(游车.大钩.转盘)讲义
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HZ19-3/2项目游车、大钩、转盘培训讲义
2004年5月
前言
YC 450游车、DG 450大钩和ZP 375转盘是钻机的重要部件。
为了使油田有关操作人员熟悉和掌握它们的使用维护方法,本讲义主要依据它们各自使用维护说明书的内容,分别对它们作了介绍。
详尽的内容可参见相关使用维护说明书。
在使用时所需的关于配套设备(或部件的)结构参数和使用维护等项内容以及相关的资料,详见配套设备的使用说明书和其他有关的技术文件。
在使用游车、大钩和转盘以前,参与此项工作的管理人员、技术人员和操作者必须仔细阅读使用维护说明书及与这些设备有关的说明书和相关资料,了解并熟悉所有的细节,此外还要具备相应的安全操作知识和技能。
全部的管理工作和具体操作还应按照本系统、本单位相关的规章制度要求执行。
目录
第一章YC450游动滑车 (1)
一、用途 (1)
二、技术参数 (1)
三、结构说明 (1)
四、使用、维护与保养 (2)
五、运输和贮存 (3)
第二章DG450大钩 (4)
一、用途 (4)
二、技术参数 (4)
三、结构说明 (4)
四、使用和维护保养 (6)
五、润滑 (7)
六、包装、运输和贮存 (7)
第三章ZP375转盘 (7)
一、用途 (7)
二、技术参数 (7)
三、结构特点 (8)
四、安装与调整 (9)
五、操作与使用 (10)
六、维护保养 (10)
七、常见故障及其排除 (11)
八、运输与贮存 (12)
九、ZP 375转盘附图 (12)
第一章 YC 450游动滑车
一、用途
游动滑车是钻机起升系统的组成部分。
它与天车、大钩、水龙头、吊环等配套使用。
在钻井过程中,主要用于悬吊和起下钻杆柱、更换钻头、下套管等作业。
二、技术参数
1. 型号YC 450
2. 最大钩载4500kN (500tons)
3. 滑轮数 6
4. 滑轮外径φ1524 mm (60 in)
5. 适用钢丝绳直径38mm (11/2 in)
6. 外形尺寸(长×宽×高) 3110×1600×840 (mm)
7. 理论重量8740kg (19269 lbs)
三、结构说明
YC 450游动滑车(见图一)主要是由吊梁、滑轮、滑轮轴、侧板组、侧护板、提环和提环销等组成。
吊梁通过吊梁销连接在侧板组的上部,吊梁上有一吊装孔,用于游动滑车的整体起吊。
滑轮由双列圆锥滚子轴承支承在滑轮轴上,每个轴承都有单独的润滑油道,可通过安装在滑轮轴两端的油杯分别进行润滑,滑轮槽是按照API 8A规范加工制造的。
为最大限度地抵抗磨损,滑轮槽都进行了表面热处理。
图一YC 450游车结构
1、吊梁
2、滑轮
3、滑轮轴
4、侧板
5、下护板
6、侧护板
7、提环销
8、提环
为防止泥浆等污物进入游动滑车内部,在游动滑车两侧装有侧护板。
侧护板通过护罩销及丝堵与侧板连接起来。
为防止钢丝绳跳绳,在侧板组上还焊有下护板,保证钢丝绳安全工作。
提环由两个提环销牢固地连接在两侧板组上。
提环与大钩连接部分的接触表面半径符合API 8A规范。
提环销的一端用开槽螺母及开口销固定着,当摘挂大钩时,可以拆掉游动滑车的任何一个或两个提环销。
四、使用、维护与保养
游动滑车在工作期间应经常仔细检查以下各项:
1、轴承在使用前及工作期间是否按规定加注好润滑脂。
轴承应每周加注两次ZL-3锂基润滑脂。
2、轴承应运转正常,无任何异常噪音。
轴承温升不得大于40℃,最高温度不超过70℃。
3、在使用过程中,轴承发出噪音及由不平稳运动造成的滑轮抖动,是双列圆锥滚子轴承间隙增大的结果。
轴承润滑不当会导致磨损的加剧。
滑轮不稳和抖动会降低钢丝绳的寿命。
为了避免事故,应及时更换磨损了的轴承。
