石油钻机绞车档位的优化配置(新版)

《石油钻机型式与基本参数》修订标准技术分析1标准制修订回顾70年代我国石油工业蓬勃发展，但装备落后。

在这种形势下，1975年原石油工业部与机械工业部联合组织成立了“钻机系列化及链条钻机调查小组”，1978年又成立了“三化小组”，在分析各国钻机标准及美国钻机和API规范的基础上，起草了我国《石油钻机型式与基本参数》标准。

1979报国家标准总局，经批准定为中华人民共和国国家标准，标准号为GB1806—79，于1981-01实施。

此标准在技术上的显著特点是，在最大钩载参数上突破了以往沿袭原苏联、罗马尼亚标准的作法，这两国标准基本上是根据综合井身结构下套管负荷需要来确定最大钩载；我国这次标准是在有关规范和设计准则要求下，最大限度地发挥钻机绞车本身能力可提供的负荷来确定最大钩载。

因此，该标准制订的这一参数比苏、罗标准均要大(见表1)，它较大地提高了钻机对地层和钻井工艺的适应能力。

表1GB1806—79与苏76*和罗75*标准的最大钩载对比注：*指1976年或1975年标准。

首次标准发布以来，至今已进行了2次修订，它们在规范和促进我国石油钻机发展上起到了重要作用。

前后标准对比见表2。

表2历次钻机标准主要参数对比2美国石油钻机技术基本作法美国在世界石油钻机技术和销售量上均属首位，与国际技术接轨实质上是与以美国为代表的技术作法及采用API规范接轨。

我国石油钻机标准采纳了这一趋向。

就普遍使用的机械驱动钻机而言，美国在60年代已达成熟阶段，从那时至70年代其石油机械制造业得到迅速发展。

钻机制造公司主要有8大家，统计1973年美国286个陆地和40个海洋钻井公司使用的1 891台钻机，这8家所占比例达90%，其中尤以National、Emsco、Ideco公司为甚，它们所占比例分别为，National30.8%，Emscoo 13.9%,Ideco10.7%，Oil Well8.25%，Mid-Continent8.25%，Wilson7.15%，Cardner-Denver5.15%，Brewster4.85%。

