钻机的驱动与传动
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钻井八大件与钻井八大系统钻井的八大件:天车,大钩、游车、井架、泥浆泵、水龙头、绞车、转盘1井架井架由井架的主体、人字架、天车台、二层台、工作梯、立管平台、钻台和井架底座等几个部分组成,主要用于安放和悬挂天车、游车、大钩、吊环、液气大钳、液压绷扣器、吊钳、吊卡等提升设备与工具。
2天车天车一般是多个滑轮装在同一根芯轴或两根轴心线一致的芯轴上。
现在的天车大都是滑轮通过滚柱轴承装在一根芯轴上。
芯轴一般是双支承的,轴的直径较大,芯轴的一端或两端有黄油嘴,芯轴里有润滑油道。
润滑脂从黄油嘴注入,以润滑轴承。
3游车游车的形状为流线型,以防起下时挂碰二层台上的外伸物。
同时,游车要保证一定的重量,以便它在空载运行时平稳而垂直地下落。
现在,钻机各型游车都是一根芯轴,滑轮在轴上排成一列,其结构与天车相似。
4大钩大钩是提升系统的重要设备,它的功用是在正常钻进时悬挂水龙头和钻具,在起下钻时悬挂吊环起下钻具,完成起吊重物、安放设备及起放井架等辅助工作。
目前使用的大钩有两大类。
一类是单独的大钩,其提环挂在游车的吊环上,可与游车分开拆装,如DG—130型大钩;另一类是将游车和大钩做成一个整体结构的游车大钩,如MC—400型游车大钩。
为防止水龙头提环从大钩中脱出,在钩口处装有安全锁体、滑块、拔块、弹簧座及弹簧等构成的安全锁紧装置。
为悬挂吊环和提放钻具,钩身压装轴及挂吊环轴用耳环闭锁,用止动板防止两支撑轴移动。
钩身与钩杆用轴销连接,钩身可绕轴销转一定角度。
5绞车绞车是构成提升系统的主要设备,是组成一部钻机的核心部件,是钻机的主要工作机械之一。
其功用是:提供几种不同的起升速度和起重量,满足起下钻具和下套管的需要;悬挂钻具,在钻进过程中送钻和控制钻压;利用绞车的猫头机构上、卸钻具螺纹;作为转盘的变速机构和中间传动机构;当采用整体起升式井架时用来起放井架;当绞车带捞砂滚筒时,还担负着提取岩心筒、试油等项工作;帮助安装钻台设备,完成其他辅助工作。
石油钻机drilling rig:用于钻油气井和开采地下石油天然气的成套设备。
通常由起升系统、旋转系统、钻井流体循环系统、动力驱动系统、传动系统、控制系统、钻机辅助设备等构成。
功能:1.通过钻柱给钻头提供必要的钻速、扭矩、钻压,以破碎井下岩石达到钻探目的。
2.循环系统能及时清洗井底产生的碎屑,并使之携带出地面,以利于钻头在井下继续钻进。
3.起升系统能以一定速度起升井内钻柱和下放钻柱,并能下放套管。
4.钻井过程中,钻柱可能在井内发生遇阻、卡钻等情况,钻机必须有能处理以上事故的能力。
5.钻完一口井后钻机必须有移动性和拆装能力。
分类按钻井能力不同分类:浅井钻机、中深井钻机、深井钻机和超深井钻机。
按驱动方式来分类:机械驱动钻机mechanical drive rig、直流电驱动钻机AC-SCR-DC drive rig、交流变频电驱动钻机AC-VFD-AC drive rig、机电复合驱动钻机和液压钻机hydraulic drilling rig;按搬家rig move、安装、移动方式不同区分:撬装钻机skid-mounted rig、车装钻机self-propelled rig、拖挂式钻机trailer-mounted rig、整体移动钻机unitary move rig;按使用场合分类:陆地钻机、海洋钻机、沙漠钻机、极地钻机;此外还有区别与常规钻机的斜直井钻机。
基本参数1.名义钻深:钻机在规定的钻井绳数下使用规定的钻杆柱时,钻机的经济钻井深度。
