撈、對(duì)扣、倒扣、造扣或磨銑等特殊作業(yè)的要求。（2）轉(zhuǎn)盤(pán)必須具有抗震、抗沖擊和抗腐蝕的能力。尤其是主軸承應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和壽命，并要求其承載能力大于鉆機(jī)的最大鉤載。（3）轉(zhuǎn)盤(pán)能正反轉(zhuǎn)，要有可靠制動(dòng)機(jī)構(gòu)。（4）必須有良好的密封、潤(rùn)滑，以防止轉(zhuǎn)盤(pán)外界的泥漿、污物進(jìn)入轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)部，損壞主輔軸承2、技術(shù)參數(shù)

3、第4頁(yè)，共34頁(yè)。鉆機(jī)代號(hào)ZJ20KZJ50/3150LZJ40/2250CJDZJ45JZJ70/4500DZZJ50/3150DB-1ZJ90/6750轉(zhuǎn)盤(pán)代號(hào)ZP175ZP275ZP205ZP375ZP475通孔直徑mm444.5698.5520.7952.51206.5最大靜負(fù)荷KN2250450044135850最高轉(zhuǎn)速rpm300250350300300齒輪傳動(dòng)比3.583.6673.223.56主軸承537101098001060155800950120800106015510501270220輔助軸承5006006060071067800950120800950120質(zhì)量kg3

4、888616361828026第5頁(yè)，共34頁(yè)。二、轉(zhuǎn)盤(pán)結(jié)構(gòu)1、ZP275轉(zhuǎn)盤(pán)1）轉(zhuǎn)臺(tái)總成 主要由轉(zhuǎn)臺(tái)迷宮圈、轉(zhuǎn)臺(tái)、固定在轉(zhuǎn)臺(tái)上的大錐齒輪、主、輔軸承、下座圈、大方瓦和方補(bǔ)心等組成。轉(zhuǎn)臺(tái)迷宮圈（兩道環(huán)槽）烘裝在轉(zhuǎn)臺(tái)外緣上，與殼體上的兩道環(huán)槽形成動(dòng)密封，防止鉆井液及污物進(jìn)入轉(zhuǎn)臺(tái)而損壞主軸承。轉(zhuǎn)臺(tái)是一個(gè)鑄鋼件，其內(nèi)孔上部為方形，以安裝方瓦，下部為圓形。下座圈用螺栓固定在轉(zhuǎn)臺(tái)的下部，以支承輔助軸承，并形成下部迷宮密封，防止外界污物進(jìn)入轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)。轉(zhuǎn)臺(tái)是用一對(duì)圓錐齒輪來(lái)傳動(dòng)的，大齒輪烘裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上，小圓錐齒輪過(guò)盈配合裝在水平軸的一端 第6頁(yè)，共34頁(yè)。主、輔軸承均采用推力向心球軸承，主軸承主要承受方鉆桿下滑

5、造成的軸向力和錐齒輪副嚙合所產(chǎn)生的徑向力。大方瓦為兩體式方形鑄件，每個(gè)方瓦上有兩個(gè)制動(dòng)銷，一個(gè)用于將大方瓦與轉(zhuǎn)臺(tái)鎖在一起，防止大方瓦在鉆井過(guò)程中從轉(zhuǎn)臺(tái)中跳出，另一個(gè)制動(dòng)銷可將大方瓦與方補(bǔ)心鎖在一起，以防方補(bǔ)心跳出。從轉(zhuǎn)臺(tái)中取出方瓦是用兩個(gè)方瓦提環(huán)操作 第7頁(yè)，共34頁(yè)。2）轉(zhuǎn)盤(pán)的制動(dòng)機(jī)構(gòu) 在轉(zhuǎn)盤(pán)的上部裝有制動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的制動(dòng)裝置，它由兩個(gè)操縱桿、左右掣子和和轉(zhuǎn)臺(tái)外緣上的燕尾槽組成。3）殼體 殼體是轉(zhuǎn)盤(pán)的底座，采用鑄焊結(jié)構(gòu)，由鑄鋼件和板材焊接而成。其主要是作為主輔軸承及輸入軸總成的支撐，同時(shí)，也是潤(rùn)滑錐齒輪和軸承的油池。第8頁(yè)，共34頁(yè)。2、ZP-520/ZP205型轉(zhuǎn)盤(pán)與ZP-275型轉(zhuǎn)

