4000米鉆機(jī)雙滾筒絞車的制作方法
【專利摘要】一種4000米鉆機(jī)雙滾筒絞車，采用四軸式絞車結(jié)構(gòu)，包括動力裝置和絞車主體，動力裝置包括電機(jī)、輸出軸總成，絞車主體包括傳動軸總成、滾筒軸總成、撈砂滾筒軸總成、傳動鏈條以及控制系統(tǒng)；輸入軸總成通過鏈輪及傳動鏈條連接傳動軸總成，傳動軸總成通過鏈輪及傳動鏈條連接滾筒軸總成和撈砂滾筒軸總成，通過機(jī)械傳動實(shí)現(xiàn)變速；控制系統(tǒng)設(shè)置在司鉆控制房內(nèi)。通過上述結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠、控制靈敏、可實(shí)現(xiàn)大范圍的速度調(diào)節(jié)的鉆機(jī)絞車，可實(shí)現(xiàn)起下鉆具、下套管及上卸扣、鉆頭鉆進(jìn)過程中控制鉆壓、提取巖芯筒試油等功能，而且還具有具有撈砂作業(yè)的功能，可大幅度提高作業(yè)效率、降低作業(yè)成本。
【專利說明】4000米鉆機(jī)雙滾筒絞車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種石油鉆井機(jī)械，具體涉及一種4000米鉆機(jī)雙滾筒絞車。
【背景技術(shù)】
[0002]4000米系列鉆機(jī)是根據(jù)開發(fā)中中深井油層的要求而設(shè)計(jì)制造的鉆機(jī)，而鉆機(jī)絞車是石油鉆機(jī)的核心動力部件，它不但擔(dān)負(fù)鉆機(jī)起下鉆具和下套管及上卸扣，還擔(dān)負(fù)著鉆頭鉆進(jìn)過程中控制鉆壓、處理事故，以及提取巖芯筒，試油等作業(yè)。同時還擔(dān)負(fù)著井架及鉆機(jī)前后臺起升和降落任務(wù)。目前，作業(yè)中常用的鉆機(jī)絞車只具有主滾筒，而用來撈砂作業(yè)的撈砂滾筒有一臺獨(dú)立的撈砂絞車來實(shí)現(xiàn)，所以需要兩臺獨(dú)立的設(shè)備來完成，浪費(fèi)了成本及井場空間。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、操作方便、成本低廉以及占用空間小的4000米鉆機(jī)雙滾筒絞車。
[0004]本實(shí)用新型技術(shù)方案是:包括動力裝置、絞車主體以及控制裝置，動力裝置包括電機(jī)、輸出軸總成，絞車主體包括絞車架以及其上布置的傳動軸總成、主滾筒軸總成、撈砂滾筒軸總成；所述的輸入軸總成包括輸入軸及其上的傳動鏈輪；絞車架主體為墻板式結(jié)構(gòu)，在墻板上開有用于傳動軸總成、主滾筒軸總成、撈砂滾筒軸總成安裝固定的缺口 ；主滾筒軸總成包括主滾筒軸及其上的傳動鏈輪、滾筒體、滾筒剎車和氣胎離合器，傳動軸總成包括傳動軸及其上換擋機(jī)構(gòu)及傳動鏈輪；撈砂滾筒軸總成包括撈砂滾筒軸、撈砂滾筒體、傳動鏈輪、上卸扣液壓貓頭、撈砂離合器及撈砂剎車；所述的輸入軸總成通過傳動鏈輪及傳動鏈條配合連接傳動軸總成，傳動軸總成通過鏈輪及傳動鏈條配合分別連接主滾筒軸總成、撈砂滾筒軸總成。
[0005]上述技術(shù)方案還進(jìn)一步包括:
[0006]所述的輸入軸上的傳動鏈輪為兩個六排鏈輪；所述的傳動軸上的傳動鏈輪為兩個不同規(guī)格的四排鏈輪、一個雙排鏈輪及兩個不同規(guī)格的空套六排鏈輪，所述的換擋機(jī)構(gòu)中設(shè)有能夠與兩個空套六排鏈輪任一配合的換擋齒輪；所述主滾筒軸上的傳動鏈輪為兩個不同規(guī)格的四排鏈輪；所述的撈砂滾筒軸的傳動鏈輪為一個雙排鏈輪。
[0007]所述的動力裝置的電機(jī)數(shù)量為兩臺直流電機(jī)，并經(jīng)輸入軸并車運(yùn)行。
[0008]所述的滾筒剎車采用液壓盤式剎車和水冷式伊頓剎車，撈砂剎車采用單杠桿帶式剎車。
[0009]所述的動力裝置和絞車主體采用分體式設(shè)計(jì)，二者獨(dú)立裝配后再組裝在一起。
[0010]所述的控制系統(tǒng)采用機(jī)電氣液的控制系統(tǒng)，并安置在閥箱內(nèi)。
