钻机的驱动与传动资料重点

2020/10/27
石油钻采机械Baidu Nhomakorabea
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石油钻采设备 第一节 概 述
钻机有绞车、转盘、钻 井泵三大工作机组，为适 应石油钻井工艺过程的要 求，各工作机组具有不同 的负载特点和运动特性。
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钻机的驱动与传动
钻头
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石油钻采设备 第一节 概 述
钻机的驱动与传动
驱动设备：或称动力机组，提供
钻机的驱动与传动
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
R Vm ax 5 ~ 10 V m in
(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。
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钻机的驱动与传动
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ZJ45J 钻机传动图
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钻机的驱动与传动
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：
驱动。
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。
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第一节 概 述
钻机的驱动与传动
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。
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。
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石油钻采设备 第一节 概 述
钻机的驱动与传动
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。
1、国产ZJ50D电动钻机属此类型：转盘、绞车共用一组电动机驱动，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。
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钻机的驱动与传动
2、转盘对驱动传动的要求
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。
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钻机的驱动与传动
2．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）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。
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石油钻采设备 第一节 概 述
钻机的驱动与传动
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。
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3、泥浆泵对驱动传动的要求
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。
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钻机的驱动与传动
第五讲 钻机的驱动与传动
一、 概述 二、 柴油机直接驱动机械传动钻机 三、 柴油机加液力驱动机械传动钻机 四、 电驱动钻机
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钻机的驱动与传动
第一节 概述
一、工作机的负载特点及对驱动特性的要求； 二、典型驱动方案； 三、驱动设备的特性指标； 四、钻机驱动类型
泵对驱动传动的要求是： 1）动力机要有足够的过载能力； 2）动力机具有一定的柔特性（R＝1.3～1.5）。
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第一节 概 述
二、典型驱动方案
单一驱动
钻机典型驱动方案
统一驱动
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1.单独驱动方案
分组驱动
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
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。
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石油钻采设备 第一节 概 述
各工作机需要的动力和运动，包括柴 油机和电动机。
传动系统：将动力机和各工作机
联系起来，把动力和运动传递并分配
钻头
给各工作机。
选择什么样的驱动设备和传动方案的原则： 1、满足钻井工况需要（满足各工作机组的需要）；2、要安全可靠经济实用。
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