鉆井絞車原理及結構
一、概述:絞車是起升系統(tǒng)的重要設備,也是一部鉆機的核心設備,是鉆機的三大工作機之一。
1、絞車的功用
1)在鉆進過程中懸掛鉆具,送進鉆柱、鉆頭,控制鉆壓。
2)在起下作業(yè)中起下鉆具和下套管。
3)利用絞車的貓頭機構緊、卸鉆具絲扣和起吊重物。
4)作為轉(zhuǎn)盤的變速機構和中間傳動機構。
5)對于自升式井架鉆機,用來起放井架。
6)利用絞車的撈砂滾筒,進行提取巖心筒、試油等工作。
二、現(xiàn)代絞車的結構方案
鉆井絞車種類繁多,但最能體現(xiàn)其結構特點的是絞車中軸的數(shù)目,下面按絞車軸數(shù)對各種絞車進行簡單歸納和分析。
1、單、雙軸絞車:最初鉆機的絞車是單軸絞車,這種絞車僅有一根滾筒軸,絞車的變速由絞車前邊獨立的一臺四檔-倒檔的齒輪變速箱實現(xiàn),這種絞車的特點是,貓頭轉(zhuǎn)速偏高,位置過低,操作不方便。為了克服單軸絞車的缺點,而研制了雙軸絞車,即把貓頭單獨裝配在一根軸上,就成了雙軸絞車。單、雙軸絞車一般適用于淺井或中深井。
2、三軸和多軸絞車:為了滿足深井和超深井鉆井的需要,三軸和多軸絞車相繼問世,四軸以上的絞車為多軸絞車,現(xiàn)代重型和超重型絞車屬于此種類型的絞車。如大慶Ⅱ型鉆機絞車JC-14.5和ZJ40/2250CJD鉆機的JC40-3都是三軸絞車。ZJ45J和ZJ45L鉆機的JC-45是五軸絞車。
3、獨立貓頭軸-多軸絞車:由于重型和超重型絞車外形尺寸大、重量大(一般20-30噸)、搬家安裝困難,尤其是現(xiàn)代深井和超深井鉆機鉆臺較高(一般6-11米),為了避免絞車上高鉆臺非自升式井架),近年來又研制了獨立貓頭軸-多軸絞車。此種絞車的結構方案為:①獨立貓頭軸和轉(zhuǎn)盤傳動裝置構成一個單元,置于鉆臺上,擔負接、卸鉆具絲扣和提升一般重物,還可充當轉(zhuǎn)盤中間傳動裝置。②主絞車置于鉆臺下面后臺上或聯(lián)動機底座上,擔負起、下鉆具、下套管、處理事故等提升任務,可避免長的上鉆臺鏈條。此種絞車的滾筒、貓頭機構以及轉(zhuǎn)盤都單獨有各自的檔速、制動機構,這樣它們能根據(jù)所需,獲得較優(yōu)的工作特性。ZJ32J-1、ZJ50/3150L、ZJ40/2250JLD、ZJ70/4500LD等鉆機的絞車均屬于這種類型。
4、電驅(qū)動絞車:由于直流電驅(qū)動和交流變頻電驅(qū)動鉆機的問世,結構更為簡單的電驅(qū)動絞車應運而生。此種絞車利用直流電機或交流變頻電機為動力,分別驅(qū)動滾筒軸和貓頭軸。因電動絞車的結構較簡單,一般貓頭軸不分設單元,和主絞車構成一整體。
三、絞車基本參數(shù)