一、绞车概述

     钻井绞车不仅是提升系统的核心部件，也是整个钻机的核心部件，与转盘、泥浆泵并称钻机的三大工作机组。

1. 绞车的作用

（1）用以起下钻具、下套管；

（2）通过游动系统悬挂钻具，钻进过程中控制钻压，送进钻具；

（3）借助猫头上、卸钻具丝扣，起吊重物及进行其它辅助工作（现代钻机绞车无猫头）；

（4）对于统一驱动钻井，绞车充当转盘的变速机构或中间传动机构；

（5）整体起放井架。

（6）当绞车带动捞砂滚筒时，担负提取岩心筒、试油等工作；

（7）安装钻台设备，完成其他辅助起吊作业。

2. 钻井工艺对绞车的基本要求

（1）要有足够的起升能力；

（2）要有足够的起升调速范围；

（3）要有可靠的刹车制动系统；

3. 绞车的基本组成

各型绞车结构上差异较大，但究其实质，绞车一般由以下几部分组成：

（1）滚筒、滚筒轴总成：绞车的核心部件,滚筒用有足够的容绳量，保证钢丝绳状态良好以延长钢丝绳寿命；

（2）制动机构：包括机械刹车和水刹车(或电磁刹车)，即主刹车和辅助刹车，绞车具有灵敏可靠的主刹车机构以及性能良好的辅助刹车，使其能准确及时调整钻压，均匀送进钻具；在下钻过程中可以随意控制下钻速度和较为省力地将最重钻柱载荷刹住；

（3）锚头和锚头轴总成：用以上卸丝扣、起吊重物；有的重型钻机绞车上还包括捞砂滚筒，用以提取岩心筒。（现代钻机绞车基本取消了机械猫头）

（4）传动系统：引入并分配动力和传递运动，围绞车滚筒提供足够的档速；对于内变速绞车除传动轴及滚筒轴、猫头轴外，还包括链条、齿轮、轴系零件及转盘中间传动轴等。（ZJ45J）

（5）控制系统：包括牙嵌式、齿式、气动离合器，司钻控制台，控制阀件等，一般都属于钻机控制系统的组成部分。（ZJ45J）

（6）润滑系统：包括黄油润滑、滴油润滑和密封传动时的飞溅或强制润滑。

（7）支撑系统：有焊接的框架式支架或密闭箱壳式座架。

（8）现代电动绞车配有自动送钻装置。

4. 钻井绞车表示方法及基本参数

根据SY/T 5532-2016，钻井绞车型号的表示方法为：

例如：JC50D，就表示（采用114mm钻杆）名义钻井范围上限位5000m的直流电驱动绞车，也就是说该绞车与ZJ50钻机匹配。

二、绞车的类型及结构特点

由于发展的阶段不同，适应的井深条件不同，绞车的结构和种类也很多，但根据绞车发展历程，钻机绞车发展基本上经历了从单轴绞车、双轴绞车、三轴绞车、多轴绞车再到单轴绞车的发展历程。绞车技术发展基本上围绕如何满足调速要求展开的。早期的单轴、双轴绞车外带变速机构，三轴、多轴绞车为内部变速，现代单轴绞车多为交流变频电动绞车，通过交流变频实现绞车调速要求。

传统的单轴、双轴绞车主要由主（捞砂）滚筒总成、刹车系统、绞车机架和护罩总成、天车防碰装置、刹车冷却装置等组成。

1. 单轴绞车（C-1500绞车）

最早出现的绞车为单轴绞车。其基本结构如图3-14所示。这种绞车只有一根滚筒轴，绞车滚筒和猫头都安装在同一根轴上，其中滚筒是“空套”在轴上，通过离合器传递动力，而猫头是固联在滚筒轴上。绞车的变速由额外的一台四正档一倒档齿轮变速箱完成。柴油机输出功率经变速箱传给滚筒轴，通过控制轴上离合器来控制绞车滚筒旋转。这种绞车最大的优点是解耦股简单，传动简化、重量轻便于搬运。但是，由于猫头是固定安装在绞车滚筒轴上，所以，绞车一启动，猫头就随着转动，在当时条件下，猫头是使用相对频繁而且较为重要的一个部件，在上卸扣的时候需要“拉猫头”，猫头转速偏高，安装位置过低，操作不方便，而且滚筒高速挡不能独立安排，影响起下钻速度。

图 3-15 早期C-1500单轴绞车结构示意图

2、双轴绞车（ＺＪ１５Ｄ绞车）

 如图3-16所示，ZJ15D双轴绞车是在单轴绞车的基础上增加了一组猫头轴。绞车仍然是车外变速，猫头轴的动力通过绞车滚筒轴传递。在操作上要比单轴绞车方便。

图 3-15 ZJ15D钻机双轴绞车

３、三轴绞车（ZJl30绞车）

 三轴绞车在双轴绞车的基础上多加了一根引入动力的传动轴，从而取消了外带的变速箱。

特点：绞车用链条变速传动，并兼顾转盘。取消了外带的变速箱，但绞车本身变得复杂了，重达20t，运输时一般要拆成三轴一架4个单元，安装也不方便。

图 3-16 ZJ-1三轴绞车

４、多轴绞车（JC45四轴绞车）

 将4轴以上的绞车称多轴绞车。特点是：内变速，链条传动。由输入轴、中间轴(变速轴)、猫头轴、滚筒轴组成。绞车内齿轮倒车，水刹车装滚筒轴上，通过齿套离合器实现离合。总重达30t。一般可实现6正2倒的滚筒速度，ZJ32J、ZJ45、ZJ45J、ZJ60D等国产钻机都采用这一方案。

５、独立猫头轴—多轴绞车 

 现代深井、超深井用钻机的钻台越来越高。重达20～30t左右的绞车，要吊升到4～8m高钻台上是不容易的，且由于钻台与机房高差越来越大，传递大功率的爬坡链条不能适应要求，于是出现了独立猫头轴—多轴绞车结构，如F320—3DH钻机的绞车即是，如图所示。

 一般是独立猫头轴与转盘传动装置构成一个单元，置于钻台上，因猫头只进行紧卸扣和辅助起重作业，功率小结构简单，重量轻，上钻台容易，而将主滚筒连同链条变速箱组成另一单元，置于机房底座上，这就大大改善了大功率链传动的工作条件，便利了安装和移运。

６、直流电驱动绞车

某些电驱动的超深井钻机，利用直流电机分别驱动滚筒轴和猫头轴，主滚筒和猫头轴均自成独立单元，或将绞车分解为滚筒绞车和猫头绞车(轴上装有捞砂滚筒)两个独立单元。一般4个机械档。

7、交流变频电驱动钻机用绞车（单轴绞车）

随着交流变频技术在钻机上的成功应用，交流变频电动绞车逐步开始取代传统的机械绞车。交流变频电动绞车最大的特点就是取消了复杂的机械传动系统，取而代之的是电动机直接驱动（或采用减速器一级减速驱动）绞车滚筒，所以一般为单轴绞车；绞车的调速由交流变频电机实现，通过改变电动机输入电流的频率来改变电动机的输出转速；绞车的主刹车一般为液压盘式刹车，辅助刹车为电机能耗制动。

交流变频电驱动绞车