2.最大勾载:在规定的最多绳数下,下套管、处理事故或进行其他特殊作业时,大钩不允许超过的载荷。
3.绞车额定功率、游动系统绳数、钻井钢丝绳直径、钻井泵单台功率、钻盘开口直径、钻台高度、井架高度。
井架derrick树立于钻台上用于石油钻井时提升和下放钻具的起重架。
主要有井架主体、天车台、立管操作台、下套管扶正装置和工作梯组成。
按主体结构可分为塔型架、K型架cantilever mast、A型架A-mast(具体包括伸缩式K型架telescoping mast和垂升式K型架bootstrap mast)。
第一章钻机主要技术参数第一节主要钻机技术参数一、石油钻机的形式石油钻机的形式包括:驱动形式、传动形式、移运方式驱动方式分为:机械驱动钻机、复合驱动钻机、电驱动钻机和液压驱动钻机。
其中电驱动又分为:交流电驱动、直流电驱动和交流变频电驱动传动形式分为:链传动、胶带传动和齿轮传动移动方式分为:块装式钻机、自行式车装钻机和拖挂式车装钻机二、石油钻机的基本型号及配置参数(一)、钻机型号表示方法:(三)、在用钻机的性能特点及基本参数1、直流电驱动钻机采用先进的AC-SCR-DC电传动技术,绞车、泥浆泵分别通过直流电动机独立驱动,实现无级变速。
平行四边形整体起升底座,有双升式(弹弓式)和旋升式两种结构,钻台面分9m和10.5m两种。
绞车采用整体链传动设计模式,设有机械变档装置,配备液压盘式主刹车系统和电磁涡流辅助刹车(也可选配气控盘式刹车),配备独立自动送钻装置;转盘可通过链条箱从绞车取力传动,也可采用单独的直流电机驱动方式。
直流驱动钻机主要技术参数2、交流变频电驱动钻机钻机采用先进的全数字交流变频技术,以PLC逻辑控制技术为核心,通过电、气、液一体化设计控制。
绞车、泥浆泵分别通过宽频大功率交流变频电动机独立驱动,能实现全程无级变速。
平行四边形整体起升底座,有双升式(弹弓式)和旋升式两种结构,钻台面分9m和10.5m两种。
绞车为单滚筒齿轮传动,一档无级调速,主刹车为液压盘式刹车,辅助刹车为电机能耗制动,并能通过计算机定量、定位控制制动力矩; 转盘交流变频电机带二级变速传动箱驱动,可实现全程无级变速,传动效率高,并可满足高转速、大扭矩的要求交流变频驱动钻机主要技术参数交流变频驱动钻机主要技术参数续表3、复合驱动钻机主机模块采用前高后低的布置方式,动力和传动系统低位安装,底座采用箱块式或前台旋升后台块装结构。
动力传动采用柴油机+液力偶合器+整体链条并车箱驱动绞车和泥浆泵,同时并车箱可带节能发电机和自动压风机。
转盘采用交流变频电机或直流电机独立驱动。
长螺旋钻机工作原理
长螺旋钻机是一种用于探矿或取样的重要工具,它的工作原理如下:
1. 钻杆与刀翼:长螺旋钻机通过钻杆将钻头与钻机连接起来,钻头的末端装有刀翼。
刀翼通常由硬质合金制成,能够在地下环境中切削岩石或土壤。
2. 旋转机构:长螺旋钻机通常配备有一套旋转机构,通过电动机或燃气发动机提供转动力,使钻杆与刀翼能够旋转。
旋转速度可以根据实际需要进行调节。
3. 推进机构:长螺旋钻机通常还配备有一套推进机构,用于将钻杆与刀翼推进到地下。
推进机构通常由液压系统或机械机构驱动,能够提供足够的推进力。
4. 钻控系统:长螺旋钻机配备有钻控系统,通过操作面板或遥控器控制钻机的工作。
操作人员可以根据需要来控制旋转速度、推进力度等参数,以确保钻机的安全工作。
5. 钻芯提取:长螺旋钻机在钻进过程中,会将钻芯带回地面。
钻芯是从地下取得的样本,可以用来进行地质调查和分析。
总体来说,长螺旋钻机的工作原理是通过旋转钻杆与刀翼,以及推进机构将钻头推进地下,并通过钻芯提取样本。