石油钻机绞车档位优化配置1. 引言石油钻机是钻井作业的重要设备之一，钻机绞车是钻机的关键部件之一。

绞车的档位配置对钻机的性能和效率有着重要影响。

本文将探讨石油钻机绞车档位的优化配置方法。

2. 绞车档位选择的重要性绞车档位的选择直接影响钻机的钻进速度和效率。

合理的绞车档位配置可以提高作业效率，减少能源消耗，并确保钻机作业的安全性。

3. 绞车档位优化配置原则在进行绞车档位配置时，应考虑以下原则：3.1 载荷和速度的平衡绞车的载荷和速度之间存在一定的平衡关系。

如果绞车档位过低，可能会导致绞车速度过慢，影响钻机的钻进效率；如果绞车档位过高，可能会导致绞车速度过快，对绞车和钻井设备造成过大的负载，增加故障风险。

3.2 适应不同作业条件钻机在不同的作业条件下，对绞车档位的要求也不同。

在岩层较硬的情况下，需要选择较高的绞车档位以提高钻进速度；而在岩层较软的情况下，可以选择较低的绞车档位以减少绞车和钻井设备的负载。

3.3 安全性考虑档位配置还应考虑到钻机作业的安全性。

选择过高的绞车档位可能会导致设备超载，增加故障和事故的风险。

因此，在进行档位配置时，要确保绞车档位不超过设备的额定负载，以确保钻机作业的安全。

4. 绞车档位优化配置方法在进行绞车档位优化配置时，可以采取以下方法：4.1 考虑钻井参数钻井参数包括钻头直径、钻杆长度、岩心类型等。

根据不同的钻井参数，选择合适的绞车档位。

一般来说，钻头直径较大、钻杆长度较长、岩心类型较硬的情况下，应选择较高的绞车档位；钻头直径较小、钻杆长度较短、岩心类型较软的情况下，可以选择较低的绞车档位。

4.2 考虑井深和作业条件井深和作业条件也是确定绞车档位的重要因素之一。

一般来说，井深较浅、作业条件较好的情况下，可以选择较低的绞车档位；井深较深、作业条件较差的情况下，应选择较高的绞车档位。

4.3 根据实际经验总结钻井作业是一个具有一定复杂性的过程，档位配置也需要根据实际经验进行总结。

绞车由两台800kW型的交流变频电 动机经联轴器将动力分别输入至左、右齿 轮3 减速箱输入轴，经二级齿轮减速后传给
8
滚316 筒轴。绞车整个变速过程完全由主电机 7交8 流变频控制系统操作实现。绞车自动送 7钻8 由一台42.5kW(57hp)的交流变频电机 4驱164 动，经大传动比立式减速机和推盘离合 2器764 后，将动力传入右箱体输入轴端，再经 齿轮箱一级减速后带动滚筒轴完成自动送
• （2）班维护
• ① 停机检查油池油位，如油位太低应及时补充润滑油；
• ② 检查润滑油压力表读数是否正常，如超出许可范围应 及时查找原因或进行调整；
• ③ 检查润滑系统工作是否正常，润滑管线是否漏油,各喷 嘴有无堵塞，如有异常应及时排除；
• ④ 检查绞车与底座的联接螺栓、快绳绳卡U型螺栓、电机、 减速箱地脚螺栓、联轴器固紧螺栓、滚筒轴轴承座与绞车 架主墙板连接螺栓、盘刹装置固定螺栓等是否松动，如松 动，应及时紧固；
游动系统为5X6绳系时绞车钩载、钩速参数
绳系
钩载 连续工况下
最大钩载 短时工况
(1 min)
最大钩速
10绳系 0～2917kN 3750kN 1.53m/s
• （5）绞车结构
• JC70DB绞车按部件划分，主要包括绞车架、 滚筒轴、左右齿轮减速箱、电动机（2台）、 自动送钻装置、液压盘式刹车、电气控制 系统和润滑系统等。
• ⑥ 检查绞车冷却水系统各管线、接头的情况，如有损坏 及时更换；
• ⑦ 放掉油池内的润滑油，彻底清洗清理油池；
• ⑧ 检查输入轴联轴器的同轴度情况并及时调整；
• ⑨ 检查所有油封，如有损坏及时更换；
• ⑩ 检查气控系统全部管线、阀件、压力表执行机构的状 态，并及时更换；

SY/T 6724－2008 《石油钻机和修井机基本配置》节选本标准用列表的形式，分别叙述了钻机的基本配置、车装钻机的基本配置和车装修井机的基本配置。

在钻机的基本配置部分，标准列举了常用的七个级别16种钻机类型，并对其基本参数、结构特点等进行了描述。

七个级别钻机包括：ZJ15/900、ZJ30/1800、ZJ40/2250、ZJ50/3150、ZJ70/4500、ZJ90/6750、ZJ120/9000。

每种级别钻机根据驱动形式和传动形式不同，选择2～3种典型钻机类型，并用配置清单的形式详述了钻机所配设备的名称、基本参数和配套数量，以及可选择的配置设备。

在车装钻机的基本配置部分，标准列举了常用的五个级别10种车装钻机类型，并对其基本参数、结构特点等进行了描述。

五个级别车装钻机包括：ZJ10/600、ZJ15/900、ZJ20/1350、ZJ30/1700、ZJ40/2250。

每种级别车装钻机根据钻机布置的不同，又分为车载式和拖挂式，并用配置清单的形式详述了车装钻机所配设备的名称、基本参数和配套数量，以及可选择的配置设备。

在车装修井机的基本配置部分，标准列举了常用的九个级别21种车装修井机类型，并对其基本参数、结构特点等进行了描述。

九个级别车装修井机包括：XJ350、XJ600、XJ700、XJ900、XJ1100、XJ1350、XJ1600、XJ1800、XJ2250。

每种级别车装修井机根据底盘型式的不同，又分为自走底盘、汽车底盘和牵引底盘，并用配置清单的形式详述了修井机所配设备的名称、基本参数和配套数量，以及可选择的配置设备。

下面分别以ZJ70/4500钻机、ZJ20/1350车装钻机和XJ1800车装修井机为例说明标准的主要内容。

ZJ70/4500钻机：1)基本参数：最大钩载、绞车最大输入功率、最大快绳拉力、提升绳系、转盘开口直径、钻井泵台数、井架型式、底座型式、底座高度、主动力机组功率、辅助发电机组等。

石油钻机绞车的控制策略石油钻机绞车的控制策略【摘要】本文在研究绞车驱动电机的特性要求的基础上，分别对绞车的驱动控制策略进行了深入的研究，并采用一种适用于绞车的控制策略—直接转矩控制策略。

【关键词】石油钻机绞车；驱动特性；控制策略绞车不仅是石油钻机的起升系统设备，而且也是整个钻机的核心部件，是钻机三大工作机组之一。

主要有以下功用：用以起下钻具、下套管；钻进过程中控制钻压，送进钻具；借助猫头上、卸钻具丝扣，起吊重物及进行其他辅助工作；充当转盘的变速机构或中间传动机构；整体起放井架。

最近几年发展的交流变频电动机驱动的绞车，电动机通过齿轮减速箱直接驱动滚筒轴，利用变频调速和再生发电制动技术，取消了机械换档和绞车的辅助刹车，使刹车的结构大大简化，并使其工作性能也得到了较大的提高。

