第二章 起下钻工作和游动系统

又由于A 面积OABC 面积OAB C 即N 平T起 NTmin Tmin 所以 ，这里Tmin 为100 %利用功率时起升全部立根所耗的最少时间。 N T起 由此可见，越高可保证T起 越少，因此提高的目的就在于加速起钻。 N平
3、一定挡数k可能达到最大功率利用率
平 min 起
第三节 天车和游车
一、天车和游动滑车的技术规范（见P26、27表）
⒈ 钻机游动系统的组成 钻机游动系统主要由井架、天车、大钩和游动系统及钢丝绳等设备组成。天车是固定 在井架顶部的定滑轮组、游车是动滑轮组，二者用钢丝绳联系起来形成复滑轮系统， 在井架内部作上下往复运动，以减轻钢绳载荷，从而大大减轻钻机绞车在钻井各个作 业中的负荷。 ⒉ 游动系统命名 游动系统是根据游车（m）和天车（m+1）的滑轮数命名的。 ⒊ 天车、游车、大钩的型号 □ □ □ 变型序号：用阿拉伯数字表示，原型不标 产品级别：以10KN为单位的最大载荷 产品名称代号：TC— 天车、YC—游车、 DG—大钩 ⒋ 游动系统设备基本参数 见P26 -27表2—2和表2——3
天车
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三、天车的维护保养（见P27）
天车和游车组成提升系统的滑轮系。作为定滑轮的天车改变力的方向，作为动滑 轮的游车起省力作用，减轻绞车的负荷，从而使提升系统获得很大的机械效能。
天车一般是多个滑轮装在同一根芯轴或两根轴心线一致的芯轴上。现在的天车大 都是滑轮通过滚柱轴承装在一根芯轴上。芯轴一般是双支承的，轴的直径较大，芯轴 的一端或两端有黄油嘴，芯轴里有润滑油道。润滑脂从黄油嘴注入，以润滑轴承。常 用的天车有TC—135、TC—130、TC—350、GF—400、TC—450、TC4—315等。 在天车工作前，必须有专人检查天车轮的灵活性。各滑轮的转动应灵活，无阻滞 现象。当转动一个滑轮时，其相邻滑轮不应随着转动。所有连接必须固定牢靠，不得 有松动现象。各滑轮轴承应定期逐个注满润滑脂。天车轴及天车层底座应固定牢靠； 护罩和防条绳应齐全完好，固定牢靠。当出现顿钻或提断钻具等事故时，应仔细检查 钢丝绳是否跳槽。滑轮槽严重磨损或偏磨时，应视情况换位使用或更换滑轮。轴承温 度过高、发出噪声或滑轮不稳和抖动时，应及时采取降温措施和更换润滑脂或更换磨 损的轴承。滑轮有裂痕或轮缘缺损时，严禁继续使用，应及时更换。
学习本章的具体要求：
1、掌握起下钻步骤和游动系统的结构组成 2、明确钻机游动系统钢丝绳与滑轮的运动情 况 3、了解钻机起升时间和功率利用率 4、掌握天车、游车和大钩的结构以及维护保 养
第一节 起下钻操作和游动系统工作分析
一、起下钻操作和时间
1、起钻过程操作 2、下钻过程操作 3、起下一根立根的时间
第四节
大钩
大钩既是钻机游动系统的主要设备， 又是连接水龙头和游动系统的纽带。 一、大钩的功用及工艺要求 1、大钩的功用 2、钻井工艺对大钩的要求
二、大钩的结构
• 大钩是提升系统的重要设备，它的功用是在正常钻进时悬 挂水龙头和钻具，在起下钻时悬挂吊环起下钻具，完成起 吊重物、安放设备及起放井架等辅助工作。目前使用的大 钩有两大类。一类是独立大钩，其提环挂在游车的吊环上， 可与游车分开拆装，如DG—130型大钩；另一类是将游 车和大钩做成一个整体结构的游车大钩，如MC—400型 游车大钩。为防止水龙头提环从大钩中脱出，在钩口处装 有安全锁体、滑块、拔块、弹簧座及弹簧等构成的安全锁 紧装置。为悬挂吊环和提放钻具，钩身压装轴及挂吊环轴 用耳环闭锁，用止动板防止两支撑轴移动。钩身与钩杆用 轴销连接，钩身可绕轴销转一定角度。
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四、游车滑车的结构
• ⒈ 游车的结构 ：主要由横梁、左右侧反转 组、滑轮、滑轮组、销座（钢板）、下提 环（吊环）、护罩等组成。 • ⒉ 游动滑车的技术规范 （ 表2—3 ） • ⒊ 使用与维护保养 （重点）
游 车
游车特点： ⑴符合 API 8C 规范，并 拥有 API 会标使用权。 ⑵滑轮轮槽经淬火处理， 耐磨损，寿命长。 ⑶符合行业标 准 SY/T5527 要求 ⑷滑轮与轴承和配套的天 车可互换。

