修井机基本知识目录第一章修井机的基本结构一,自走底盘二,绞车部分包括井架游动系统三,修井机的动力传动系统四,液压系统五,气路系统六,修井机的动力七,液力机械传动箱,第二章,修井机的操作第三章,修井机的维护保养第四章,修井机一般故障的排除概述在石油与天燃气勘探开发的各项施工中,修井作业是一个重要环节,油、气、水井在自喷、抽油或注水、注气过程中,随时会发生故障,造成油井减产甚至停产,诸如井下砂堵、井筒内严重结蜡、渗透降低,油、气、水层互相串通,生产油井枯竭等油井本身的故障,油管断裂、油管连接脱扣、套管挤扁、断裂和渗透等油井结构损坏；油杆弯曲、断裂或脱扣、抽油泵工作不正常等井下采油设备故障；出现故障后,只有通过井下作业来排除故障,更换设备,调整油井参数,才能恢复油井正常生产;修井作业的主要内容,可归纳为以下三个方面：1起下作业,如对发生故障或损坏的油管、抽油杆、抽油泵等井下采油设备和工具的提出,修理更换,再下入井内,以及抽吸、捞砂、机械清蜡等.2井内的循环作业,如冲砂、热洗循环泥浆等,3旋转作业,如钻砂堵、钻水泥塞、扩孔、磨削、侧钻及修补套管等,井下作业是油田稳产的重要措施,修井机是修井的关键设备;.一般修井机的基本结构主要有:动力部分、传动部分、绞车部分包括井架、游动系统、液、气、电系统,自走底盘、辅助部分,如水刹车盘式刹车,液压小绞车、崩扣液缸液压锚头、钻台包括转盘,水龙头等;1、修井机的动力一般采用高速柴油机,在动力的配置上又分为单发动机和双发动机,单发动机为车上,车下共用,双发动机分为车上,车下共用两台发动机和车上,车下各由一台发动机供给动力,2、传动部分一般采用发动机和液力机械变速箱直接连接,如果车上车下共用两台发动机,哪就需要一个倂车箱,液力机械变速箱和并车箱,角传动箱之间用传动连接,然后通过链条和捞砂滚筒或主滚筒连接,再通过链条到转盘角传动箱,爬坡链条箱到转盘.也可由并车箱角传动箱通过传动轴直接到爬坡链条箱到转盘.捞砂滚筒,主滚筒,转盘一般采用气动推盘离合器控制,也可用气动胎式离合器控制3、绞车分为单滚筒和双滚筒,单滚筒为只有一个主滚筒,双滚筒则为主滚筒和捞砂滚筒,主滚筒为了排绳整齐采用了里巴斯绳槽;井架一般采用高强度角钢焊制,中空桁架结构,大吨位修井机的井架也可用高强度矩型管焊制,井架可根据修井机型号不同有一节,两节的分别,小吨位的修井机一般采用一节井架,如SJ150,两节井架中的第二节一般用液压油缸顶出,天车大都采用“班德轮”式结构,可防止大绳打扭;游车大钩由游车和大钩两部分组成,二着用销轴连结;4、在修井机中有两套各自独立的液压系统,主液压系统和液压转向助力系统,1主液压系统的主要主要作用是修井机到井场就位后,调平车辆和井架的立放,及辅助作业如液压小绞车,崩扣液缸,液压钳;2液压转向助力系统,用于车辆行驶时减轻转动方向盘的力量;5、修井机中气路系统主要起控制作用,如各离合器,发动机的油门,变速箱的换档,液压泵的控制,修井机行驶时油门,刹车的控制;6、辅助部分:1钻台包括转盘,水龙头,是油水井的大修及钻井的关键设备,它的传动有链条传动和传动轴直接传动.2水刹车盘式刹车在大吨位修井机中用于下钻时减慢钻具的下降速度,减轻刹车毂及刹带的磨损.3液压小绞车,用于起吊工具,配合施工.4崩扣液缸锚头绞车,用于崩扣卸扣,7,自走底盘,优化设计专用底盘,具有车身短,转弯半径小,机动灵活的优点,越野能力强,适应泥泞,戈壁,山区,滩涂等复杂道路行驶,选用重型车桥,桥载能力大,前桥采用液压助力转向,操作轻便,平头单坐金属驾驶室,视野开阔.8,电气系统的作用,主要是供给车辆的仪表显示,车灯及发动机起动用电,为24伏直流电, 第一章修井机的基本结构,一,自走底盘构,主要有驾结驶室,车架总成,悬挂总成,车桥总称,传动系统,制动系统,转向机构,电气系统.1,驾驶室为平头单坐金属结构2,车架总成为重型钻机专用车架,整体框架结构.1.