1 驱动系统特性要求1.1 绞车负载特点及对驱动特性的要求图1为大钩提升载荷Qh与提升速度V的关系曲线。

若大钩提升速度能随载荷的变化而相应地改变，即沿图中曲线1工作，这是最理想的情况，功率利用最充分。

QhV=C是理想功率曲线。

绞车载荷是随起钻过程中立根的数目的逐一减少而呈阶梯状下降的。

若提升速度V也能随立根数的每一次减少而相应增加，即沿曲线2工作，则功率利用虽不是最理想的，也已很充分。

但在机械变速有限档情况下，这是不可能做到的。

曲线3是分级变速时的曲线，可见功率利用不充分，阴影三角面积是未被利用的功率。

图1 大钩提升载荷与速度按绞车工作特点，对动力机组的要求是：（1）能无级变速，以充分利用功率，速度调节范围R=■5～10。

（2）具有短期过载能力，以克服启动动载、振动冲击和轻度卡钻。

（3）绞车工作时起停交替，要求动力传动系统有良好的启动性能和灵敏度可靠的控制离合装置。

综上，绞车驱动需要的是具有恒功率调节、能无级变速并具有良好启动性能的柔性驱动[1]。

维普资讯
２０ 年 第 ３ ０７ ６卷 第 ５期 第 ５ １页
石 油 矿 场 机 械
０Ｉ Ｆ ＥＬＤ Ｅ Ｌ Ｉ ＱＵＩ Ｍ ＥＮＴ Ｐ
文 章 编 号 ：１ — ４ ２ ２ ０ ） ５ ０ ５ — ４ ０ １３ ８ （ ０ ７ ０ — ０ １０
钻 机 的动力 机转 速高 ， 执行 机构 转速低 ， 了使 为 执 行机 构有 合适 的转 速 ， 般 要 经 过 ３ 一 ～５级 减 速 。 绞 车和 转盘要 求调 速 范围 为 ５ Ｏ级 。为 充分 利用 ～１ 功 率 ， 般应设 ４ ６个 机 械挡＿ 。 一 － ２ ］ 图 ２为 理想 功率 曲线 。实 际上 绞车载 荷是 随起
ｔ ｙ．
Ｋ ｅ ｒ ：ｄｒ ｗｗ ｏｒ ；ａｕ ｏ ｇ ａ ｉ ｇ；ｓ ｎ ｅ ｃ ｉ ｏ ｐｕ ｅ ； ｈ ｏｋ ｌ ａ ｙ ｗｏ ｄｓ ａ ｋｓ ｔ— ｅ ｒｎ ｉ ｇｌ ｈ ｐ ｃ ｍ ｔｒ ｏ ｏ ｄ
绞车 起 升 系统 是石 油钻 机 的 三 大 工 作 机 组 之
一
，
在钻 井工作 中起 着 非 常 重要 的作 用 。石 油 钻 机
基 于 单 片 机 的石 油 钻 机 绞 车 自动 换 挡 系统
杨 慧 ， 明侠 齐
（ 国 石 油 大 学 （ 东 ）机 电工 程 学 院 ， 东 东 营 ２ ７ ６ ） 中 华 山 ５ ０ １
摘 要 ： 油 钻 机 的 绞 车 一 般 设 计 成 多个 挡 位 ， 去 一 直 采 用 手 动 机 械 式 换 挡 ， 作 效 率 低 。 提 出 了 石 过 工
度， 以满 足钻 井工艺 的要求 。
国产钻 机 绝 大多 数 为 机械 传 动 ， 升 系统 一 般 起
大 钩 的起升 速 度 乘 以大 钩 起 升 载 荷 Ｑ， 即为 大钩 的起升 功率 Ｐ， Ｐ＝常数 ， 即在 恒 功率 条 件 下升 高 和下 降 。大钩起 升速 度 与载荷 的关 系如 图 ２ 。

《装备维修技术》2020年第4期— 209 —石油钻井直流电动钻机绞车的故障和处理罗军（西部钻探吐哈钻井公司 新疆 鄯善 8382000）摘 要：随着油气能源开采力度加大，油气勘探开发向深海等难动用储量延伸，大功率直流电机具有调速性能优良的优点，被广泛应用于钻井平台拖动机械设备，电机调速系统是强弱电控制结合的系统，系统弱电部分检测工作转速，电机温度等信号，强电部分根据控制信号调节电机转速。

随着中国经济高速发展，我国已成为世界最大石油消费国。

我国海域油气资源丰富，需要加大海洋石油勘探开发力度。

随着石油钻探行业新工艺技术发展，电动钻机具有诸多优势得以广泛应用，电气传动系统是钻机核心控制部分，本文围绕西部钻探克拉玛依钻机公司某队采用直流调速器钻机电气传动系统研究，阐述故障处理工作，为相关工作开展提供借鉴。