五、游动滑车的维护与保养（见P31）
• 形状为流线型，以防起下时挂碰二层台上的外伸物。同时，游车要保证
一定的重量，以便它在空载运行时平稳而垂直地下落。现在，钻机各型游车 都是一根芯轴，滑轮在轴上排成一列，其结构与天车相似。常用的游车有 TC—135、YC—130、YC—350、MC—400、YC—450、YC—315等。
天车特点： ⑴天车系列设计及制造符 合 API4F 及 8C 规范，并拥有 API 会标 使用权。 ⑵行业标准符合 SY/T5527 要求。 ⑶滑轮绳槽经淬火处理，耐磨损，寿命 长。 ⑷为防止钢丝绳跳槽或脱落，设有挡绳 棍或卡绳槽， ⑸设有防碰缓冲木，并带防护网。 ⑹设有供天车维修使用的起吊架。 ⑺可按用户要求配置捞砂滑轮和辅助滑 轮组。 ⑻天车滑轮及轴承可以与其配套的游车 互换。
• 在游车工作前，应检查各滑轮是否旋转灵活及各连接部件是否紧固。在
工作时，因为每个滑轮转动圈数不一，滑轮应定期“掉头”使用，以使滑轮 的磨损情况趋于平衡。每周应将游车直放到钻台上仔细保养一次。保养时应 检查下列内容：各条油路是否通畅；钢丝绳是否碰磨护罩；各固定螺栓有无 松动；焊接钢板的焊缝有无裂纹等。各轴承应每周注润滑油一次，注油时注 至少量油脂挤出轴承外面为止。冬季，在寒冷地区，应使用防冻润滑脂。搬 运游车时，应用起重机吊挂上横梁顶部的游车鼻子，不允许放在地面上拖运。
二、机动起升时间
所谓机动起升时间是 指绞车卷扬起升立根所用 的时间。 注意区别以下说法的含义： 1、第i挡起升速度Vi起升一 根立根所用的理论机动起 升时间：
t 起i
l Vi
2、速度系数λ：
Vi V i平
每一挡在起升一根立根中大钩起 升速度图 见P23
3、第i挡起升速度Vi起 升一根立根所用的实 际机动起升时间为： 4、第i挡起升速度Vi起 升Si个立根所用的实 际机动起升时间为：
N 10 3 G0 yi Vi ql ql
那么，各挡所起的立根 数为：
S I y i y i 1
N 10 3 ql
1 1 V V i 1 I
最高挡所起立根数为：
一个例题： P22 具体进行分析
N 10 3 G0 S k yk Vk ql ql
第二节 起升时间和功率利用率
一、绞车各挡起重量Qi和各 挡所起立根数Si的确定 1、在一定绞车功率和一定起 升挡速度下，绞车各挡可 能起升的载荷为： 2、参考图2—2，则绞车各 挡可能起升的载荷写为： 3、由此两公式可以得出任意 挡所能起的立根数为：
N 3 Qi 10 Vi
Qi yi ql G0
P P1 P2 ...... Pz P / 设为一个绳轮的效率，则有 P P1，P1 P2， Pzn1 Pz .......
Q游 1 1 Z 由于P 所以游动系统效率 游 z 游 Z 1


⑶ 大钩下钻时
• 各绳的拉力:
P P1 P2 ...... Pz 1 Pz 设为一个绳轮的效率，则有 P P1 P2 2 ....... Pz 1 Pz z
明确： 1、大钩起升功率利用率为：
大钩实际利用的功率N / 理论全功率N
2、大钩起升功率利用率φ与实际机动起升时间T起的关系 为：φ越高可保证T起 越少，因此提高φ的目的就在于 加速起钻。这是因为
如图2-5
N平 N N 平 代表a，b，c，d，e，f，g，h各点的平均功率； N指大钩的实好耗功率，即N N N 卡 由图2 5知，若A为起升功，则有 N平 A A ，于是 T起 NT起 ,
k , k 1 结论：只有当起升速度分配的合理时才能达到 max ，挡数越多则 max 越高， max 但k 8以后 max 增长的越来越不明显。
四、起升发动机功率利用率ψ
区别：大钩起升功率利用率φ和起升发动机功 率利用率ψ。 见P25 K 几点结论： （1）由于 NN TT ，φ越高可保证T起 越少， 因此提高φ的目的就在于加速起钻。 （2）起升系统发动机的功率利用率ψ的高低 取决于下列因素： P28
t t 起 t吊 t 下 t 手
式中字母含义见P18
二、游动系统钢丝绳与滑轮力学分析（了解）
运动分析： 如图P19 （1）钢绳速度 (i-1)V (当i为奇数时 ) Vi= V iv (当 i为偶数时 ) V——大钩的速度；i——死绳端开始数的有效绳数 （2）游动系统滑轮的切向速度 Vi 和转速 n i
注意：Z越多，η游越低 为什么？
Z 1 Z 1
Z ' 游
1 Z 游 Z 1


游

' 游
' 游

z 1
2
Z Z 1 1 Z


作业
1、写出起下钻操作步骤。 2、填空 ①游动系统的效率主要取决于 ， 它越多，效率越低。 ②在起钻过程中，快绳一侧的滑轮转 速要比死绳一侧的 。（高或低） ③钢绳工作一段时间后，应从 端储绳卷筒中放出新绳，再从滚筒上斩段 断一段钢绳重新固定好。
以获得马氏体组织的热处理工艺。其目的是提高钢的硬度、强度和 耐磨性。
种热处理工艺。其目的是为了消除淬火内应力，降低脆性，稳定工 件的尺寸；调整硬度，提纲塑性和韧性，获得工件最终所需要的力 学性能。
回火——是将淬火钢重新加热到某一温度，保温后冷却下来的一
衡量金属硬度的方法：布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRC）、维氏 硬度（HV）
二、天车的结构
• ⒈ 天车的组成：天车主要由天车架（天车底座）、滑轮组和辅助滑 轮等组成。 • Ⅰ 滑轮轴共线，却各滑轮相互平行
• ⒉ 天车的结构形式