纵梁,尾梁采用优质高强度16Mn工字型钢,纵梁下羽边焊接加强板,增强车架抗弯强度,两纵梁腹板外侧排列液、气路管线,2,边框采用矩型钢管,由数根斜支撑加强,后部边框安装有工作走道,便于操作人员操作,巡视检查设备,3,车架安装有四个支腿液缸,4,配置前,后拖车钩及各种支架和支座,如:前钢板支架,后平衡支架,发动机前支座,角传动箱支架,死绳器支架,液压小绞车支架,井架起升液缸支座等,3,悬挂总成:采用三种悬挂方式:1,前桥采用钢板悬挂,2,中,后桥采用钢性平衡梁悬挂,3,五,六,七桥为浮动桥,采用空气弹簧悬挂,4,车桥总成:车桥均采用重型载重车桥,5,传动系统:动力是通过分动箱并车箱传来的,前,后桥及车上绞车分别由滑套式离合器控制,前桥的离合器由驾驶员在驾驶室控制,后桥的传动离合器及车上绞车的传动离合器由一杠杆控制,起到联锁作用,保证车上绞车离合器和底盘离合器不能同时挂合,以保证安全.6,制动系统:本底盘采用气压传动制动方式,由脚制动行车制动,和手制动停车制动两部分组成,制动系统气压为,当气压低于时,低压警报报警,红色指示灯发亮,手制动停车制动为排气制动, 当气压低于时,制动室活塞推力不足以压缩弹簧,活塞杆伸出,后桥车轮被制动,脚制动为充气制动,双管路制动系统,双腔制动阀制动总阀,分别控制前,后桥的制动,制动分泵分为单腔前桥用和双腔后桥用,二 ,绞车部分包括井架及游动系统1,绞车系统绞车系统是车装钻修设备作业机的主要系统部件,用于钻修过程中的提升作业,绞车系统主要由绞车架,主滚筒,主滚筒刹车系统, 主滚筒辅助刹车系统,捞砂滚筒,捞砂滚筒刹车系统,刹车冷却系统,天车防碰机构等组成,主滚筒, 捞砂滚筒有各自的冷却系统,一般采用喷水冷却,主滚筒也有采用循环水冷却,它的刹车毂设有循环水道,主滚筒左端还装有水刹车WCB盘式“伊顿”辅助刹车系统,在主滚筒体上还加工有“里巴斯”绳槽,可使大绳排列整齐,延长大绳的使用寿命,绞车的传动系统主要有链条,链轮,推盘离合器等组成,以上部件都安装在一个矩型结构的金属框架上,2,井架的结构和作用,井架是车装钻修设备的关键部件之一,用于安装和悬挂天车,游车大钩等起升设备和工具,用来起下与存放钻杆,油管等,井架上装有立管,以便连接水龙带,水龙头, 井架顶部装有天车,天车由底座,快绳轮,死绳轮,中间轮,捞砂轮,多个液压小绞车滑轮,二层台吊绳滑轮及支板,绷绳支板等,天车轮为“班德轮”式结构, 此种结构可防止大绳打扭,整个滑轮组与天车底座用螺栓和井架顶部连结在一起,滑轮采用铸钢件并经过静平衡测试,滑轮轴经过热处理及探伤检查,井架的起放由一个或两个多级液缸来完成,二节井架的伸出也由一个或两个液缸来完成三,修井机的动力传动系统发动机的动力一般采用液力机械变速箱输出,液力机械变速箱,一般都带有分动箱,它可将动力分别传到车上的绞车部分,车下的前,后桥,车上的绞车和车下后桥的传动采用联锁装置,前桥的传动由驾驶员在驾驶室控制,从分动箱上部输出的动力,通过传动轴进入角传动箱,角传动箱是输入轴与输出轴互相垂直相交的传动方式,由一对伞齿轮改变方向后由输出轴输出,输出轴的另一端装有链轮,通过链条传到捞砂滚筒链轮,再由链条从捞砂滚筒传到主滚筒链轮, 转盘的传动有两种方式,一种是由角传动箱并车箱通过传动轴传到车的尾部,通过爬坡链条箱到转盘,另一种是由主滚筒链轮通过链条到转盘离合器,然后再到转盘角传动箱,由传动轴到爬坡链条箱再到转盘,还有一种情况,就是大吨位修井机车装钻机,不但整机重量大,而且修井钻井作业时需要两台发动机做为动力源,这就需要一个并车箱,并车箱装在液力机械变速箱不带分动箱后部,这儿又有两种情况,一种是单纯起并车作用,动力由并车箱通过传动轴进入份动箱,再分别输出到车上和车下,还有一种情况,就是并车箱兼做分动箱,此时再增加一个动力输出离合器,通过传动轴到爬坡链条箱再到转盘,主滚筒,捞砂滚筒,转盘均采用气动推盘离合器,这种离合器操作灵活,动作可靠,结构简单,维修方便.