6、盤(pán)類似，主要區(qū)別有兩點(diǎn)：其一，ZP-520水平軸采用兩副軸承支撐，必須拆下錐齒輪才能更換軸承。因此，只能通過(guò)鍵將小齒輪固定在軸上。而ZP-275采用不同型號(hào)軸承，可從軸一端更換軸承。其二，轉(zhuǎn)盤(pán)的制動(dòng) 機(jī)構(gòu)不同。ZP-520通過(guò)鍵固定在水平軸上的兩個(gè)方向相反的制動(dòng)棘輪、兩套制動(dòng)傳動(dòng)杠桿和箱體上的兩個(gè)制動(dòng)手柄來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)第9頁(yè)，共34頁(yè)。五、轉(zhuǎn)盤(pán)使用及維護(hù)保養(yǎng)1）使用前的準(zhǔn)備與檢查（1）新啟用的轉(zhuǎn)盤(pán)，應(yīng)先在油池內(nèi)加入閉式工業(yè)齒輪油，油面應(yīng)達(dá)到游標(biāo)尺最高位置。（2）對(duì)鎖緊裝置上的銷軸注入潤(rùn)滑脂。（3）檢查鎖緊 裝置上的操縱桿或手柄位置，在轉(zhuǎn)盤(pán)開(kāi)動(dòng)前應(yīng)在不鎖緊位置。因?yàn)殒i緊的轉(zhuǎn)盤(pán)在啟動(dòng)時(shí)會(huì)使轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)的零部

7、件產(chǎn)生嚴(yán)重的損壞。制動(dòng)塊和銷子轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)靈活，制動(dòng)可靠。（4）轉(zhuǎn)臺(tái)與方瓦、方瓦與補(bǔ)心是否鎖緊。（5）檢查快速軸上的彈簧密封圈密封是否可靠第10頁(yè)，共34頁(yè)。（6）檢查鏈輪是否有軸向位移，如果有則用螺栓固緊軸端壓板。然后裝上轉(zhuǎn)盤(pán)鏈條護(hù)罩或萬(wàn)向軸護(hù)罩，未裝上護(hù)罩前不得使其運(yùn)轉(zhuǎn)。（7）使轉(zhuǎn)盤(pán)平穩(wěn)啟動(dòng)，慢慢合上氣閥手柄或轉(zhuǎn)盤(pán)離合器，檢查轉(zhuǎn)臺(tái)是否跳動(dòng)；并檢查圓錐齒輪的嚙合情況，聲音是否正常，應(yīng)無(wú)咬卡和撞擊現(xiàn)象2）工作中的檢查（1）定期檢查轉(zhuǎn)盤(pán)的固定情況，檢查是否平、正、穩(wěn)和牢固。（2）檢查運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音是否正常，動(dòng)力輸入軸端的彈簧密封圈密封是否可靠。第11頁(yè)，共34頁(yè)。（4）嚴(yán)禁使用轉(zhuǎn)盤(pán)崩扣，防止損壞齒輪牙齒。