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有以下有益效果:
[0012]1、本實(shí)用新型設(shè)計(jì)有撈砂滾筒軸，使絞車具有撈砂作業(yè)的功能，節(jié)約設(shè)備安裝時間及費(fèi)用。[0013]2、本實(shí)用新型為四軸式絞車結(jié)構(gòu)，即由輸入軸，傳動軸，撈砂滾筒軸，主滾筒軸等組成。由兩臺電機(jī)經(jīng)動力裝置輸入軸并車，功率合流后通過輸入軸與傳動軸之間的兩掛鏈條形成兩個檔位，傳動軸與主滾筒軸之間的兩掛鏈條又形成兩個檔位，絞車總共產(chǎn)生2 X 2檔，此外，傳動軸經(jīng)與撈砂滾筒軸的一掛鏈條，使撈砂滾筒軸形成兩檔。動力輸入軸與傳動軸之間的換檔采用機(jī)械換檔，傳動軸與滾筒之間的換檔采用氣胎離合器換檔。以上設(shè)計(jì)是絞車控制更加靈敏，可根據(jù)實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)大范圍的變速。
[0014]3、本實(shí)用新型采用液壓盤式剎車，剎車力矩大，安全可靠，能準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)和控制鉆壓，達(dá)到均勻送鉆，在下鉆過程中能控制下放速度。同時配備有水冷式伊頓剎車作為輔助剎車，使絞車工作的可靠性進(jìn)一步提高。
[0015]4、本實(shí)用新型采用兩臺電機(jī)作為動力，經(jīng)動力裝置輸入軸并車，額定輸入功率可達(dá)llOOkW，同時直流電機(jī)可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，大大提高了功率利用率，節(jié)省了起升作業(yè)時間，提高了工作效率。
[0016]5、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)采用動力裝置和絞車主體的分體式設(shè)計(jì)，解決了體積超大無法運(yùn)輸及整體加工難度大的問題。
[0017]6、本實(shí)用新型采用的機(jī)電氣液的控制系統(tǒng)通過安置在閥箱內(nèi)，方便氣路檢修與易損件的更換。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1-本實(shí)用新型傳動原理示意圖；
[0019]圖2-本實(shí)用新型的俯視圖；
[0020]圖3-本實(shí)用新型的左視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合說明書附圖，對4000米鉆機(jī)雙滾筒絞車的結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022]1、絞車架
[0023]絞車架10為墻板式焊接結(jié)構(gòu)，能準(zhǔn)確定位并支撐主滾筒軸24、撈砂滾筒軸11、傳動軸7。輸入軸2由動力機(jī)組支架支撐。該絞車各傳動鏈條5均為密閉傳動。
[0024]絞車架10主墻板為26mm厚鋼板，副墻板為8mm厚鋼板，在墻板上開有缺口，以便于主滾筒軸24、撈砂滾筒軸11、傳動軸7安裝固定，動力機(jī)組輸入軸2可以從動力機(jī)組支架
一端裝入并固定。
[0025]絞車底座主梁均采用焊接工字鋼，底座四角合適位置有起吊粧用以起吊絞車。動力機(jī)組底座內(nèi)部設(shè)有油箱，用于儲存整個絞車的潤滑油，并起散熱作用。
[0026]各氣控管線及油水管線均在底座內(nèi)部布置，在需要檢修處均有活動蓋板。底座走道均鋪設(shè)了防滑花紋鋼板。
[0027]2、主滾筒軸總成
[0028]主滾筒軸總成是絞車的核心部件，由主滾筒體19、輪轂、剎車鼓、軸承座、軸、傳動鏈輪和第一氣胎離合器20 (LT1170X250T、LT1070X200T通風(fēng)型氣胎離合器)等組成。