关键词：石油钻井；直流电机；故障处理电机调速发展与电子技术发展相关，电机调速与电子技术相互促进，以弱电检测发出控制信息，现代电气控制技术是强弱电结合的技术。

石油钻井由多种机器设备组成的联合工作机组，主要功能是打通地下油气层井筒，整套钻机必须具备起升设备，旋转设备，传动系统等。

绞车是钻机工作机组之一，是钻井中的核心设备，用于起下钻具，钻井中控制专家等。

绞车是石油钻井等石油钻采机械核心部件，其可靠性直接影响系统安全性能。

随着油气能源开采力度加大，油气勘探向深地层等难动用储量延伸，致使钻机发展向大型化方向推进，引了发国内开发适合深井钻采设备热潮。

对直流电机绞车故障问题分析，对保证石油钻井电机正常工作，提高石油开采生产效率具有重要意义。

1 石油钻井直流电动钻机绞车结构简介石油钻机是由机电液气等设备组成的联合工作组，是油气田开发的专业设备，随着钻井作业要求发展不断进步。

石油钻机主体机械设备驱动形式包括液压驱动等，通过传动系统完成并车，换向等功能。

是由主体机械包括提升设备，旋转设备与循环设备。

电气控制系统完成对主体机械驱动钻机为电动钻机，随着科技的发展，大型钻机进入全面电气传动时代。

1
2 主要技术参数
¾ 绞车输入功率
3000hp
¾ 最大快绳Βιβλιοθήκη 力640kN¾ 钢丝绳直径
Ф1 3/4″
¾ 挡数
2正2倒（无级调速）
¾ 滚筒转速
0－380r/min(高速挡)
0－250 r/min(低速挡)
a) 操作人员可能会接触到旋转运动件，旋转运动件上的紧固件上的紧固件可能出现松动 和脱落甚至飞出现象，从而导致人身伤亡。在绞车运转过程中，应安装所有的防护罩，并上 拧紧紧固件，定期对护罩的紧固件是否松动。
b) 刹车盘（刹车鼓）与刹车片之间的相对滑动会产生高温，检修盘刹应在绞车停止运行
II
并等待刹车盘冷却之后再进行，以免灼伤操作人员。 c) 检修设备过程中，中小零部件注意使用风动绞车等起重设备进行吊移，切不可直接人
IV
1 概述
绞车是钻机的重要配套部件。在石油钻井过程中，不仅担负着起下钻具、下套管、控制钻 压、处理事故、提取岩芯筒、试油等各项作业，而且还担负着井架的起放任务等。
JC90DB6 绞车设计符合 SY/T 5532-2002《石油钻机用绞车》标准。
图 1-1 JC90DB6 绞车 JC90DB6 绞车(见图 1-1)是一种交流变频控制的单轴齿轮传动绞车，它主要由交流变频电 动机、变速箱、液压盘刹、滚筒轴、绞车架、自动送钻装置、空气系统、润滑系统等单元部件 组成(参见绞车图册：JC90DB6 绞车图册)。绞车由两台功率 1500hp、转速 0～2200r/min 交流 变频电机驱动。绞车为两挡无级变速，主刹车采用交流变频电机能耗制动，辅助刹车采用液压 盘式刹车，液压盘刹配双刹车盘。绞车变速箱为两挡无级变速，采用齿轮传动，齿轮和变速箱 轴承润滑采用强制润滑方式。绞车配有自动送钻装置，自动送钻装置由一台 45kW 的 ABB 交 流变频电机提供动力，经一台立式齿轮减速机和主变速箱减速后驱动滚筒实现自动送钻功能。 绞车电机、变速箱、自动送钻安装在一个小底座上，构成一个独立运输单元；滚筒轴及刹 车系统安装在一个大底座上构成一个运输单元；共三个单元。在运输条件许可的情况下，可按 一个整体运输单元运输。 绞车所有控制（电、气、液）均可集中在司钻控制房内。

快 绳 拉 力 ： ８ｋ ２ ０ Ｎ； 名 义 钻 深 ：０ ０ ４０ ｍ； 钢 丝 绳 直 径 ：
２ 传 动 轴 系 统 计 算
２ １滚 筒轴 计算 分析 ．
滚 筒 轴 受 快 绳 拉 力 ，链 条 力 和 自重 力 的 共 同 作 用 ， 满
载 特 点 是 经 常 变 化 的 ： 伴 有 振 动 和 冲 击 。计 算 工 况 取 恶 并
的静 强 度 分 析 、刚度 校 核 和疲 劳 寿命 分 析 ，分 析 结 果 表
明 ， 钻 机 绞 车传 动 系 统设 计 合 理 ， 合 于 油 田 的生 产 需 该 适
要
式 中 ， ａ ， ｍ ｘ为 轴 计 算 截 面 上 所 受 的最 大弯 矩 和 扭 Ｍｍ ｘ Ｔ ａ
矩 （ ｇｍ ） Ｚ Ｚ 为 轴 计 算 截 面 的 抗 弯 和 抗 扭 截 面 模 数 Ｋ． ，，
Ｆ ￣
Ｉ／ ［［］ ／ ３ 三母 Ｉ Ｉ图 ３ 钻机 绞 车工 Nhomakorabea原 理 图
１动 力 机 ； 变 速 箱 ； ． 动 转 换 机 构 ； 刹 车 等 控 制 系 统 ； ． 丝 绳 ； ． ２ ３运 ４． ５钢 ６． 车 ； 游 车 ； ． 钩 天 ７ ８大
本次 案 例分 析 的绞 车 主要 参 数 为 ： 入 功 率 ：３ ｋ ； 输 ７５Ｗ
Ｍ Ａ ｕｘ ｉｎ Ｇ ｔ／ａ ｇ
（ ｈｎ ｉ ｅｄ Ｄ ｎｙ ｇ ２ ７ ６ ，Ｃ ｉ Ｓ ｅＳｉｏｆ ｌ， ｏｇｉ ， ５ ０ １ ｈｎ ｌ ｉ ｎ ａ）
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂａ ｅ Ｏ ４ Ｂ ｂ ｒｎ ｗｉ ｃ ａ ｅ ａ ｌ ． ｔ ｅ ｓｒ ｃ ： ｓｄ ｎ ０ ｏｉｇ ｎ ｈ ｓ ｘ ｍｐ ｅ ｈ ｐａ ｅ ｐｒ

