起升系統(tǒng)工作原理與設備

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1、起 升 系 統(tǒng) 工 作 原 理 與 設 備第 一 節(jié) 起 升 系 統(tǒng) 工 作 原 理 一 、 起 下 鉆 操 作 1.起 鉆 ： 換 鉆 頭 ， 取 鉆 柱 。 2.下 鉆 ： 鉆 柱 入 井 。二 、 游 系 運 動 分 析 大 鉤 速 度 ； 鋼 繩 速 度 ； 天 車 輪 的 切 向 速 度 ； 有 效 繩 數(shù) （ 除 快 、 死 繩 外 的 游 繩 數(shù) ） ； 滑 輪 直 徑 。 VV VZcD起 升 系 統(tǒng) 鉆 機 的 核 心 ： 絞 車 、 游 動 系 統(tǒng) 、 井 架 。 從 快 繩 側 死 繩 側 鋼 繩 速 度 為 大 鉤 升 高 H, 快 繩 拉 下 繩 長 為 ZXH 。天

2、 車 輪 切 向 速 度 和 轉(zhuǎn) 速 為可 見 ： 快 繩 一 側 的 滑 輪 轉(zhuǎn) 速 是 死 繩 一 側 的 Z倍 。 【 檢 修 天 、 游 車 應 將 滑 輪 及 軸 承 倒 換 ， 使 壽 命 均 衡 。快 繩 側 鋼 繩 彎 曲 次 數(shù) 是 死 繩 側 Z倍 ， 會 提 前 疲 勞 斷 絲 。 】 06 1 dZn VVV ZVVVV V n 00 60 44 11 nV DZVnZVV c， ， )60602 nDnrrV c 快 繩 死繩絞 車 三 、 游 動 系 統(tǒng) 載 荷 設 、 為 游 系 起 升 重 量 和 效 率 ， 、 為 下鉆 游 系 起 重 量 和 效 率 ， 、

3、 為 快 繩 和 死 繩 拉 力 ， 為 游 繩 的 拉 力 。1.大 鉤 靜 載 荷 游 上Q 游 游 下Q 游快P 死PZPP 1 LqQ 柱靜 10 kNL井 深 ， km； 單 位 長 度 鉆 柱 質(zhì) 量 ， kg/m。 柱q2. 游 系 靜 載 荷 游靜游 GQQ 10 kN 游 動 系 統(tǒng) 固 定 質(zhì) 量 tf（ 游 車 、大 鉤 、 吊 環(huán) 、 鋼 繩 ） 游G 3. 天 車 臺 載 荷 （ 天 車 梁 所 受 的 載 荷 ） ） （ （ 游靜車 ZGQQ 2110 kN( , 不 考 慮 傾 斜 。 )死快游車 PPQQ PPP 2死快4.當 大 鉤 靜 止 懸 重 時 ，各

4、段 游 繩 拉 力 相 等 。 死快 PPPP Z 1ZQP 游快 【 】 游靜游 GQQ 10 5 當 起 升 時 ， 各 繩 拉 力 。由 于 軸 承 的 摩 擦 阻 力 和 鋼 繩 過 滑 輪 的 彎 曲 阻 力 有 ： ZZ PPPPP 121 快 上 為 單 輪 繩 效 率 ， 則（ ； ； ； ） 1PP 快 上 21 PP ZZ PP 1 ZZPPPP 221上快因 【 】 ， 所 以 ZPPPQ 21游 上 Zi iPQ 1游 上)( 2 ZPQ 快 上游 上 等 比 級 數(shù) 和 【 】 ZP ZPP PPPPPP Z 21221 快 上快 上快 上 可 寫 為 ： 起 升 時

5、 快 繩 拉 力 ： （ 代 入 上 式 ）起 升 游 系 效 率 ： 時 和 公 式等 比 級 數(shù) 比 為快 上游 上 )1( )1( ZPQ 游游 上快 上 1ZQP 6 當 下 鉆 時 ， 各 繩 拉 力 。 【 與 起 鉆 時 相 反 ， 阻 力 幫 助 】 【 】 快PZZ PPPPP 121 快 下 1PP快 下 )111( 221 等 比 級 數(shù) 和快 下游 下 ZZ PPPPQ )1( )1( Z Z游 時 和 公 式等 比 級 數(shù) 比 為快 下游 下 1 )1(1 Z ZPQ由 于 （ 代 入 上 式 ）下 放 時 游 系 效 率 ： 結 論 ： 起 、 下 鉆 時 各 游