四,液压系统1,液压系统一般由压力源部分,控制部分,执行部分,辅助部分组成.1,压力源部分:液压泵,如:齿轮泵,叶片泵,柱塞泵等,它们由发动机或电动机驱动,把机械能转变为液压能,向系统供给压力油.2,控制部分:由各种阀件组成,主要有,换向阀,溢流阀,调压阀,节流阀等,用来控制液体的流向,流量,压力,以满足液压系统的工作要求,3,执行部分:根据机械运油的作用下驱动工作机构对外作工, 一般分为直线运动和旋转运动,也就是说是液压马达和液压游缸,4,辅助部分:有油箱,进油滤,回油滤,各种管线及接头,压力表,加热器,散热器等,它们的作用是贮油,滤清,输送,测量油压,保温及冷却油液.2,修井机的液压系统一般有两套,一套为主液压系统,出厂调定压力为14Mpa,一套为液压转向助力系统,出厂调定压力为10Mpa,使用油品为N68抗磨液压油, 1,主液压系统的作用有两个,一个是修井机到井场后车辆的调平及井架的立放,二是修井辅助作业,如液压小绞车,崩扣液缸,主液压系统一般可分为六联阀回路,三联阀回路两联阀回路,五联阀回路, 六联阀回路的作用是修井机到井场就位后调平车辆及井架的立放.三联阀回路两联阀回路,五联阀回路的第一片一般为选流阀,也叫工况选择阀,由它向六联阀回路,液压小绞车,崩扣液缸,液压钳回路分别供给压力油,其中六联阀回路可作为第一回路,液压小绞车作为第二回路,绷扣液缸,液压钳作为第三回路,也可把液压小绞车,崩扣液缸,液压钳作为第二回路, 为了安全,六联阀回路不能和其它回路同时接通.2,液压转向助力系统主要由液压泵,分配阀,稳压溢流阀,转向助力液缸,管线,接头,进回油滤等组成,3,液压部件,为了工作安全可靠,主要液压原件均采用进口件,1液压油泵为单联齿轮泵,通过取力箱由液力机械变速箱带动,取力箱内设有液压离合器,它的压力油由液力机械传动箱的液压系统来供给,用司控箱的“液泵离合”手柄来控制液泵的运转,2,调压阀画图讲解,调定系统压力,防止系统管理过载,保护系统及元件安全,该阀为先导式调压阀,3,液缸:<1>,三级复合液缸,<2>,单作用伸缩液缸,<3>,吊钳液缸崩扣液缸,<4>,支腿液缸,A,三级复合液缸,用来竖起井架,配有单向节流阀,保证井架起落安全,以防止井架降落过程中,发生重力超速现象,造成重大事故,根据车型不同可配一个或两个三级复合液缸, B,单作用伸缩液缸,柱塞式液缸,也有活塞式液缸用来伸出第二节井架,也配有单向节流阀,保证井架起落安全,以防止井架降落过程中,发生重力超速现象造成重大事故,根据车型不同可配一个或两个单作用伸缩液缸,C,吊钳液缸崩扣液缸,为双向活塞式液缸,用于钻杆松扣,D,支腿液缸,双向活塞式液缸,配有梯形螺纹锁紧机构,用于车辆的调平, 液压系统的日常保养:1,检查油面,2,检查管线及接头,阀件有无松动泄漏五,气路系统气动与液压传动相比,虽远不如液压传动那样广泛,但从国内外以有的经验来看,它却具有许多其它能源不能比拟的优点,1,空气可以从大气中取之不竭,无介质费用的损失和供应上的困难,同时,将用过的空气直接排入大气,处理方便,万一空气管路有泄漏,除引起部分能源损失外不致产生不利于工作的严重影响,2,空气的粘度很小,在管道中的压力损失很小,一般其阻力损失不到油路损失的千分之一,因此压缩空气便于集中供应和远距离输送;3,压缩空气的压力较低一般在4～8公斤/平方厘米,可降低对气动元件的材质和制造精度上的要求,因而结构简单,成本低廉,4,气动动作迅速, 