[0029]工作時，主滾筒體19上纏有游動系統(tǒng)的鉆井鋼絲繩，通過該軸的正反轉(zhuǎn)，鋼絲繩在主滾筒體19上纏繞或退繩，從而實(shí)現(xiàn)起升或下放鉆具以及鉆進(jìn)。[0030]主滾筒軸總成通過左軸承座和右軸承座用16條M36X 120的螺栓固定在主墻板上。當(dāng)動力輸入到空套的主滾筒四排鏈輪18 (Z=39或Z=86)后，主滾筒四排鏈輪18轉(zhuǎn)動(空套鏈輪與摩擦鼓用螺栓連為一體，摩擦鼓也隨之轉(zhuǎn)動)，裝在主滾筒軸24上的聯(lián)接盤通過螺栓將第一氣胎離合器20 (LT1170X250T和LT1070X200T通風(fēng)型氣胎離合器)連為一體來傳遞扭矩。當(dāng)離合器其中之一充氣抱住摩擦鼓后，通過聯(lián)接盤即帶動主滾筒軸24轉(zhuǎn)動，從而使得主滾筒軸24旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)提升鉆具等的要求。
[0031]主滾筒軸總成兩端裝有導(dǎo)氣接頭和水氣葫蘆，導(dǎo)氣接頭通過螺紋安裝在水氣葫蘆上，其功能為供離合器用氣，水氣葫蘆供剎車盤冷卻進(jìn)水和回水用。
[0032]主滾筒軸24右端裝有水冷式伊頓剎車21。下鉆時，通過伊頓剎車產(chǎn)生的反方向力矩，可控制下放速度減少主剎車力。
[0033]滾筒剎車盤17設(shè)有循環(huán)冷卻水套，在冷卻水循環(huán)下保證制動效果和使用壽命，冷卻水經(jīng)過主滾筒軸24左端水氣葫蘆后再通過主滾筒軸24左端進(jìn)水孔及管線分別進(jìn)入兩個滾筒剎車盤17內(nèi)，循環(huán)以后再經(jīng)過主滾筒軸24上右端出水孔及水氣葫蘆返回水箱，不斷循環(huán)來冷卻剎車盤。
[0034]主滾筒體19鑄焊而成，設(shè)有繩槽，使鋼絲繩(Φ35ιμιι)纏繞時排繩整齊，避免相互間的擠壓，有效地延長了鋼絲繩的使用壽命。主滾筒體19右側(cè)設(shè)有繩窩，快繩繩卡放置在繩窩內(nèi)，拆卸方便。
[0035]在離合器上有事故螺栓。當(dāng)氣路或離合器出現(xiàn)故障時，穿上事故螺栓，它將離合器與摩擦轂連為一個剛性體來傳遞動力，作為應(yīng)急之用，確保滾筒工作。
[0036]3、撈砂滾筒軸總成
[0037]撈砂滾筒軸總成由撈砂滾筒軸11、撈砂滾筒體12、撈砂滾筒雙排鏈輪15、上扣貓頭14、卸扣貓頭16和撈砂離合器13等組成。撈砂滾筒軸11通過撈砂離合器13的掛合，實(shí)現(xiàn)撈砂滾筒體12正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。該軸左端為上扣貓頭14，右端為卸扣貓頭16，用于上卸鉆具絲扣。撈砂滾筒軸11由傳動軸驅(qū)動，可實(shí)現(xiàn)兩種速比。
[0038]上、卸扣貓頭14、16均配有死貓頭和摩擦貓頭。死貓頭始終隨撈砂滾筒軸11轉(zhuǎn)動。摩擦貓頭通常是與死貓頭脫開的。當(dāng)需要進(jìn)行上卸扣作業(yè)時，可通過貓頭控制閥來控制摩擦貓頭與死貓頭掛合，拉緊貓頭繩，實(shí)現(xiàn)上、卸扣操作。
[0039]上扣貓頭14為單摩擦盤結(jié)構(gòu)，而卸扣貓頭16采用雙摩擦盤，可產(chǎn)生比上扣貓頭大一倍的拉力，以滿足卸扣時大拉力的需要。注意:上、卸扣貓頭14、16在絞車低檔時才能產(chǎn)生最大的拉力。
[0040]4、傳動軸總成
[0041]傳動軸總成由傳動軸7、左右軸承座、兩個傳動四排鏈輪9 (Z=23、Z=29)、一個傳動雙排鏈輪6 (Z=21)、及兩個傳動空套六排鏈輪8 (Z=53、Z=82——等組成。
[0042]傳動軸總成為聯(lián)接輸入軸2和主滾筒軸24、撈砂滾筒軸11的中間部分，擔(dān)負(fù)著將動力向主滾筒軸24、撈砂滾筒軸11傳遞及分配任務(wù)。由左右兩軸承座用16條M24X95的螺栓固定在主墻板上，動力輸入軸2通過兩掛六排鏈條傳給兩個傳動空套六排鏈輪8，操縱機(jī)械換擋機(jī)構(gòu)22 (換檔齒輪)結(jié)合兩傳動空套六排鏈輪8之一，將動力傳給其它鏈輪，其中傳動雙排鏈輪6負(fù)責(zé)向撈砂滾筒軸11傳遞動力，另外兩個傳動四排鏈輪9則向主滾筒軸24輸入動力。這樣，傳動軸7可以向主滾筒軸24和撈砂滾筒軸11提供兩種速比。[0043]5、輸入軸總成
