第三章钻机的旋转系统.pptVIP

《钻井机械》第三章 钻机旋转系统 第三章钻机的旋转系统 转盘是钻机的三大工作机之一，其主要功用如下： (1)将发动机的动力传递给井下钻具，驱动钻头旋转，钻出井眼。 (2)下套管或起下钻时，承托井中全部套管柱或钻杆柱重量。 (3)完成卸钻头、卸扣，处理事故时倒扣、造扣等辅助工作；涡轮钻井时，转盘制动上部钻杆柱，以承受反扭矩。 此外，转盘的工作条件是十分恶劣的。在各工作机中，它的工作环境最不清洁，泥浆吸溅，油水污蚀；井中钻杆柱的振跳首先直接传到转盘上，冲击扳动相当严重。 3.1.1概述 1.钻井工艺对转盘的要求 (1) 能提供足够大的扭矩和一定的转速。带动钻头破碎岩石，并能满足其它特殊作业的要求。 (2) 转盘的主轴承有足够的强度和寿命。其承载能力不小于最大钩载，其寿命不低于3000小时。 (3) 能进行正反转，并能可靠地制动。 (4) 密封、润滑性能好。防止外界的泥浆、油水污液渗入转盘内部，否则将加速齿轮和轴承的磨损，造成转盘破坏而不能正常工作。 2.转盘代号 转盘代号的标示方法如下图所示。 示列：ZP175 表示通孔直径为17.5英寸的转盘，型号为ZP175。 3.转盘的技术参数 石油钻机常用的转盘有ZP175、ZP205、ZP275、ZP375、ZP495等五种标准规格，技术参数见表3-1。 但一些非标准型号转盘目前仍在部分油田使用。 （1）通孔直径：转盘通孔直径是转盘主要几何参数，它应比第一次开钻时所用最大号钻头的直径至少大l0mm。 （2）最大静载荷：转盘上能承受的最大重量，应与钻机的最大钩载相匹配。该载荷经转台作用到主轴承上，因此决定着主轴承的规格。 （3）最大工作扭矩：转盘在最低工作转速时应达到的最大工作扭矩，它决定着转盘的输入功率及传动零件的尺寸。JB4304—86规定，以150r／min在最大扭矩下运转2小时，齿轮齿顶不得有损伤现象。 （4）最高转速：转盘在轻载荷下允许的最高转速，一般规定为300 r／min。 （5）中心距：转台中心至水平轴链轮第一排轮齿中心的距离。 表3-1 标准转盘的主要技术参数 3.1.2转盘的结构 转盘实质上是一个大功率的圆锥齿轮减速器。转盘是通过一对锥齿轮副实现减速和改变力的传动方向,使转台获得一定范围内的转速和扭矩输出,驱动钻具进行钻井作业的设备。 转盘一般由底座、转台总成、主辅轴承(负荷轴承及防跳轴承)、锥齿轮副、水平轴（输入）总成、锁紧装置、上盖和方瓦等部件组成。 下面以ZP7—520转盘（与ZJl30-3和大庆I-130钻机配套）为例，剖析钻井转盘的一般结构组成、工作原理及主要零部件的作用。 1．水平轴总成 水平轴头部装有小锥齿轮，尾部装联接法兰(万向轴传动时)或链轮(链传动时)。轴通过一付双列调心轴承和套筒座在壳体中，套筒的作用是使水平轴能进行整体式装配。轴中部有制动棘轮，通过壳体上的棘爪可实现转台的制动。水平轴下方壳体构成一独立油池，使水平轴轴承得到良好的润滑。 2．转台总成 转台体如同一根又短又粗的空心立轴，借助主轴承坐在壳体上。下部辅助轴承防止转台倾斜和向上振跳。转台中心通孔都比较大，以便通过钻井中开井所用的最大号钻头。通孔内装着方补心和小方瓦(小方瓦正好跟方钻扦相配合)，两者通过锁销锁在转台体上。转台上部静配合装着一个迷宫盘，构成一整体结构，防止泥浆污水漏入转盘油池内。 3．主、辅轴承 主轴承起承载和承转作用。静止时，承受最重套管柱重量；旋转工作时，承受主要有方钻杆下滑造成的轴向载荷及锥齿轮传动形成的径向载荷。主轴承、锥齿轮共用一个油池，飞溅润滑。 4．壳体 壳体是结构比较复杂而紧固的铸钢件，内腔形成两个油池；外形上便于安装固定和运输，便于工人进行井口操作。 图3-1所示，为ZP375转盘结构图。 转台(6)是转盘用以输出转速和扭矩的旋转体，大锥齿圈（4）与转台紧配合装在一起。负荷轴承（5）和防跳轴承（11）均采用角接触推力球轴承，既可承受最大钻柱和套管柱负荷，也可承受钻进和起下钻时来自井下向上的冲击负荷，下座圈（30）与转台用螺栓(28)连接，起到支承防跳轴承的作用，垫片（29）可调整防跳轴承的轴向间隙，转台由负荷轴承支承在底座内。 1底座 2挡板 3上盖 4大齿圈 5负荷轴承 6转台 7制动块 8制动销 9方补芯 10方瓦 11防跳轴承 12.29调整垫片 13齿轮 14. 17轴承 15输入轴 16轴承套 18.21.28.31螺栓 19弹性密封圈 20.25轴承压板 22链轮(连接部件) 23排油口 24.27.33“O”型密封圈 26迷宫密封环 30下坐圈 32挡污盘 3.2 水龙头 1.钻井工艺对水龙头的要求 (1)各承载零件，如提环、壳体、中心管等