6、繩 的 拉 力 不 同 ， 。 游游 下快 下 ZQP ZZZ 1 )1(游 快 上P 快 下P 與 表 達 式 不 同 ， 其 值 相 近 ， 可 認 為 ， 可 以 用 于 起 或 下 鉆 游 系 的 總 效 率 ， 單 輪 效 率 。 游 游 游游 游 1 Z 游游 12 Z游2 1 Z游 )1( )1( Z Z游 起 升 游系 效 率 四 、 滾 筒 纏 繩 層 數(shù) 確 定滾 筒 外 經(jīng) ； 繩 徑 d。纏 一 層 繩 ， 中 徑 ，第 一 層 纏 繩 不 工 作 ， 利 于 排 繩 。纏 繩 ： 一 左 旋 ， 一 右 旋 。每 圈 有 3/4圈 于 槽 中 ， 則（ ） ；1/4圈

7、 跳 向 另 一 槽 ， 直 徑 重 疊 ， ；每 圈 半 徑 增 量 ：0D dDD 01 dh dh 866.0866.030cos dh 9.0141866.043 從 第 二 層 到 最 后 一 層 纏 繩 直 徑 變 化 。 滾 筒 原 始 直 徑 ： 第 一 層 直 徑 ： （ 以 鋼 繩 中 徑 計 算 ） 第 二 層 直 徑 ： （ 在 基 礎 增 加 ） 任 意 層 直 徑 ：第 末 層 直 徑 ： 0D dDD 01 ddDD 202 1D h2didDDi )1(20 dedDD e )1(20 第 二 第 末 層 ， 平 均 直 徑 為 ： 總 層 數(shù) ； 半 徑 增

8、量 系 數(shù) , 0.9 mDdeDDDD em )1(2 02 e dh dh 纏 繩 總 層 數(shù) 取 決 于 立 根 長 和 有 效 繩 數(shù) ， 纏 到 第 二 第 e層 上 ， 按 平 均 直 徑 計 算 。 從 （ 不 考 慮 第 一 層 ， 每 層 的 排 數(shù) ）代 入 得 ： 式 中 立 根 長 度 每 層 的 排 數(shù) ， ；L滾 筒 長 ， m m ； 排 繩 間 隙 ， 取 1 1.5mm。解 二 次 方 程 得 。 e Z2D eD mD)1( enDZl mnmD 0)1( 002 d nZldDed dDe l n d Lne 第 二 節(jié) 鉆 井 絞 車 一 、 絞 車 的

9、 作 用 絞 車 是 鉆 機 的 核 心 、 關 鍵 設 備 。 （ 鉆 機 三 大 機 組 ： 絞 車 、 轉(zhuǎn) 盤 、 鉆 井 泵 ） 。 1. 起 下 鉆 ， 下 套 管 提 出 鉆 具 ， 再 放 下 去 ， 叫 起 下 鉆 作 業(yè) 。 由 絞 車 完 成 。 下 套 管 ， 也 用 絞 車 完 成 。 2. 控 制 鉆 壓 （ 扶 剎 把 ， 加 鉆 壓 ） 鉆 頭 旋 轉(zhuǎn) 破 巖 ， 由 鉆 鋌 重 提 供 鉆 壓 ， 壓 力 大 小 由 剎 車 調(diào) 節(jié) 。 剎 車 松 開 ， 鉆 壓 過 大 ； 鉆 柱 提 起 ， 鉆 壓 為 零 ； 要 適 當 控 制 剎車 調(diào) 節(jié) 鉆 壓 。

10、3. 上 卸 扣 （ 拉 貓 頭 ， 上 卸 扣 ） 借 助 貓 頭 拉 大 鉗 手 柄 ， 完 成 鉆 桿 上 卸 扣 。（ 現(xiàn) 用 液 壓 大 鉗 ） 4. 起 升 井 架 ， 吊 重 物 A形 ， K形 （ 形 ） 井 架 絞 車 整 體 起 升 。 5. 作 為 轉(zhuǎn) 盤 的 傳 動 中 間 裝 置 轉(zhuǎn) 盤 的 離 合 器 在 絞 車 里 。 二 、 絞 車 的 使 用 要 求 1 要 能 傳 遞 足 夠 大 的 功 率 鉆 柱 很 重 ， 起 升 功 率 很 大 。 2 滾 筒 要 有 足 夠 大 纏 繩 容 量 起 升 一 立 根 （ 28m） 纏 繩 長 ,余 量 行 程 2 3m