4、滑轮转动是否灵活,有无阻滞现象。
5、如果侧护板变形会影响滑轮的正常转动,应按要求校正侧护板的形状。
6、如果滑轮边缘破损,钢丝绳就可能跳出滑轮槽,使钢丝绳发生剧烈跳动,损坏钢丝绳,所以在这种情况下应及时更换滑轮。
7、滑轮槽表面如果产生波纹状的沟槽,则当滑轮组启动或制动时,会对钢丝绳起挫削作用而造成严重磨损。
发现这种危险迹象时,应将轮槽重新车光或更换滑轮。
在更换滑轮时,应落实新滑轮的材质是否具有能承受预定负荷足够的强度。
8、滑轮槽形状对钢丝绳寿命有很大影响,应经常检查滑轮槽的磨损情况,定期用专用样板进行检验。
当滑轮磨损,小于所允许的最小半径时,应进行修复或更换,见表1 。
样板的制作与使用可参照API RP 9B的规定。
表1 规定的滑轮槽底半径
9、本游动滑车承受最大载荷时,应在不低于-18℃环境温度下使用,如要在低于此温度下使用时,必须对材料低温性能给予确认,并采取必要的防护措施。
五、运输和贮存
1、游动滑车整体裸装发运。
吊装时用起重机吊挂游动滑车吊梁上的吊装孔,严禁直接在地面上拖拉。
2、贮存时,应将产品表面清洗干净,滑轮绳槽处涂抹润滑脂,各轴承加注润滑脂。
3、游动滑车应存放在干燥通风、无腐蚀的仓库内,严禁日晒、雨淋。
第二章 DG 450大钩
一、用途
大钩是重要提升设备,其与同级别的游车、水龙头、吊环等配套,主要用于钻井过程中悬吊和起下钻柱,更换钻头,下套管以及在轻度卡钻或遇阻时排除事故。
二、技术参数
最大钩载4500 kN( 500 tons)
主钩口直径Φ180 mm
副钩口直径Φ120 mm
弹簧工作行程200 mm
弹簧负荷:
工作行程开始时3060 kg
工作行程终止时5650 kg
主钩口开口尺寸220 mm
钩身旋转半径510 mm
外形尺寸(长×宽×高)2953×890×890(mm)
重量3496 kg
三、结构说明
DG 450大钩的钩身、提环、提环座等主承载件均采用特种合金钢材料制成。
具有良好的机械性能和较高的承载能力。
提环与提环座采用销轴连接,筒体与钩身采用左旋螺纹连接,钩杆与提环座组焊在一起,使钩身与筒体可绕钩杆回转或沿钩杆上下运动。
筒体内装有内
外弹簧,起钻时,能使立根松扣后向上弹起,同时,筒体内特殊的结构,使筒体和钩身空腔内的机油具有良好的液力缓冲功能,从而又可以消除卸扣后钻杆的反弹振动,使钻杆接头螺纹不受损坏。
轴承采用推力滚子轴承,靠筒体和钩身空腔内的机油润滑。
筒体上端装有磨擦定位装置,大钩空载或提升空吊卡时,磨擦盘与提环座之间的磨擦力可阻滞钩身的转动,以免吊卡转动,便于操作;当悬挂钻杆柱时,磨擦盘与提环座间不再有磨擦力,钩身可任意转动,避免发生游车转动现象。
大钩的制动机构可将钩身在360°范围内每隔45°锁住。
把“止”端的手把向下拉时,钩身锁住,不能转动;把“开”端的手把向下拉时,解除制动,钩身可任意转动。
钩舌装有闭锁装置,水龙头提环挂入后,钩身可自动闭锁,避免水龙头提环脱出。
图二 DG 450大钩
1、提环
2、提环销轴
3、提环座
4、上筒体
5、下筒体
6、钩体
7、钩杆
8、摩擦盘
9、外弹簧 10、内弹簧 11、轴承 12、制动机构 13、钩杆螺母 14、安全锁舌 15、销轴
四、使用和维护保养
1.大钩使用前的检查:
⑴提环销轴两端的螺母及开口销是否牢靠;
⑵副钩上的螺栓是否拧紧;
⑶安全舌的掣子是否灵活可行;
⑷磨擦盘、安全销、顶杆、掣子的润滑情况;
⑸钩身悬挂微量载荷后用手转动钩身是否灵活;
⑹制动机构的“开”“关”是否灵活、可靠;
⑺筒体内机油油质、油位;
⑻大钩在水平及垂直位置时,各密封处是否漏油。
2.大钩的使用
⑴钻井时,用操作杆将制动机构“止”端的手把向下拉,使钩身锁住,防止水龙头回转;
⑵起下钻时,用操作杆将制动机构“开”端的手把向下拉,使钩身可以转动,防止钢丝绳打扭;