钻机绞车属于石油钻机中的起升系统，它的性能直接决定了起升系统的工作效率和钻井作业效率。

因此，绞车在钻机设计过程中应进行充分合理的计算和分析。

一、绞车的设计计算1.4000米钻机的基本参数根据GB/T23505-2009《石油机和修井机》，得4000米钻机的基本参数如下：最大钩载：Pmax＝2250kN名义钻深范围：2500～4000m(4-1/2”钻杆)2000～3200m(5”钻杆)钻井绳数：Z=8最大绳数： Zmax=10钢丝绳公称直径：d=32钻柱重量：Q柱==1200kN2.绞车的基本参数计算（1）快绳拉力。

绞车快绳拉力分正常工况和事故工况两种，分别用P和Pmax表示，主要用于疲劳强度计算和静强度计算。

正常工况下绞车的快绳拉力为：其中：游η为游动系统的总效率；η为单滑轮的效率，其值为0.97。

事故工况下的绞车快绳拉力为：其中：游η′为绞车事故工况下游车的总效率。

（2）滚筒尺寸。

绞车滚筒基本尺寸主要包括滚筒直径D筒，和滚筒长度L筒。

合理选择这两个尺寸，既能得到合理的缠绳容量，又能够满足滚筒的强度要求。

根据实践经验，滚筒的直径D筒=（18～24）d绳，滚筒长度约为L 筒=（2.2～1.8）D筒，钢丝绳直径为32mm，取D筒=20d绳，L筒=2D筒，得滚筒直径和滚筒长度分别为：D筒=20d绳=20x32=640mm　L筒=2D筒=2x640=1280mm（3）滚筒每层缠绳圈数。

每层缠绳圈数关系到钢丝绳缠绳的层数，由于钢丝绳直径和滚筒长度已经确定，所以每层的缠绳数也是一定的, 根据公式，得滚筒每层的缠绳圈数为：其中：n为每层缠绳圈数；∆为缠绳间歇，一般取1～2mm。

3.绞车滚筒的设计计算（1）缠绳层数。

绞车的缠绳层数是指绞车在正常工作条件下，大钩起升到最高点时缠绕在绞车滚筒上总的缠绳层数，可根据标准选择相应的多层缠绕系数A。

在4000m钻机中，绞车大多使用带槽滚筒。

出于安全起见和实际生产需要，滚筒在工作过程中必须留8～10圈的缠绳余量。

一、基本参数：1.电机参数：a)额定功率：200 kWb)额定电压：AC 660 Vc)额定电流：222.4 Ad)额定转速：740 rpm2.工艺参数：a)滚筒数量： 2 个b)最高速度： 3.87 m/sc)爬行速度：0.7 m/sd)应急最高速度： 1.5 m/se)应急爬行速度：0.7 m/sf)检修最高速度： 1 m/sg)检修爬行速度：0.3 m/sh)滚筒直径：Φ2 mi)减速比：1:20j)操作方式：手动，检修，应急。