11、， 游 繩 數(shù) 10根 ， 纏 繩 300 多 米 。 3. 要 有 適 當 的 檔 數(shù)鉤 載 是 變 化 的 ， N=QV， 保 證 N=常 數(shù) ， Q ,V 。國 標 規(guī) 定 六 個 檔 。 多 檔 功 率 利 用 率 越 充 分 。 4. 剎 車 機 構 靈 敏 可 靠鉆 壓 靠 剎 車 調(diào) 節(jié) ， 鉆 具 的 起 升 下 放 的 停 止 、 鉆 柱 懸持 也 靠 剎 車 。5. 貓 頭 要 有 足 夠 的 拉 力貓 頭 的 作 用 是 上 卸 扣 ， 崩 扣 力 矩 很 大 ， 貓 頭 要 有 很大 的 拉 力 。目 前 用 液 壓 大 鉗 ， 吊 鉗 備 用 。三 、 絞 車 的 結

12、 構 類 型按 軸 分 ： 有 單 軸 、 雙 軸 、 三 軸 及 多 軸 絞 車 ；按 筒 分 ： 有 單 滾 筒 和 多 滾 筒 絞 車 。主 滾 筒 起 下 鉆 具 ， 撈 砂 筒 提 撈 作 業(yè) ；按 速 分 ： 有 2速 、 3速 、 4速 、 6速 絞 車 1.單 軸 絞 車C-1500絞 車 （ P114圖 3-47所 示 ， 打 井 深 1200m）特 點 ： 貓 頭 裝 在 滾 筒 軸 兩 端 ， 滾筒 活 裝 在 軸 上 ； 絞 車 外 變 速 ,另 有 變 速 箱 。2.雙 軸 絞 車ZJ15D雙 軸 絞 車 如 圖 5-7所 示 。 由 滾 筒 軸 外 加 一 貓 頭

13、軸 組 成 。絞 車 外 變 速 。 3. 三 軸 絞 車 圖 5-8是ZJ130-1三 軸 絞 車 。特 點 ： 三 軸 ： 輸 入 、 貓 頭 （ 變速 ） 、 滾 筒 軸 ； 鏈 條 變 速 ， 兼 顧 轉(zhuǎn) 盤 。 優(yōu) 點 ： 變 速 方 便 ， 高 檔獨 立 。 缺 點 ： 開 式 ， 潤 滑 不 好； 重 達 20t， 安 裝 運 輸 困 難； 4. 檔 偏 低 （ 國 標 6檔 ） 。 5.141 JC 4.多 軸 絞 車四 軸 以 上 為 多 軸 絞 車 。 JC45絞 車 特 點 ： （ 圖 5-9） 四 軸 ： 輸 入 、 中 間 （ 變 速 ）、 貓 頭 、 滾 筒 軸 。

14、 內(nèi) 鏈 條 變 速 ， 內(nèi) 齒 輪 倒 車 ； 密 封 式 ， 潤 滑 良 好 ； 六 檔 ， 總 重 達 30t（ 分 塊 搬運 ） 。 5.獨 立 貓 頭 軸 多 軸 絞 車 貓 頭 軸 獨 立 上 鉆 臺 ， 絞 車 在 鉆 臺 下 。 如 圖 5-10所 示 ?！?鏈 輪 33接 貓 頭 軸 ” 6.電 驅(qū) 動 絞 車ZJ60D絞 車 ：雙 直 流 馬 達 驅(qū) 動 ；四 軸 絞 車 ；四 個 機 械 檔 。如 圖 5-11所 示 。 四 、 典 型 絞 車 結 構 （ JC45絞 車 ）圖 5-9為 JC-45絞 車 ， 用 于 ZJ45、 ZJ45J鉆 機 。1. 基 本 參 數(shù)N

15、絞 1500HP； 鏈 條 正 檔 2倒 檔 ； P快 MAX=31.7T；總 重 30.1T， 分 兩 塊 運 輸 。2. 結 構 特 點四 軸 ， 箱 體 支 撐 密 封 絞 車 ， 內(nèi) 部 齒 輪 倒 檔 ， 手 動 離合 器 換 檔 。 （ 1） 輸 入 軸 總 稱 有 三 個 變 速 鏈 輪 ， 一 個倒 檔 齒 輪 ， 一 個 輸 入 鏈 輪 。（ 2） 貓 頭 軸 總 稱 拉 大 鉗 ， 上 卸 扣 。 【 死貓 頭 左 右 各 一 ， 摩 擦 貓 頭 左右 各 一 ， 不 參 與 變 速 。 】（ 3） 中 間 軸 或 變 速 軸 有 三 個 變 速 鏈 輪 ， 一 個 倒檔