⑶挂水龙头时,用操作杆将安全舌上部的掣子向下拉,使安全舌打开,挂入水龙头提环后,应检查掣子是否已锁闭好,以防水龙头提环脱出。
3.维护保养
⑴大钩在承受较大冲击负荷后(如碰撞、顿钻、事故等)应立即检查各受力部位,(钩身、主钩口、副钩、提环、提环销等)必要时应采用探伤检查,确认无异常情况后方可继续使用;
⑵钩身、提环、提环座、筒体等不得随意气割、焊接。
⑶定期检查提环、提环销、提环座、钩身各受力区域,发现裂纹等情况应立即停止使用。
⑷副钩吊耳部位最容易磨损,应注意测量吊耳磨损最严重点的深度,当磨损量达到12mm时应迅速送修。
⑸本大钩承受最大载荷时,应在不低于-18℃环境温度下使用,如要在低
于此温度下使用时,必须对材料低温性能给予确认,并采取必要的防护措施。
五、润滑
1.筒体上部密封盘、安全舌销轴、顶杆、掣子采用2号锂基润滑脂润滑(或ZL-3锂基润滑脂),每周加油一次。
2.筒体内的轴承、衬套等采用20#机油润滑,加油量约15 升。
加油时,让大钩空负荷垂直悬挂,同时打开筒体上的两个丝堵,使干净的机油从一个油孔流入,直到油位到达对面油孔位置为止。
3.定期检查机油的质量,发现有变质或浑浊等情况应立即更换,建议每10个月检查一次。
六、包装、运输和贮存
1.大钩单台裸装整机发运,搬运及安装时应使用起重机吊装,严禁在地面上拖拉。
2.大钩应放在干燥通风无腐蚀物质的仓库内。
使用过的大钩应将外表面的油污清干净,长期封存时还应将筒体内的机油及沉淀物清理干净,各表面涂以防锈油。
第三章 ZP 375转盘
一、用途
转盘在钻井作业时,通过一对锥齿轮副实现减速,使转台获得一定范围内的转速和扭矩输出,驱动钻具进行钻井作业;在起下钻和下套管时,转盘悬挂管柱。
二、技术参数
型号ZP 375
转盘通孔直径952.5 mm (371/2 in)
最大静载荷5850 kN
最高工作转速300 r/min
齿轮传动比 3.56
转盘中心到输入链轮第一排齿(内侧)中心之距离1353mm(531/4 in)
外形尺寸(长×宽×高) 2415mm×1810mm×718mm
重量8000 kg
三、结构特点
转盘主要由主补心装置、转台装置、锥齿轮副、输入轴总成、锁紧装置、底座、上盖等零部件组成。
锥齿轮副采用螺旋锥齿轮,传动平稳,接触应力小,承载能力高,大小锥齿轮均由高合金钢经热处理制造而成,锥齿轮副的啮合间隙可由主轴承下部和输入轴总成轴承套法兰端的垫片13、11.6来调整。
转台装置是转盘用以输出转速和扭矩的旋转件,其主要由大锥齿圈9.2,转台9.1,主轴承9.9,下座圈9.4等零件组成,转台通孔直径符合API 7K的规定,大锥齿圈与转台紧配合装在一起,主轴承采用主辅一体式结构的角接触推力球轴承,其既可承受最大钻柱和套管柱负荷,也可承受钻井和起下钻时来自井下向上的冲击负荷,结构更为紧凑,下座圈与转台用螺栓连接起到支承主轴承下座圈的作用,垫片9.6、9.7、9.8可调整主轴承的轴向间隙,转台装置由主轴承支承在底座内,并用钩头螺栓9将主轴承中座圈与底座相连。
输入轴总成是转盘动力的输入部件,其为筒式结构,由轴承套11.4,轴承11.19,11.20,输入轴11.3,小锥齿轮11.1等零件组成,输入轴由一个向心短圆柱滚子轴承和一个向心球面滚子轴承支承在轴承套内,该轴总成装于底座内,输入轴的轴端直径,键槽各尺寸均符合API 7K中5号轴头的规定。
底座2是采用铸焊结构的刚性矩形壳体,其可承受最大静负荷,其内腔有润滑油池,在底座内设有左、右两个曲拐式锁紧装置,可将转台在正、反两个转向锁住,以适应采用井下钻具钻井或特殊钻井作业时承受反扭矩的需要。
上
盖1是用花纹钢板焊接而成的矩形面板,其用内六角螺钉固定在底座上。
主补心装置10为剖分式结构,其内孔装入API 3号补心装置后可使用51/