8、（5）鉆進(jìn)和起下鉆過(guò)程中應(yīng)避免猛蹩，猛頓，以防由此而損壞零件。（6）鉆臺(tái)和轉(zhuǎn)盤(pán)面要保持清潔。油標(biāo)尺和黃油嘴要上緊。（7）大方瓦與轉(zhuǎn)臺(tái)面要齊平。（8）轉(zhuǎn)盤(pán)在承受較大沖擊載荷后（如卡鉆、頓鉆）應(yīng)注意檢查運(yùn)轉(zhuǎn)聲音有無(wú)異常。（9）定期檢查輸入軸軸端的萬(wàn)向軸連接法蘭（或鏈輪）是否有軸向竄動(dòng)，若有竄動(dòng)應(yīng)擰緊軸端壓板螺釘。（10）定期檢查下座圈的連接螺栓是否松動(dòng) 第12頁(yè)，共34頁(yè)。第二部分 水龍頭水龍頭懸掛在大鉤上，通過(guò)上部的鵝頸管與水龍帶一端相連，水龍帶另一端與立管相連，下部與方鉆桿連接。因此，在鉆井中它不但要導(dǎo)輸來(lái)自鉆井泵的鉆井液，還要在旋轉(zhuǎn)的情況下承受井中鉆具的重量。所以 ，水龍頭是旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)中的提升

9、、旋轉(zhuǎn)、循環(huán)三大工作機(jī)中相交匯的一臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備 第13頁(yè)，共34頁(yè)。一、概述1、鉆井工藝對(duì)水龍頭的要求1）水龍頭主軸承應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和壽命，其承載力應(yīng)大于鉆機(jī)的最大鉤載。2）要有可靠的高壓鉆井液密封系統(tǒng)，壽命長(zhǎng)，拆卸迅速、方便。能自動(dòng)補(bǔ)償工作中密封件的磨損。3）上端與水龍帶連接處能適合水龍帶在鉆進(jìn)過(guò)程中伸縮彎曲。4）各承載件要有足夠的強(qiáng)度和剛度，并且要求連接可靠，能承受高壓。2、水龍頭型號(hào) 第14頁(yè)，共34頁(yè)。二、水龍頭的結(jié)構(gòu)組成1、普通水龍頭1）固定部分：由提環(huán)、鵝頸管、上蓋、殼體、下蓋等組成。上蓋 又稱支架，是支架式鑄鋼件。其上部加工成法蘭，通過(guò)螺栓安裝鵝頸管。其下部是圓形，通過(guò)螺栓與殼體

10、上部連接，構(gòu)成殼體上蓋，在圓蓋中心孔處裝有扶正（防跳）軸承和兩個(gè)安裝密封圈，即上機(jī)油密封圈，以防殼體內(nèi)部的油液漏外漏和外界的泥漿及其它贓物侵入殼體內(nèi)部鵝頸管：是一個(gè)鵝頸形中空式合金鋼鑄件，其下部的異型法蘭上加工有螺紋，通過(guò)上泥漿盤(pán)根盒壓蓋與沖管總成連接 。第15頁(yè)，共34頁(yè)。下蓋：是一個(gè)圓形鑄鋼件，通過(guò)螺栓與殼體連接，在其中心孔處安裝下扶正軸承和密封圈。2）旋轉(zhuǎn)部分中心管（swivel stem）：是用合金鋼鍛造并經(jīng)熱處理加工而成，它是水龍頭旋轉(zhuǎn)部分的重要承載部件。它不僅要在旋轉(zhuǎn)的情況下承受全部鉆柱的重量，而且其內(nèi)孔還要承受高壓泥漿壓力。中心管上端連接沖管總成，下端母扣與保護(hù)接頭連接，保護(hù)接頭

11、再與方鉆桿上端連接。第16頁(yè)，共34頁(yè)。主、輔軸承：主軸承為圓錐滾子軸承，承載能力大。下扶正軸承為短圓柱滾子軸承。上、下扶正軸承的作用是承受中心管轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的徑向擺動(dòng)力，使中心管居中，保證密封效果。因此，上、下扶正軸承距離較遠(yuǎn)時(shí)扶正效果較好 密封部分：由上、下泥漿沖管盤(pán)根盒密封組件和上、下機(jī)油盤(pán)根盒密封組件四部分組成 第17頁(yè)，共34頁(yè)。四、水龍頭的使用、維護(hù)和保養(yǎng)1、水龍頭在搬運(yùn)、運(yùn)輸過(guò)程中必須帶護(hù)絲。2、檢查中心管轉(zhuǎn)動(dòng)情況：中心管一人用鏈鉗轉(zhuǎn)動(dòng)自如，無(wú)阻卡現(xiàn)象。3、新水龍頭在使用前必須試壓，壓力不降為合格；否則需重裝盤(pán)根盒。4、水龍頭殼體是否溫度過(guò)高5、潤(rùn)滑水龍頭體內(nèi)的油位每班都要檢查一次。檢