反应快这是突出优点,因此特别适用于一般机械的控制,5,气动维护简单,介质清洁,管道不易堵塞,也不存在介质变质,补充,更换等问题,6,使用安全,可靠,可便于实现过载自动保护,此外具有一些液动的优点,如操作控制方便,元件便于标准化,易于集中控制,程序控制和实现工作自动化等,但由于空气的可压缩性,使工作速度不易稳定,外载变化对速度影响较大,也难于准确地控制、调节工作速度,又由于工作压力较低,使结构尺寸大,气压装置的总推力较小,这些过去曾在一定程度限制了气动的迅速发展和广泛应用,近年来,采用气动液压联合传动系统,这种系统利用气动灵敏,反应迅速的特点,把气动用于控制部分,而利用液压工作平稳,可产生较大的推力的特点,把液压用于驱动部分,这样既综合了气动,液动的优点,又避免了两者的某些缺点,气液联动的广泛应用,也必将促进气动的迅发展.,气路系统的组成气路系统也与液压系统一样,又四个基本部分组成,第一部分是原动机供给的机械能转变为气体的压力能的能量转换装置,也就是打气泵,第二部分为控制元件,主要有各种控制阀如:调压阀,截止阀,方向控制阀等,第三部分为执行部分,也就是将系统内的压力能转变为机械能的部件,有气缸,气动马达等,第四部分辅助部分,有各种管线,接头,油水分滤器,油雾器等, 气路系统在修井机中的作用,气路系统在修井机中主要起控制作用,在修井机中气路系统可分为两大回路,一为车上回路,一为车下回路,它们分别和车上,车下动力选择同步,即动力输往车上时气路同时输往车上,底盘部分则即无动力又无气,动力输往车下时气路同时输往车下,车上则即无动力又无气,这样一来可保证安全,车上部分的气路控制主滚筒,捞砂滚筒,转盘离合器及水刹车盘式刹车,天车防碰气路画图讲解,液泵和发动机油门的控制,还有换档阀等,根据车型的不同,可增加相应的气路, 车下底盘气路供车辆行驶使用,控制发动机油门, 脚制动行车制动,和手制动停车制动六,修井机的动力修井机的动力一般根据车型的不同采用相应马力的高速柴油机,目前大都采用进口的发动机,如卡特彼勒,底特律,康明斯等,而主要还是用卡特彼勒发动机,因为这种发动机结构紧凑,马力大,维修保养简单,很少出故障,所以做为修井的首选动力一柴油机机的组成主要有:机体、缸盖,曲轴连杆机构；燃油系统；进排气系统；冷却系统；润滑系统；电气系统;1,机体、缸盖、曲轴连杆机钩包括缸盖、曲轴、曲轴箱、活塞、连杆、油底壳等,2,燃油系统:通常情况下燃油系由以下部分组成: 油箱；进、回油管；粗、细滤清器；手油泵；供油泵；高压泵；喷油阀喷油头等组成,卡特彼勒发动机的高压泵上有一个燃油空气比例控制器,它是当发动机加速时限制向发动机提供的燃油量,以减少排气冒黑烟,它可使发动机内的积碳减少到最低程度.3,进排气系统:主要有正时齿轮、突轮轴、挺杆,进排气门、空气滤、涡轮增压器、中冷器等因为卡特彼勒发动机每缸有四个气门,所以它又增加了气门过桥,这是因为每缸只有两个挺杆,而气门是四个,所以要通过过桥才能同步涡轮增压器的作用:增加气缸的进气量,提高发动机的功率,工作原理:发动机排出的废气推动涡轮叶片旋转, 涡轮叶片又带动压气轮叶片旋转, 压气轮叶片把空气压入气缸,使燃烧进行的更充分,来提高发动机机的功率.4,冷却系统:由水泵、散热器〔水箱〕、风扇、节温器进出水管线,该系统有一防锈剂罐,它的作用是中和防冻液的腐蚀性,减轻防冻液对发动机机体及缸盖的锈蚀,5,润滑系统:机油泵,机油冷却器, 机油冷却器旁通阀,机油滤清器, 机油滤清器旁通阀, 机油泵旁通阀,6,电气系统卡特彼勒发动机的电气系统和一般柴油机的电气系统一样,主要有蓄电池,发电机,起动马达,电流表,搭铁开关等,另外它有一套低油压高水温自动熄火保护装置,就是当发动机机油压力于规定压力和发动机水温高于规定时,发动机自动熄火.已免造成机械事故.二, 发动机的保养1每班检查项目:1,发动机的机油平面及压力125千帕<18磅/平方英寸>2,发动机的冷却液平面3,从燃油箱中排放沉积物和水,4,检查燃油压力表读数, 压力低于20磅/平方英寸,更换燃油细滤清器,5,检查空气滤清器保养指示器2,每250小时检查项目:1,清洗或更换机油滤清器2,发动机冷却液面,3,清洁散热器水箱外部,4,检查风扇皮带张度及磨损情况,皮带张度12kg/13～19MM5,清洗燃油粗滤清器,6,检查电瓶电解液,7,检查电瓶桩头和电路联接情况,8,检查发电机皮带张度, 3,每1000小时检查项目:1.