石油钻机绞车及部件的发展现状与趋势

《石油钻机绞车及部件的发展现状与趋势》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、石油钻机绞车及部件的发展现状与趋势一：钻机绞车的发展现状与趋势1.1钻机绞车概述在石油钻井领域，绞车是钻机核心部件，直接决定着钻机钻进能力。有些国家把绞车称作钻机。钻井绞车一般由动力、变速机构、滚筒、离合器、刹车等部件组成。绞车在钻井过程中具有起下钻具、下套管、控制钻进过程钻压和整体起立井架等功用，它工作特点是操作使用频繁，变速范围宽、载荷变化大。绞车有多种多样用途，这就要求绞车的结构和种类有所不同[2-3]。1.2国内钻机绞车发展现状我国钻机和国外先进水平还存在差距，主要表现在如下几个方面：(a)可靠性较差：目前国内浅井钻机主要表现在绞车变速箱故障率高，直接影响钻井

2、效率、钻井速度，增加钻井成本。(b)实用性较差：配置单一，增加了一些不必要的费用。(c)机械钻机用动力机组：调速性能差，直接影响使用和节能。选用产品单一，普遍采用济柴厂生产的柴油机。(d)电驱动钻机：电子产品质量及电系统主要部件仍依赖进口。(e)运移性差、搬家安装慢。(f)配套水平低，设备备件多，标准化程度低。(g)外观质量形状差，油漆脱落严重，没有一套严格的喷漆工艺。(h)资料不全，专用设备API认证少，安全防爆国际规范化不够。1.3石油钻机绞车发展趋势向交流变频电驱动（AC-VFD-AC或AC-GTO-AC）绞车的石油钻机是当今发展方向。与普通电驱动绞车、AC-S

3、CR-DC电驱动绞车及其它机械传动绞车相比，AC变频电驱动（AC-VFD-AC或AC-GTO-AC）石油绞车具有钻井性能好、启动平稳、过载性能强、恒功率调速范围大、功率利用率高、电动机无电刷火花隐患等独特优势，可简化绞车结构(两档、3轴或两轴和单轴、高低速离合器换档、取消辅助刹车、采用盘式刹车)、指标先进、适应性强、经济性好、可靠性高等优点，已经成为当今四大新技术之一，成为新一代石油钻机关键设备。二：石油钻机绞车盘式刹车系统现状与趋势绞车的刹车机构包括主刹车和辅助刹车。现场不止一次因刹车不可靠而发生重大六钻事故，造成设备损失、井下事故，甚至危及工人的人身安全。在现场可

4、看到，钻井过程中司钻手不离把。如果刹车机构不灵活、省力，将大大加重司钻的体力劳动强度，将来操作的不方便生产实践表明：刹车机构是钻机的重要部件，石油矿产机械工作者要充分重视。刹车按作用分为带式、块式、盘式等，石油矿产主要用带式，近年来盘式发展很快。辅助刹车主要有水刹车及电磁涡流刹车两种。水刹车结构简单，广泛用于钻井绞车上作为减速机构刹车。电磁涡流刹车是近年来发展起来的，性能好，我国已设计制造系列电磁涡流刹车，正广泛用于各级钻机[6]。盘式刹车的各项性能指标均优于带刹车，现概括如下：(a)制动效能稳定，热稳定性和水稳定性均好。(b)刹车灵敏度高，操作轻便，调整、维修方便。

5、(c)散热性能好，受力状态尤佳，比压均匀。(d)结构紧凑，刹车力矩容量大，安全性和可嚣性大大提高。带刹车由于自身结构和固有供能特性的原因，已难以适应现代钻井、修井工艺的要求。盘式刹车是取代带刹车的理想刹车系统和换代产品。2.1国内钻机盘式刹车发展应用1998年，北石所以PSZ75型深井、超深井盘式刹车为突破口，将液压盘式刹车装置设计进一步优化，形成目前的制动执行机构、液压站和操作台3大模块，以方便在新旧钻机上安装使用。制动执行机构采用先进的常开式工作钳和常闭式安全钳复合式结构，更适合钻机作业工况要求；液压系统采用冗余设计，具备双油源、双回路、多重保护功能，提高了安全性

6、和可靠性；液压站设计为全封闭的内外箱结构，外箱为防护箱，以适应油田野外施工作业环境。该液压盘式刹车装置可以实现工作制动、紧急制动、过卷保护以及驻车制动等功能，而且操作灵敏、省力、可靠，全面提高了钻机的控制精度，保证了配置盘式刹车的钻井绞车的使用安全性。经过几年的使用和改进，盘式刹车技术更加成熟和完善。目前，北石所的该项技术产品已初步形成系列。2.2  钻机盘式刹车发展趋势盘式刹车是一项推广价值极高的技术，它将会给钻井、修井设备和工艺技术带来一系列变革和技术飞跃，其技术价值、社会经济效益是显而易见。(a)刹车盘的结构改进：除有风冷和水冷结构之外，由于刹车力矩储备较大，在

7、中小型石油钻机中，有可能减少一个刹车盘，只用一个刹车盘，简化刹车结构、降低成本、提高指标。(b)刹车钳的结构改进：取消双活塞液缸和杠杆增力机构，改为两个液缸直接控制刹车块将工作刹车钳由常开式改为常闭式结构，用工作刹车钳代替紧急刹车钳。在每个刹车盘上只用一种常闭式工作刹车钳。减少品种、通用性和互换性好，易损件储备品种也大大地减少。(c)自动送钻与盘式刹车一体化技术：它具有送钻更均匀、钻井质量高、取芯率高、井眼轨迹偏斜小、经济效益好、事故少等优点。三：石油钻机绞车自动送进技术现状与趋势3.1  概述石油钻机在使用带式刹车时，司钻手扶刹把，眼看转盘和指重表