二、变频调速装置设定的参数1. 可控整流侧参数设定a) F00 REFERENCES (参考源)↙F01 BUS LEVEL (直流母线电压参考源) ↙R01 V PRESET1 (直流母线电压预置值) 1080VDC b)G00 INPUT/OUTPUT (输入/输出) ↙G01 RUN COMMAND (运行命令) ↙G02 ENABLE (使能端有效)G04 RELAY1 (继电器1) ↙O01 RUN (运行)G05 RELAY2 (继电器2) ↙O01 RUN (运行)2. 逆变侧参数设定a)B00 MOTOR (电机) ↙B01 MOTOR VOLTS (电机额定电压) 725VB02 MOTOR AMPS (电机额定电流) 222.4AB03 MOTOR Hz (电机额定频率) 50HzB04 MOTOR RPM (电机额定转速) 740r/minb)C00 PERFORMANCE (电机工作特性设定) ↙C01 MIN Hz (最小频率) 0HzC02 MAX Hz (最大频率) 50HzC03 RAMP (升/降速设置) ↙C04 AECEL TIME (线性升速时间) 15SC05 DECEL TIME (线性降速时间) 9SC07 Flux Plus (磁通补偿) 150% C11 AUDIBLE FREQ (载波频率) 2KHz c)D00 PROTECTION (保护功能) ↙D01 CURRENT LIM (电流限制) 486D02 I²t (I²t保护) 280D05 REVERSE (反转) ↙H00 ENABLE (有效)d)E00 STOP/START (停止/起动)E01 STOPPING (停止) ↙E03 COAST (自由停车)e)F00 REFERENCES (速度基准) ↙F01 REMOTE (远距离控制) ↙R00 AN1 (模拟量输入1) ↙R01 REF AT 0% (零值) 0R02 REF AT 100% (最大值) 145 f)G00 INPUT/OUTPUT (数字量输入/输出) ↙G11 DIG IN1 (数字量1输入) ↙I07 RESET (复位)G12 DIG IN2 (数字量2输入) ↙I03 FWD (正转运行)G13 DIG IN3 (数字量3输入) ↙I04 REV (反转运行)G14 DIG IN4 (数字量4输入) ↙I11 REMOTE (远方控制)R00 AN1 (模拟量输入1) ↙(系统自动调整以下数值与F01中的设定值同步，故可不用设定，取默认值)R01 REF AT 0% (零值) 0R02 REF AT 100% (最大值) 145G15 RELAY1 (继电器1) ↙O00 RUN (运行)G16 RELAY2 (继电器2) ↙O01 TRIP (故障)P01L Analog opt (左侧板模拟量输出) V01 Hz ↙P02L Zero opt% (零输出) 0 ↙P03L Max opt% (最大值输出) 125↙P04L Min opt% (最小值输出) 0P01R Analog opt (右侧板模拟量输出) V04 Amps ↙P02R Zero opt% (零输出) 0 ↙P03R Max opt% (最大值输出) 100↙P04R Min opt% (最小值输出) 0三、用户参数表对应低速减速点2)。

作者简介：马梓晋，男，1972年生，助理工程师，现从事测井绞车等产品的设计工作。

及元件特性的限制，导致绞车系统在低于3 m/min的低速工况下会图1 测井车结构示意图1. 电控系统2.汽车发动机3.汽车变速器4.分动箱取力器5.汽车传动轴6.液压油泵7.绞车滚筒8.液压马达+减速机图2 动力传输示意图图3 绞车系统容积调速回路液压原理图图6 多功能流控阀的液压原理图汽车发动机主要为车的行驶或绞车系统工作提供原动力，但不能同时为车辆行驶与绞车工作提供动力。

底盘接收发动机的动力并承载绞车系统及其电控系统。

绞车系统采用液压传动，其作用是通过取力器将发动机的动力柔性传递给减速机和绞车滚筒，以提升和下放测井电缆，满足测井作业的需要。

其主要为容积调速回路及其控制回路，其中容积调速回路通过双向变量泵、双向变[2]量马达分段调速的方法实现测井绞车的转速调节（见图）。

但是，该回路不能实现精细流量控制，无法满足测井作业的低速要求。

3电气系统主要用于为绞车电控系统及测井系统提供电源。

绞车电控系统用于控制绞车的运行速度，通过电比例控制手柄（控制电位器）和模拟控制器两部分实现。

电控手柄输出电压信号分别给模拟控制器1和模拟控制器2，控制器1将电压信号转换为控制双向变量泵比例电磁阀的电流信号，从而控制油泵的排量和供油方向；控制器2将电压信号转换为控制液压马达比例电磁阀的电流信号，从而控制马达的排量（ 见图4），马达的旋转方向由双向变量泵的供油方向控制。

优化后的系统组成及应用为了满足测井工况的需要，使绞车的电缆传输速度可达到m/min ，在对液压容积调速回路兼容的基础上进行设计优化，扩展图4 原绞车电控系统流程图当绞车液压系统实现容积调速功能时，多功能流控阀的控制油口X 没有先导油，压力油由P 至P 或由P 至P 流动时通过插装1221阀，形成自由流量，实现容积调速的自适应。

为了满足容积调速回路最大流量225 L/min （发动机转速为1 800 r/min 时）的要求，选用的插装阀在压差为0.8 MPa 下的最大流量可达400 L/min 。

JC-40绞车滚筒体设计计算书编制：杨燕审核：李飞舟批准：代军宝鸡市新时代石油机械制造有限公司目录一、概述二、绞车总体参数三、滚筒体筒壁强度校核四、结论一、概述JC-40绞车是密闭式、链传动、气胎离合器换档的内变速绞车。

绞车安装于钻机后台较底座上，安装方便。

绞车整体采用密封润滑，墙板式框架结构，主要由绞车底座、绞车架、输入轴、中间轴、滚筒轴及电磁涡流刹车等组成，并配有电动应急装置。

来自柴油机组的动力经并车箱和链条箱后传至绞车输入轴，经中间轴上气胎离合器和滚筒轴上的高、低速离合器可使绞车滚筒轴获得四个提升档位速度，既利于功率的合理使用，提高功率利用率，又使钩载的提升速度合理分配与使用，适应于2500～4000m深井作业。