12、查油面是否在要求的位置上第18頁(yè)，共34頁(yè)。第三部分 鉆井天車(chē)、游車(chē)及大鉤一、概述鉆機(jī)游動(dòng)系統(tǒng):由井架、天車(chē)、游車(chē)、大鉤、鋼絲繩設(shè)備組成 天車(chē)是固定在井架頂部的定滑輪組，游車(chē)是動(dòng)滑輪組，利用動(dòng)滑輪省力的原理，在鉆井中鉆機(jī)可以提起100多噸甚至幾百噸的重量 1、游動(dòng)系統(tǒng)型號(hào)第19頁(yè)，共34頁(yè)。二、天 車(chē)天車(chē)主要是由天車(chē)架、滑輪組和輔助滑輪等零、部件組成。1、天車(chē)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1）TC-350、TC-250天車(chē)這兩種天車(chē)結(jié)構(gòu)型式相同，主要由天車(chē)架、滑輪組和輔助滑輪等組成。TC-350主要配備于ZJ45J，TC-250主要配備于ZJ32L-1、ZJ40/2250L鉆機(jī) 第20頁(yè)，共34頁(yè)。（1）天車(chē)架（

13、天車(chē)底座） 是一個(gè)由兩根橫梁及兩至三根縱梁焊接成的方形框架結(jié)構(gòu)，兩橫梁座在井架天車(chē)梁上，用四個(gè)U形螺栓固定。（2）滑輪組 每個(gè)滑輪都是由兩個(gè)雙列圓錐滾子軸承支撐在滑輪軸上，采用注油隔環(huán)和彈簧圈對(duì)每個(gè)滑輪兩軸承進(jìn)行潤(rùn)滑和定位。兩組滑輪之間用一個(gè)軸套隔開(kāi)，每組滑輪用螺母固定在天車(chē)軸上。快繩滑輪則單獨(dú)安裝在兩組滑輪之間的前方?；嗇S通過(guò)軸承座固定在天車(chē)底座上第21頁(yè)，共34頁(yè)。（3）輔助滑輪 又稱高懸貓頭繩輪。輔助滑輪都是通過(guò)吊架用銷子懸掛在天車(chē)底座上，輔助滑輪內(nèi)裝有兩副圓柱滾子軸承，銷軸的一端裝有一個(gè)黃油杯，用來(lái)向軸承加注潤(rùn)滑脂 2）TC-200天車(chē)該天車(chē)是TC 1-130天車(chē)的變型，配備于大慶型

14、鉆機(jī)。其結(jié)構(gòu)主要由天車(chē)架、滑輪組和輔助滑輪等組成。TC-200天車(chē)滑輪裝在一根軸上，各滑輪相互平行。第22頁(yè)，共34頁(yè)。3、天車(chē)維護(hù)保養(yǎng)及故障排除1）檢查各滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，有無(wú)阻滯現(xiàn)象，以一人用手能自由旋轉(zhuǎn)為宜。當(dāng)旋轉(zhuǎn)任一滑輪時(shí)，其相鄰滑輪不應(yīng)隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。2）檢查各螺母是否松動(dòng)，防止螺絲松動(dòng)用的開(kāi)口銷、鐵絲是否裝配牢固。在解卡、頓鉆等重大事故后要仔細(xì)對(duì)天車(chē)進(jìn)行全面檢查。3）檢查護(hù)架、欄桿是否可靠，管座上的焊縫有無(wú)碰裂現(xiàn)象。4）要按規(guī)定時(shí)間用潤(rùn)滑脂對(duì)各滑輪軸承進(jìn)行潤(rùn)滑。5）檢查各潤(rùn)滑軸承的溫升。第23頁(yè)，共34頁(yè)。三、游 車(chē)1、游車(chē)的結(jié)構(gòu) 如圖所示，主要由橫梁、左、右側(cè)板組、滑輪、滑輪軸、銷座（