同时,操作人员可以通过钻控系统对钻机进行控制,以达到预期的钻进效果。
旋挖知识点总结1. 旋挖钻机的工作原理旋挖钻机是一种多功能、高效的土层钻探设备,其工作原理主要包括机械传动、液压传动和旋挖钻头的工作原理。
1.1 机械传动旋挖钻机通过发动机驱动液压泵,产生高压油液,通过液压传动系统,将高压油液传递给液压缸,驱动设备进行运动。
同时,机械传动系统将发动机的动力转化为旋挖钻杆的旋转和推进力。
1.2 液压传动液压传动系统是旋挖钻机的主要动力来源,通过控制液压泵、液压缸和控制阀等部件,实现设备的运转、旋转和钻进操作。
1.3 旋挖钻头的工作原理旋挖钻头是旋挖钻机的核心部件,其工作原理是通过旋转钻杆和旋挖钻头,对地下土层进行钻探和取芯。
钻杆连接在旋挖钻头的上部,通过旋转钻杆,旋挖钻头在地下土层中产生旋转和锤击作用,将土层破碎并取芯上升到地面。
2. 旋挖钻机的操作方法旋挖钻机的操作方法包括机械操作、液压操作和安全操作。
2.1 机械操作在使用旋挖钻机之前,需要对设备进行机械操作,包括检查机械传动系统是否正常、润滑部件是否充足、各部件是否松动或损坏等。
在操作过程中,需要根据设备的工作规程,掌握设备的启动、停止、转向、振动和行走等操作方法。
2.2 液压操作液压传动系统是旋挖钻机的关键部件,正确操作液压系统对设备的正常工作至关重要。
在操作过程中,需要根据设备的液压图纸和操作规程,熟悉液压泵、液压缸、控制阀等液压元件的工作原理和操作方法,确保设备的安全高效运行。
2.3 安全操作安全操作是旋挖钻机操作的首要任务,操作人员需要严格遵守设备的安全操作规程,正确使用安全带、安全帽、防护眼镜等个人防护装备,确保操作人员的人身安全。
在操作过程中,还需要注意设备的稳定性、工作环境的安全性、周围人员的安全等方面,确保设备的安全运行。
3. 旋挖钻机的安全注意事项旋挖钻机作为一种大型机械设备,操作过程中存在较大的安全隐患,操作人员需要严格遵守相关的安全操作规程,注意以下几点安全注意事项:3.1 设备的稳定性在使用旋挖钻机进行施工作业时,需要确保设备的稳定性,避免设备倾覆或滑动等意外事故。
常见工程钻机种类及工作原理一、冲击式钻机靠钻具的垂直往复运动,使钻头冲击井底以破碎岩层。
其结构简单,没有循环洗井系统,岩屑的清除与钻机不能同时进行,因而功效较低。
钻井深度一般在250米以内,有时可达500~600米。
主要有2种:①冲抓锥。
利用钻具本身的重量冲击地层。
钻具的下端是几个可以张合的尖角形抓瓣,当钻具在自身重量作用下向下运动时,抓瓣张开,切入岩层,然后由卷扬机通过钢丝绳提升钻具,抓瓣在闭合过程中将岩屑抓入锥体内,提出井口卸出岩屑。
钻井深度通常为40~50米,最深达100~150米。
②钢丝绳冲击式钻机。
由桅杆和装在顶端的提升滑轮、钢丝绳、冲击机构、钻具、电动机等组成。
作业时,电动机通过传动装置驱动冲击机构,带动钢丝绳使钻具作上下往复运动,在向下运动时靠钻头本身的重量切入并破碎岩层,向上运动靠钢丝绳牵引。
钻头冲程为0.5~1米,冲击频率30~60次/分。
岩屑由抽砂筒清出地面,钻进与清除岩屑同时进行。
二回转式钻机依靠钻具的回转运动破碎岩层而成孔。
主要有5种:(1)锅锥。
利用其锅锥形钻具旋转切削土层。
根据钻具的大小分别称大锅锥和小锅锥,可由人力或动力驱动。
切下的土屑落到锅内,提升到地面卸出。
其结构简单,功效低,适宜于一般土层或砂卵石土层。
钻井深度小锅锥为80~100米,大锅锥为30~40米。
(2)循环泥浆洗井转盘式钻机。
