石油钻采设备

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1、一、工作机的负载特点及对驱动特性的要求：1．绞车理论功率曲线：QV＝C是理想功率曲线,即图中曲线1工作特点:绞车的载荷曲线是沿曲线2？*实际功率曲线：曲线3是分级变速时的曲线，可见功率利用不充分，阴影三角面积是未被利用的功率。绞车对驱动传动的要求是：(1)能无级变速，以充分利用功率，速度调节范围(2)具有短期过载能力，以克服启动动载、振动冲击和轻度卡钻。(3)绞车工作时起停交替，要求动力传动系统有良好的启动性能和灵敏可靠的控制离合装置。综上，绞车驱动需要的是具有恒功率调节、能无级变速并具有良好启动性能的柔性驱动。

2、2、转盘对驱动传动的要求1)在钻井过程中，为适应不同的岩层，转盘的转速需要较大范围的调节。2)在处理井下事故时，还要求微调转速，并且能够倒转。3)当偶然卡钻时，需要设置限制力矩装置，达到限定力矩值时能自动停止旋转，具有过载保护能力。转盘对驱动传动的要求是：1）要有一定的柔特性，调速范围较宽，R＝5～10；2）能倒转、能微调转速以处理各种事故；3）能够无级微调，有限制扭矩装置，防止过载扭断钻杆速。转盘配备的功率是一定的，具有恒功率调节、能无级变速的柔性驱动、能充分利用功率。但钻井工艺有时要求恒转矩调节。3、泥浆泵对

3、驱动传动的要求正常工作时，在不会造成井壁冲蚀的前提下，为了提高钻进速度，要充分利用泵的功率。在理想情况下，泵的排量与泵压的关系曲线为一双曲线。但在实际操作中，钻井泵在一定的冲次下工作，为使泵不至于超载，通常采用换缸套的办法。在处理井喷事故时，有时要求微调泵的排量。为此要求动力传动系统具有一定的调速范围，R＝1.3～1.5即可满足要求。钻井泵一般为无载启动，启动不频繁，对启动转矩、超载能力的要求低于绞车，但为了克服钻井过程中可能出现的蹩泵，要求动力传动系统具有短时过载能力。泵对驱动传动的要求是：1）动力机要有足够的

4、过载能力；2）动力机具有一定的柔特性（R＝1.3～1.5）。二、典型驱动方案1.单独驱动方案单独驱动：转盘、绞车、钻井泵三工作机组，各自由独立的动力机进行驱动。特点：1）传动系统简单、效率高；2）工作机间无机械形式的联系，便于钻机在井场进行平面布置；3）但装机功率利用率低，动力机不能互济。示例（见下页图）电驱动钻机大都采用如图所示的单独驱动方案，如国产ZJ50DBS、ZJ70DBS2.统一驱动方案统一驱动：首先将2～4台动力机并车，然后再统一分配并传递给转盘、绞车、钻井泵三工作机。特点：1）装机功率利用率高；2）

5、各动力机可以互济；3）驱动系统复杂，传动效率低，安装找正困难。机械钻机广泛采用统一驱动方案。示例1：三台柴油机由胶带并车统一驱动钻机ZJ45J。国产ZJ32J·2钻机也属此类型。示例2：三台柴油机—变矩器由链条并车统一驱动钻机F320—3DH。国产ZJ45链条钻机也属此类型。3．分组驱动方案分组驱动：将三个工作机分成两组，绞车、转盘为一组，钻井泵为另一组（或者绞车、钻井泵为为一组，转盘为另一组），每组由动力机(柴油机或电动机)分别驱动，也称为二分组驱动。典型示例：1、国产ZJ50D电动钻机属此类型：转盘、绞车共用

6、一组电动机驱动，钻井泵由另一组电动机驱动。2、国产ZJ45D丛式井钻机属此类型：钻台上，两台直流电动机驱动绞车，并可通过绞车去驱动转盘；钻台下，4台直流电动机二对一驱动两台钻井泵。3、国产ZJ70LDB钻机（转盘独立电驱动钻机）特点：(1)兼有统一驱动利用率高和单独驱动传动简单、安装方便的优点；(2)能满足现代深井、超深井钻机采用7～9m高钻台的需要:可将转盘和辅助绞车(猫头轴)在高钻台上，而主绞车不上高钻台；(3)能满足丛式井钻机对工作机平面布置的要求:转盘、绞车在钻台上并可随钻台一起作纵横方向的移动，而钻井泵

7、组不必移动,因此转盘、绞车同钻井泵组不能有任何机械传动方面的联系，必须进行两分组驱动。三、机械传动系统1．并车现代机械驱动钻机都采用两台以上驱动机组，因此存在并车问题。广泛采用的并车方式是：柴油机直接驱动，胶带并车传动，如ZJ32J—2，ZJ45J；柴油机—液力驱动，链条并车传动，如ZJ45。2．倒车转盘需要倒车，绞车和泥浆泵一般不需要倒车。3、变速绞车和转盘需要不同的转速，动力机不能提供所有的条速范围，必须设置一定的机械档，机械钻机需要的机械档位更多。四、柴+液力驱动—机械传动1、液力传动基本原理柴油机输出轴带

8、动离心泵叶轮旋转，离心泵从液箱吸液，沿排液口高速排出，高速流动的液体冲击涡轮叶片，使其旋转，将能量经涡轮轴输出。最大的特点：柴油机输出轴与涡轮轴没有机械连接，而是通过液体将它们联系起来，实现了动力的传递。这种依靠液体的动能实现动力传递的方式称作液力传动。2、液力传动的优点1）传动性能柔和。当负荷变化时，可以自动无级地调节速度，某些液力传动装置还能改变输出扭矩，从而能充分利