15、鋼板）、下提環(huán)（吊環(huán)）、護(hù)罩等零、部件組成 。滑輪用雙列圓錐滾子軸承支撐在滑輪軸上，每個(gè)軸承都通過(guò)安裝在滑輪軸兩端的油杯單獨(dú)進(jìn)行潤(rùn)滑。側(cè)板組上部用螺桿與橫梁聯(lián)結(jié)，下提環(huán)被兩個(gè)提環(huán)銷聯(lián)結(jié)在銷座上。銷座用銷軸與側(cè)板組連接，提環(huán)銷的一端用開(kāi)槽螺母及開(kāi)口銷固定。當(dāng)摘掛大鉤時(shí)，可以拆掉游車(chē)上的任何一個(gè)或兩個(gè)提環(huán)銷。為使兩側(cè)板組加緊滑輪軸，通過(guò)兩側(cè)板組的中部和上部的調(diào)節(jié)墊片進(jìn)行調(diào)節(jié)。用止動(dòng)塊（或鍵）將軸固定在側(cè)板上，以防止軸轉(zhuǎn)動(dòng) 第24頁(yè)，共34頁(yè)。第25頁(yè)，共34頁(yè)。2、使用與維護(hù)保養(yǎng)1）游車(chē)在使用前及使用過(guò)程中，應(yīng)經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)故障，立即排除。2）在使用期間，滑輪軸承發(fā)出噪音和由不平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)造成的滑輪抖

16、動(dòng)，表明軸承的間隙過(guò)大，應(yīng)及時(shí)更換磨損了的軸承。3）滑輪槽應(yīng)定期檢查，當(dāng)滑輪槽半徑磨損至規(guī)定的滑輪槽半徑數(shù)值時(shí)，應(yīng)該更換滑輪。5）潤(rùn)滑 用油槍向軸兩端油杯注入潤(rùn)滑脂，每周一次 第26頁(yè)，共34頁(yè)。四、大鉤1、大鉤結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1）DG-350、DG-315大鉤這兩種大鉤結(jié)構(gòu)相同，DG-350大鉤主要配備于ZJ45J鉆機(jī)和ZJ45鉆機(jī)，DG-315大鉤主要配備于ZJ50/3150L和ZJ50/3150DZ鉆機(jī)。其結(jié)構(gòu)如圖，主要由鉤身、筒體、鉤座、負(fù)荷彈簧、鉤桿、側(cè)鉤、吊環(huán)、安全鎖緊裝置和轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊裝置等組成 第27頁(yè)，共34頁(yè)。第28頁(yè)，共34頁(yè)。鉤身 是鑄鋼件，其上部中空并加工有左旋螺紋，與下筒體聯(lián)接，并用止動(dòng)塊防松，構(gòu)成大鉤的主鉤部分安全鎖緊裝置 由安全銷體（鉤舌）、安全鎖塊、安全插銷和彈簧等組成。安全銷體通過(guò)銷軸連接在鉤身上，并可繞銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其功用閉鎖水龍頭提環(huán)。安全鎖塊通過(guò)銷軸連接在安全鎖體頂部，并可繞銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)，安全插銷在彈簧作用下始終頂在安全鎖塊上，使安全鎖塊始終處于鎖緊位置。第29頁(yè)，共34頁(yè)。轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊裝置 主要由制動(dòng)輪、制動(dòng)