二、绞车总体参数1. 绞车总体参数的确定JC-40绞车是配套在ZJ40/2250钻机上，根据SY/T5609《石油钻机型式与基本参数》的有关规定，4000米钻机的主要技术参数为：最大钩载Q max=2250KN；(最大钻柱重量Q柱=1150KN)，=85KN；游系结构5×6；钻井钢丝绳直径υ32mm，所配游动系统重量G游根据JC-40绞车的设计，其主要参数为：额定输入功率：735 kw开槽滚筒尺寸（直径×长度）：υ660mm×1388 mm刹车盘尺寸（外径×厚度）：υ1570 mm×76 mm2. J C-40绞车传动原理3、快绳拉力的计算⑴提升最大钻柱重量时P=Q柱+G游Zη游Z=10(钻井绳数)；η游＝0.8（游动系统效率）P1=154KN⑵提升最大钩载时P max=Q maxZη游=280KN4、滚筒缠绳容量的计算D 0=660mm （滚筒原始直径）；d绳＝32mm（钢丝绳直径）；Ø=0.9(缠绳半径增量系数 )；L=1173mm（滚筒缠绳有效长度）Δ＝0.86（滚筒上钢丝绳被压扁时直径上的增量）；l=28m(立根长度) ⑴每层排绳数nn=Ld绳+△=35.7，取n=36⑵缠绳层数与起升高度计算滚筒缠绳留第一层2/3不用，则钢丝绳长J=13πD1n+πD2n+……+πD4nD 1=D+d绳＝676mm；D2=D1+2Ød绳733.6mmD 3=D2+2Ød绳=791.2mm；D4=D3+2Ød绳=848.8mmJ=293932mm=293.932m；H=J/Z≈29.4m立根长度28m，滚筒缠绳4层满足使用要求。

器 外齿 无法 滑动 ， 换档 气缸 被 顶死 也 无法 运动 ， 出现 假换 档 现象 。
式离合 器来 实现 的 。绞 车 气控 换档 系统 是 由三位 四 通气开 关 、 换档气 缸 、 顶杆 阀及 换档 气压 表组 成 。换 档控制 时 ， 过三 位 四通气 开关 控制 执行 机构 （ 位 通 三 气缸 ） 实现对 绞车 高低 速档 位变 换 ， 三位气 缸 的 ３个 位置分 别代 表绞 车 的高 速 档位 、 档位 、 速 档位 。 空 低
ｌｍ ｓａ ｄ ｄ ｆ ｉｎ ｙ ｏ ｃ ｒ ｎ ｅ ｒｃ ａ ｇｎ ｆ ｈｆ ｍｅｈ ｎｓ ｗｉ ｅｅｉ ｎ ｔｄｂ ｓ ｆＰ Ｃ．Ｉ ｗｉ ｋ ｅ ｎ ｅｉ ｅ ｃ ｃｕ ｒ ｇ ｉ ｇ ａ ｈ ｎ ｉｇｏ ｉ ｃ ａ ｉｍ ｌ ｂ ｌ ｃ ｉ ｎ ｓ ｔ ｌ ｍｉａｅ ｙ ｕ ｅｏ Ｌ ｔ ｌ ｍａ ｅ ｌ
消除其在换档 变速 中 出现 的问题和不足 ， 可使换档操作过程 简便 直观 ， 高设备 的使 用效率和寿命 。 提
关 键 词 ：绞车； 离合 器， 改进 ；Ｌ ； 辑控 制 ； 动送钻装置 Ｐ Ｃ逻 自
中图 分类号 ： Ｅ ２．１ Ｔ ９２０
文献标 识码 ： Ｂ
Ａｎ ｉ ｐ ｏ ｅ ｅ ｆｇ ａ ｎ ｒ ｇ ｄ ａ ｗｏ ｋ ｍ ｒ ｖ ｍ ｎｔｏ ｅ ｒｉ ｉ ｒ ｗ ｒｓ
ＬＩ Ｊｅ Ｕ ｉ
（ ｎ ｈ ｕ ＬＳ Ｎａ ｉｎ ｌＯｉｗｅ ｌＥｎ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｃ ． ｄ． Ｌ ｎ ｈ ｕ ７ ０ ５ Ｃｈ ｎ ） Ｌａ ｚ ｏ — ｔ ａ ｌ ｌ ｇｉ ｅ ｒ ｎ ｏ Ｌｔ ， ａ ｚ ｏ ３ ０ ０， ｉ ａ ｏ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ＬＣ ｔ ｃ ｎ ｑ ｅ ｉ ｗｉ ｅ ｉ ｔ ｏ ｕ ｅ ｏ ｃ ａ ｇ ｅ ｒ ｆｄ ａ ｅ Ｐ ｅ ｈ ｉ ｕ ｓ ｌ ｂ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｔ ｈ ｎ ｅｇ ａ ｓｏ ｒ ｗｗｏ ｋ ｏ ｒｌ ｎ ｉ ｓ Ｔｈ ｒ ｂ ｌ ｒ ｆｄ ｉ ｉ ｇ ｒｇ ． ｌ ｅｐ ｏ