4四销驱动滚子补心进行钻井作业,主补心装置与转台、API 3号补心装置均采用制动块5相联。
转盘的齿轮、轴承采用飞溅润滑;锁紧装置的销轴采用脂润滑。
转盘的转台与底座之间的动密封采用迷宫式密封,输入轴与轴承盖之间的动密封采用弹簧密封圈密封,其余静密封均采用O型密封圈密封。
转盘输入轴端的传动方式通常为链轮和法兰两种,HZ19-3/2项目ZP 375转盘采用的是法兰传动。
四、安装与调整
1、安装
转盘安装于钻机钻台底座的转盘梁上,上盖与台面平齐为宜。
就位找正后,用销轴和别针固定好即可。
2、调整
转盘在安装时应按表2的要求调整。
表2 转盘安装时的调整
五、操作与使用
1、主补心装置与转台、补心的锁紧:销子32端部箭头的指向与制动块弹的舌部相一致,当销子端部箭头指向转台、补心时则表示主补心装置与转台补心锁紧,反之则表示主补心装置与之分离。
2、转台的制动:锁紧装置是用于使用井下钻具钻井或特殊作业锁定转台以承受反扭矩,进行钻井作业时,其应处开启位置;需制动转台时,用低速挡驱动转台,提起操纵杆29将左或右制子25、26送入转台的凹槽内,操纵杆手柄在前端(靠井眼)为制动,在后端(靠输入轴头)为打开。
注意:
3、转盘与滚子补心的配套使用方法:
下2 3/8~8 5/8套管时,在主补心装置中直接装入API 3号补心。
下9 5/8~10 3/4套管时,在主补心装置中直接装入API 2号补心。
下11 3/4~13 3/8套管时,在主补心装置中直接装入API 1号补心。
下18 5/8~20套管时,取出主补芯装置然后装入API 0号补心。
六、维护保养
1、润滑
1.1 转盘的锥齿轮副、轴承为飞溅润滑,使用加10% 4号防锈复合剂的90号硫磷型极压工业齿轮油(按油标尺),每两个月更换一次,油位应以停车5min 后的液面为准,当油位降至或低于油标尺下限时则应补充润滑油,加油量一般以接近或达到油标尺上限为宜,润滑油过量则会引起转台下迷宫密封处的泄漏现象。
1.2 转台锁紧装置的销轴为脂润滑,润滑位置见图三。
在使用前应确认已注满2号锂基润滑脂。
2.1 每班检查一次油位、油温、油质是否正常。
2.2 每班检查一次输入轴上的弹簧密封圈,下迷宫密封是否有泄漏现象。
2.3 每班检查一次转盘运转的声音及振动是否有异常。
2.4 每班检查一次转台锁紧装置是否灵活可靠并处于作业所需的位置。
2.5 每班检查一次补心锁紧销子和制动块的转动是否灵活可靠。
3、定期维护检查项目
3.1 每完成一口井应检查一次连接螺栓6、7、9、10有无松动,松动则应以690N.m 的力矩上紧。
3.2 每完成一口井应检查一次输入链轮有无轴向窜动,松动者则应上紧轴端压板螺钉。
3.3 每完成一口井应检查一次输入链轮轮齿的磨损及变形情况,磨损或变形较大时应予以更换或修复。
3.4 每完成一口井应检查一次补心装置的磨损及变形情况,磨损或变形较大时应予以更换或修复。
3.5 建议转盘累计钻井进尺达90000m~100000m时,应对锥齿轮轮齿、轴承滚道的磨损及点蚀情况进行检查,达到相关标准者应予以更换。
七、常见故障及其排除
转盘常见故障及处理方法如表3所示:
表3 转盘常见故障及处理方法
八、运输与贮存
转盘运移时应使用起重运输工具和设备,并且只能从底座四角的吊装孔进行吊装,不允许直接在地面上拖拉。
转盘停车使用时间超过两个月时应采取贮藏保养措施。
首先将转盘底座上的丝堵12旋下排空润滑油并清除油池内的污物,对齿轮、轴承、转台、输入轴总成、补心装置等零部件予以清洗,然后在各零部件的表面及配合面涂以防锈油脂,对运动部件的配合间隙应用防锈油脂予以填封,转盘长期贮存时应置于干燥、通风、无腐蚀性物质的仓库内并定期防锈检查。
九、ZP 375转盘附图
图六转盘输入轴总成
图七转盘转台装置。