[0044]輸入軸總成由輸入軸2、兩個輸入六排鏈輪3 (Z=26)、一個輸入雙排鏈輪4 (Z=40)及兩個齒式聯(lián)軸器、慣性剎車等組成。
[0045]兩臺YZ08電機(jī)I動力經(jīng)輸入軸2合流，通過兩個Z = 26輸入六排鏈輪3中之一經(jīng)鏈條輸入傳動軸7。同時通過該軸Z=40的輸入雙排鏈輪4輸出動力驅(qū)動潤滑油栗。
[0046]6、主剎車機(jī)構(gòu)
[0047]滾筒剎車盤17主剎車機(jī)構(gòu)米用液壓盤式剎車。
[0048]7、氣控系統(tǒng)
[0049]氣控系統(tǒng)是絞車的重要組成部件，絞車絕大多數(shù)功能是通過氣控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，絞車的氣源由鉆機(jī)空氣處理裝置提供。壓力為0.7?0.9Mpa (102?130.5psi)的經(jīng)凈化干燥處理后的壓縮空氣進(jìn)入絞車后，分成兩路:一路進(jìn)入絞車內(nèi)的各氣控閥組和執(zhí)行元件，另一路進(jìn)入司鉆控制臺，為司鉆控制閥供氣。
[0050]氣控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)如下功能:
[0051]滾筒高、低速的控制:控制滾筒高速、低速離合器的掛合或脫開，并實(shí)現(xiàn)高速、低速離合器的互鎖(司鉆房內(nèi)實(shí)現(xiàn))。
[0052]防碰過卷釋放控制:當(dāng)防碰過卷閥動作后釋放管路中的壓縮空氣，使盤剎鉗松開，解除剎車。
[0053]鋼絲繩防碰裝置控制:當(dāng)游動系統(tǒng)超過設(shè)限高度后，控制液壓盤剎裝置自動剎車。
[0054]換檔控制:傳動軸齒式離合器的掛合、脫開及鎖檔。
[0055]輸入軸慣剎控制:控制輸入軸慣剎離合器的掛合、脫開。
[0056]風(fēng)動旋扣器控制:控制風(fēng)動旋扣器的旋轉(zhuǎn)。
[0057]撈砂滾筒軸的離合控制。
[0058]撈砂滾筒的剎車控制。
[0059]電子防碰控制:當(dāng)游動系統(tǒng)超過設(shè)限高度后，控制液壓盤剎裝置自動剎車。
[0060]其他功能:氣喇叭用于井場聯(lián)絡(luò)及警示，低壓報(bào)警器可在氣壓過低時報(bào)警，空氣過濾器可保證壓縮空氣的潔凈。
[0061](I)滾筒高低速控制
[0062]在起下鉆操作中，司鉆操作滾筒高低速控制開關(guān)，實(shí)現(xiàn)滾筒的高速或低速離合器掛合，將電機(jī)的動力傳動到絞車滾筒，以滿足起下鉆的作業(yè)要求。
[0063](2)防碰天車氣控過圈閥
[0064]壓縮空氣經(jīng)防碰釋放閥(常開)進(jìn)入過圈閥，過圈閥安裝在滾筒上部。
[0065]在游動系統(tǒng)上行的過程中，若游動系統(tǒng)超過滾筒上方防碰過圈閥設(shè)定的高度，過圈防碰閥起作用，盤剎剎車，滾筒離合器脫開。為使防碰解鎖，按過圈防碰釋放閥即可以使游動系統(tǒng)緩慢下降到安全高度。
[0066](3)換檔控制
[0067]在鉆井的過程中為滿足不同的提升速度需要，司鉆可以將盤剎剎車使游動系統(tǒng)懸停。將絞車的電機(jī)速度調(diào)節(jié)為0，打開輸入軸慣剎開關(guān)，讓絞車的傳動系統(tǒng)停下來，再打開換檔開關(guān)，使鎖檔氣缸釋放檔位，然后操作檔位選擇開關(guān)換檔，搬到檔位后，關(guān)閉換擋開關(guān)，讓檔位鎖死，觀察鎖檔壓力的顯示是否與氣源壓力相等。若相等則換檔成功，否則，需要重新操作。
[0068](4)輸入軸慣剎控制
[0069]在絞車電機(jī)停機(jī)后防止絞車由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動，司鉆打開輸入軸慣性剎車開關(guān)，輸入軸慣剎離合器迅速充氣剎車，傳動系統(tǒng)停轉(zhuǎn)。
[0070]啟動絞車電機(jī)前，一定要關(guān)閉慣剎開關(guān)，使離合器放氣釋放剎車。