16、齒 輪 ， 高 低 速 鏈 輪 各 一 ， 齒 式 離 合 器 （ 掛 檔 ） 。 （ 4） 絞 車 滾 筒 軸 總 成 如 圖 5-12所 示 。 滾 筒 軸 合 金 鋼 鍛 造 ； 調(diào) 質(zhì) 處 理 ； 材 料 ： 35CrMo； 長 ： 3.7m； 重 980kg。 滾 筒 軸 滾 筒 剎 車 鼓 絞 車 的 滾 筒 體 如 圖 5-13所 示 。鑄 、 焊 組 合 結 構 ， 可 配 帶 槽 滾 筒 ， 也 配 光 滾 筒 。滾 筒 軸 ， 靜 配 合 鍵 ， 烘 裝 （ 傳 遞 扭 矩 大 ） 。 剎 車 鼓在 滾 筒 兩 側 ， 耐 熱 合 金 材 料 ， 剎 車 時 表 溫 800

17、 ,易 “ 龜 裂 ”， 打 3200m的 井 磨 4mm。 滾 筒 剎 車 鼓 其 它 部 件低 、 高 速 氣 胎 離 合 器 ； 齒 套 離 合 器 ；鏈 輪 、 輔 助 剎 車 、 牙 嵌 離 合 器 。 (5)箱 體JC45絞 車 ： 為 箱 體 閉 式 結 構 ， 鏈 條 噴 射 壓 力 潤 滑 。JC14.5絞 車 ： 非 箱 體 開 式 結 構 ， 鏈 條 滴 油 潤 滑 。 五 、 絞 車 的 技 術 規(guī) 范絞 車 的 主 參 數(shù) 用 名 義 井 深 表 示 。標 準 絞 車 型 號 :JC- JC絞 車 ； 表 示 100m單 位 的 名 義 鉆 深 上 限 ； 型 式 ,

18、機 驅(qū) 無 代 號 ， 電 驅(qū) 為 D。 1996-1997DRECO 和 IRI推 出交 流 變 頻 絞 車四 個 機 械 檔 ， 鏈 條傳 動 ， 三 臺 電 機 驅(qū)動 。五 、 國 外 大 型 絞 車 的 發(fā) 展 鏈 傳 動 ， 緊 湊 的 兩 檔 變 速 ， 交 流 變 頻 電 驅(qū) 動 絞 車交 流電機氣 胎 離 合 器氣 胎 離 合 器剎 車 鉗剎 車 鉗 1996-1997德 國 WIRTH公 司 推 出 齒 輪 傳 動 絞 車直 流 、 交 流 變 頻 、 液 壓 驅(qū) 動 方 式 任 選齒 輪 傳 動 液 壓 盤 式 剎 車 電 磁 剎 車動 力 齒 輪 箱 2000年國 民 油

19、 井 公 司 推 出 交 、 直 流 驅(qū) 動 方 式 任 選 的 齒 輪 絞 車 單 軸 絞 車齒 輪 箱 齒 輪 箱 VARCO公 司 推 出 了 ADS自 動 絞 車 系 統(tǒng)四 臺 電 機 ， 兩 組 剎 車 ， 兩 個 齒 輪 箱電 機 氣 胎 離 合 器氣 胎 離 合 器 齒 輪 箱 六 、 國 外 大 型 絞 車 的 主 要 特 點1.單 一 起 升 功 能 ， 不 帶 貓 頭 和 撈 砂 滾 筒齒 輪 箱 2. 既 可 直 流 驅(qū) 動 、 也 可 交 流 變 頻 驅(qū) 動3. 發(fā) 展 趨 勢 是 交 流 變 頻 和 單 速 齒 輪 傳 動 齒 輪 箱 SSGD-750 絞 車 液 壓 盤 式 剎 車剎 車 鉗 齒 輪 箱滾 筒 4.盤 式 剎 車AHD絞 車 采 用 氣動 鉗 盤 式 盤 剎 應 急 剎 車鉗主 剎 車 鉗 5. 帶 自 動 送 鉆 裝 置 動 力 自 動 送 鉆 離 合 器電 機