钻井绞车齿式挂合机构“挂挡难”的原因分析及对策蒋合艳^2，黄治湖4李洪波'吴卫周\王娜3(1.宝鸡石油机械有限责任公司，陕西宝鸡721002;2.国家油气钻井装备工程研究中心，陕西宝鸡721002;3.中国石油塔里木油田公司勘探开发研究院，新疆库尔勒841000)摘要：文中分析了某直流电驱动一体绞车齿式挂合机构挂挡困难的原因。

通过在绞车输入轴惯刹离合器上增加辅助挂挡 的微摆机构，可实现成功挂挡。

关键字:直流电驱动绞车;挂挡机构;微摆机构中图分类号:T E924 文献标志码：B文章编号：1〇〇2-2333( 2〇17 )〇4-〇〇73-〇4 Solution a n d C a u s e Analysis o n the difficulty ofPutting into G e a r for Tooth Shift Engaging M e c h a n i s m o f D r a w w o r k sJ I A N G H e y a n'H U A N G Z h i h u12，L I H o n g b o1，2，W U W e i z h o u1，2，W A N G N a3(l.Baoji Oilfeild Machinery Co.,Ltd.,Baoji721002, China;2. NationalEngineering Research Centre for Oil & Gas Drilling Equipment,Baoji721002, China;3.Exploration and Development Research Institute of PetroChinaTarim Oilfield Company,Korla841000, China)Abstract：The tooth shift engaging mechanismin D C drawworks i s difficult to change gears,this paper analyzes i t sreason. By increasing amicro-pendulum deviceonthe inertia brake clutch of the input shaft,successful shift i s realized.K e y words:D C draw works;tooth shift engaging mechanism;micro pendulumfacility〇引言目前直流电驱动一体绞车采用内变速链传动方式，通常设四个机械挡位，其传动原理如图1所示，绞车通常 由两台电动机经输人轴并车后，通过两挂链条输出到传 动轴形成两个挡位，传动轴与滚筒轴之间的两挂链条又 形成两个挡位，共四个挡位。

石油钻机绞车档位的优化配置（最新版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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ｌ － ３ 缺 点
（ １ ） 这种 复合式 驱动钻 机 ． 绞车采用 低位安 装 ． 布置 在下底 座后 侧， 而 司钻控制 房 固定 在钻 台上 ． 钻 台整体 高度为 ９米 ． 绞车滚 筒高 低 速采用气 控 ， 由于控 制气路较 长（ ２ ０ ｍ左右 ） ． 当司钻操纵 绞车滚筒 高、 低速 离合器 的控制 手柄 时 ． 高低 速继气 器不能迅 速打 开或关 闭 ． 从 而导 致离 合器 的进 、 排 气严 重滞后 ． 使得 滚筒 离合 器 同摩擦 毂抱 合 和分离 时间延 长 ， 加剧 摩擦 片 、 摩擦 毂 的磨 损 ， 大 大缩 短其使 用寿 命。 （ ２ ） 由于现场 的气控元件 工作 的介质 为压缩空气 ． 受压缩 空气处 理装置 的限制 ， 压缩空气 中含有微量 的水 ． 在冬季施工 中容易结 冰 ． 造 成控制气路不畅 ， 甚至堵 塞气路 ． 存在不安 全隐患 （ ３ ） 受钻机结构 的影 响． 司钻 台安置在 高度为 ９米 的台面上 ． 不利 于对控制气路进行冬 防保温 本， 可最大限度地减少钻井事故的发生， 提高钻井生产率。●
（ １ ） 当滚筒 高 、 低速气 控阀打到低 速位置 时 ， 低速气控 阀打开 ， 控 制气 沿低速控制 管线至低 速继气器 ． 低 速继气 器打开 ． 主气经 低速继 气器 到低速离合器 ， 低速离合器迅速充气而抱合 ； 当滚 筒高 、 低速气控 阀打到空位时 ， 低速气控 阀关闭控制气 ． 低速继气 器因失去控 制气而 闭合 ， 主气被截止 ， 低速离合器经快速放气阀迅速放气而分离 （ ２ ） 当滚筒 高 、 低速气控 阀打到高 速位置时 ， 高速气控 阀打开 ． 控 制气 沿高速控制 管线至高 速继气器 ． 高速继气器 打开 ． 主气经 高速继 气器 到高速离合器 ， 高速离合器迅速充气而抱合 ； 当滚筒 高 、 低速气控 阀打到空位时 ． 高速气控 阀关闭控制气 ． 高速继气 器因失去控 制气而 闭合 ， 主气 被截止 ． 高速离合器经快速放气阀迅速放气而分离