由塔架、卷扬机、转盘、钻具、泥浆泵、水龙头和电动机等组成。
作业时,动力机通过传动装置驱动转盘,由主动钻杆带动钻头旋转破碎岩层。
有正、反两种循环方式。
正循环钻机工作时,井底岩屑通过钻杆外的环形通道被带出井口,在沉淀池沉淀后,泥浆流回泥浆池供循环使用。
反循环钻机工作时,泥浆在沉淀池沉淀后从井口自行流入井底,携带岩屑的泥浆则由砂石泵经钻头水口通过钻杆内腔向上抽吸出井,回沉到沉淀池。
钻机在钻杆内形成很高的上升流速,排出岩屑和卵石的能力较强,钻井速度快,适用于土层、砂层和卵石直径小于钻杆内径的松散地层。
授课讲义1、动力驱动设备现在,陆地钻机、海洋钻机大多数采用柴油机作为动力;但也有用柴油机带动交(直)流发电机经过整流后,用直流电动机作为钻机的动力;还有用交(直)流电动机为动力直接驱动钻机设备;燃气轮机作为钻机的动力正在发展中。
蒸汽机作为钻机的动力驱动设备早已过时了(早期钻机大部分采用蒸汽机作为动力驱动设备)。
钻机除动力机外还应有必要的辅助设备。
目前,深井钻机的动力驱动用柴油机总功率已由几百千瓦发展到几千千瓦以上,动力机组一般由3—5台柴油机组成。
190系列柴油机是一种用途广泛的高速大功率柴油机,可作为石油钻探、固定发电、工程机械、铁路牵引和工程船舶等设备的动力装置。
190系列柴油机包括有Z8V190、Z8V190--1、Z8V190--2、Z12V190B、Z12V190B--1和Z12V190B--2等基本机型,及其相应的配套机组(及带有风扇、水箱和底架的动力机组,如PZ12V190B型柴油机)。
除此之外,还要多种能适应不同环境、满足不同性能要求的变型产品,如适应于海拔3000米以上高原地区的Z12V190BY--1和PZ12V190BY--1型;适用于沙漠地区的Z12V190BYM--1和PZ12V190BYM--1型,以及柴油发电机用多种专业机型。
2、起升系统设备起升系统设备是由绞车、井架、天车、游动滑车(游车)、大钩及钢丝绳(大绳)等组成。
游动系统(天车、游车、钢丝绳)及大钩悬挂在井架内。
绞车的起升工作是动力通过传动装置传递的。
起升作业时还用一些辅助设备,如吊环、吊卡、卡瓦、吊钳及钻具运移机构等。
起升系统设备的主要功用是起下钻具、控制钻压送钻、更换钻头和下套管等。
有时还要处理井下复杂情况和辅助起升重物。
3、旋转系统设备旋转系统设备是由地面的转盘、水龙头(动力水龙头)和井下钻具(井下动力钻具)、钻头等组成。
该设备的主要功用是带动井下钻具、钻头等旋转、破碎岩石(钻进)及连接起升系统和钻井液循环系统。
旋挖钻工作原理
旋挖钻工作原理是通过驱动钻杆旋转将切削齿或钻头带动土层切削,并通过钻杆内的泥浆循环系统将切削的土层带出钻孔。
具体工作原理如下:
1. 钻杆系统:旋挖钻主要由钻杆组成,钻杆通过旋转运动将切削力传递给切削齿或钻头。
钻杆长度可以根据需要增加,以适应不同深度的钻孔。
2. 切削齿或钻头:切削齿或钻头是固定在钻杆末端的工具,用于切削土层。
切削齿或钻头通常具有锋利的锥形或圆形刀片,能够有效切割不同类型的土壤。
3. 泥浆循环系统:旋挖钻的钻杆内设有泥浆循环系统。
泥浆由泵送装置通过钻杆喷射到切削区域,带走切削的土层,并通过钻杆内的空心管将带走的土层带出钻孔。
泥浆还可以起到冷却和润滑的作用,减少切削齿或钻头的磨损。
4. 驱动设备:旋挖钻通常由液压系统驱动,通过液压马达提供旋转力和推进力。
驱动设备能够控制钻杆的旋转速度和推进速度,以适应不同地质条件和工作要求。
总之,旋挖钻通过旋转的钻杆带动切削齿或钻头切削土层,并利用泥浆循环系统将切削的土层带出钻孔,从而实现地下工程中的钻孔作业。