更换或清洗空气滤滤芯.如果没有空气滤清器保养指示器,每当250小时检查一次,或在多尘的环境情况下更经常检查空气滤.如果滤清器保养以后发动机继续冒黒烟,或功率下降,更换新滤芯,滤芯一般可清洗三次2,.打开防锈剂罐上的两个闸门,让防冻液通过防锈剂罐,循环两个小时,然后关闭防锈剂罐上的两个闸门.4,每2000小时检查项目:1,如有必要检查或更换燃油喷油头,2,如有必要检查或调整气门间隙.排气门间隙:～0.84MM 进气门间隙:～0.46MM3,检查发电机工作情况,5,每4000小时检查项目:检查涡轮增压器工作情况,七,液力机械传动箱液力机械传动是比较先进的一种传动装置,阿里逊传动箱就是这样一种液力机械传动装置,这种传动装置中包括传动和控制两个部分,而传动部分是由液力元件和机械元件两部分组成,液力元件是变矩器,变矩器是以液体的动能为媒介,完成机械运动的传动,详细讲,就是液力传动元件首先是一个机械运动装置,因此它的输入端和输出端都具有机械运动的形式,在输入端和输出端之间的能量传递是借助于液体的动能为媒介,即输入端的机械能转变为液体的动能,然后液体的动能再转变为机械能由输出端输出,这就是液力传动的特点, 变矩器是由泵轮,涡轮,导轮构成,泵轮是能量输入元件,由发动机带动, ,涡轮通过花键装在花键轴上,是动力输出元件,导轮是导流元件,导轮装在自由轮滚圈上,滚圈用花键装在支承套上,导轮的这种结构形成一个超越离合器,它允许导轮向一个方向旋转,而不能反向旋转,变矩器工作原理,变矩器总成内始终充满油,油流过变矩器对其冷却和润滑,当泵轮被发动机驱动时,泵轮叶片把油甩向涡轮叶片,油对涡轮叶片的冲击,使涡轮旋转,把动力输出,当发动机怠速旋转时,油流对泵轮叶片的冲击力不大.因此涡轮不动,当发动机高速旋转时,油流对泵轮叶片的冲击力就大,使涡轮旋转,这样动力就由涡轮轴输出,导轮改变油流方向,油流入泵轮的方向,对泵轮起助推,能使变矩器的输出扭矩,变矩器的三种功能,1离合器,2变矩器,3偶合器,液力机械传动箱的液压系统除了控制换档外,它还有润滑及冷却作用,因为机械运动是需要润滑的,另外变矩器在工作时以及变速箱运转时它的机件都会发热的,所以需要液压油来润滑及冷却.液力机械传动箱的日常保养正确使用和维护保养的重要性,液力机械传动箱具有结构紧凑,工艺先进,性能优良,操纵方便等优点,只有在正确的使用条件和认真的维护保养下,变矩器的使用寿命是可以较长的,但是,如果在油压不当,油温过高,油滤不洁,等条件下操作使用或维护保养不当,造成某些另部件的损坏,在修理上是比较困难的,而在修理时,如果在材料和修理工艺达不到要求,不严格遵守拆装程序和方法,则修理后的性能将下降.因此,正确使用和保养变矩器,对于延长变矩器的使用寿命是很重要的.1,油压检查:车发动着后首先检查变矩器的压力,750系列的压力,空档和前进为1Mpa～,倒档为～,5000～6000系列的压力为, Mpa～ Mpa.2检查油面:液力机械传动箱的油面是检查动油面,也就是说车发动着以后,所有的档都挂一遍,使整个液压系统充满油,这时检查油面,油面的高度因在上下刻线的下线上三分之一到四分之一处,油面不可过高,因为油液在变速箱运转过程中会发热,而因为油液热胀冷缩的原故,油液发热以后油面就会上升,当油面上升过高,接触到旋转件时,油就会被旋转件带起飞溅,这样一来空气就进入油液形成泡沫,影响变矩器工作,同时也影响到油液的润滑及散热效果,从而形成呼吸阀冒油及泡沫,也会使变矩器温度过高.影响变矩器的正常运转.3,检查油温,变矩器的正常工作温度为82℃～93℃,油温达到37℃以上才可正常工作,。
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