[0071](5)氣喇叭控制
[0072]司鉆需要與鉆臺或機(jī)房的鉆井工人聯(lián)系和警示時，可以通過按氣喇叭按鈕，喇叭鳴叫，發(fā)出訊號。
[0073](6)風(fēng)動旋扣器控制
[0074]在起下鉆作業(yè)中，若需要接單根時，司鉆可以打開風(fēng)動旋扣控制開關(guān)手柄至上扣位置，實(shí)現(xiàn)上扣功能。
[0075]注:一般不允許操作風(fēng)動卸扣功能。若有特殊的情況，可使用風(fēng)動卸扣功能，但司鉆一定要按照油田鉆井作業(yè)的要求操作，以防井下鉆具被卸掉在井里的可能。
[0076](7)其它
[0077]司鉆氣控箱上配有撈砂滾筒開關(guān)用以控制撈砂滾筒的運(yùn)轉(zhuǎn)和停止，
[0078]8、伊頓剎車
[0079]伊頓剎車21為絞車的輔助剎車。
[0080]9、撈砂滾筒剎車
[0081]撈砂滾筒剎車為撈砂滾筒軸11的制動裝置，主要由剎帶、軸承座、剎把等部分組成。
[0082]該機(jī)構(gòu)為單杠桿帶式剎車25。通過杠桿機(jī)構(gòu)傳遞至剎帶活端，帶動剎帶抱住剎車轂，達(dá)到剎車的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種4000米鉆機(jī)雙滾筒絞車，其特征在于:包括動力裝置、絞車主體以及控制裝置，動力裝置包括電機(jī)、輸入軸總成，絞車主體包括絞車架以及其上布置的傳動軸總成、主滾筒軸總成、撈砂滾筒軸總成；所述的輸入軸總成包括輸入軸及其上的傳動鏈輪；絞車架主體為墻板式結(jié)構(gòu)，在墻板上開有用于傳動軸總成、主滾筒軸總成、撈砂滾筒軸總成安裝固定的缺口 ；主滾筒軸總成包括主滾筒軸及其上的傳動鏈輪、主滾筒體、滾筒剎車和氣胎離合器，傳動軸總成包括傳動軸及其上換擋機(jī)構(gòu)及傳動鏈輪；撈砂滾筒軸總成包括撈砂滾筒軸、撈砂滾筒體、傳動鏈輪、上卸扣液壓貓頭、撈砂離合器及撈砂剎車；所述的輸入軸總成通過傳動鏈輪及傳動鏈條配合連接傳動軸總成，傳動軸總成通過鏈輪及傳動鏈條配合分別連接主滾筒軸總成、撈砂滾筒軸總成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的4000米鉆機(jī)雙滾筒絞車，其特征在于:所述的輸入軸上的傳動鏈輪為兩個六排鏈輪；所述的傳動軸上的傳動鏈輪為兩個不同規(guī)格的四排鏈輪、一個雙排鏈輪及兩個不同規(guī)格的空套六排鏈輪，所述的換擋機(jī)構(gòu)中設(shè)有能夠與兩個空套六排鏈輪任一配合的換擋齒輪；所述主滾筒軸上的傳動鏈輪為兩個不同規(guī)格的四排鏈輪；所述的撈砂滾筒軸的傳動鏈輪為一個雙排鏈輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的4000米鉆機(jī)雙滾筒絞車，其特征在于:所述的動力裝置的電機(jī)數(shù)量為兩臺直流電機(jī)，并經(jīng)輸入軸并車運(yùn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的4000米鉆機(jī)雙滾筒絞車，其特征在于:所述的滾筒剎車采用液壓盤式剎車和水冷式伊頓剎車，撈砂剎車采用單杠桿帶式剎車。
5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的4000米鉆機(jī)雙滾筒絞車，其特征在于:所述的動力裝置和絞車主體采用分體式設(shè)計(jì)，二者獨(dú)立裝配后再組裝在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的4000米鉆機(jī)雙滾筒絞車，其特征在于:所述的控制裝置采用機(jī)電氣液的控制系統(tǒng)，并安置在閥箱內(nèi)。
【文檔編號】B66D1/12GK203602283SQ201320741596
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】吳苗法, 朱恒, 武培軒, 劉國靜, 張永輝, 范金忠 申請人:勝利油田高原石油裝備有限責(zé)任公司