石油钻采机械第三期

任连城 魏昌祥 董超群 龚银春 郭正伟 等

目录

  • 1 第一单元 石油钻机总论
    • 1.1 钻井工艺概述
    • 1.2 石油钻机的组成
    • 1.3 钻机的参数及标准
    • 1.4 石油钻机的发展
    • 1.5 本章小结
  • 2 第二单元 钻机的驱动与传动
    • 2.1 钻机驱动与传动概述
    • 2.2 柴油机驱动-机械传动
    • 2.3 柴油机液力传动-机械传动
    • 2.4 本章小结
  • 3 第三单元 钻机起升系统
    • 3.1 起升系统工作原理
    • 3.2 游动系统典型设备
    • 3.3 绞车
    • 3.4 绞车刹车系统
    • 3.5 本章小结
  • 4 第四单元 钻机旋转系统
    • 4.1 转盘
    • 4.2 水龙头
    • 4.3 顶部驱动钻井系统
    • 4.4 本章小结
  • 5 第五单元 钻机循环系统
    • 5.1 概述
    • 5.2 钻井泵
    • 5.3 泥浆固控设备
    • 5.4 本章小结
  • 6 第六单元 钻机的控制系统
    • 6.1 概述
    • 6.2 钻机的气控制
    • 6.3 钻机的液压控制
    • 6.4 本章小结
  • 7 第七单元 采油机械
    • 7.1 采油方法概述
    • 7.2 有杆采油系统
      • 7.2.1 游梁抽油机
      • 7.2.2 无游梁抽油机
      • 7.2.3 抽油泵
    • 7.3 无杆采油系统
      • 7.3.1 水力活塞泵采油
      • 7.3.2 电动潜油离心泵采油
      • 7.3.3 螺杆泵采油
    • 7.4 其它采油设备
    • 7.5 本章小结
钻机的液压控制

 

                                                   以ZJ40DBS-J钻机液控系统为例 

该钻机液压控制系统主要包括:

        钻台机具液压控制系统              盘式刹车液压控制系统

一、盘式刹车液压控制系统  

 1. 功能

   工作制动: 通过操作刹车阀的控制手柄,调节工作钳对制动盘的正压力,从而为主机提供大小可调的刹车力矩,满足送钻、起下钻等不同工况的要求。

   紧急制动:遇到紧急情况时,按下紧急制动按钮,工作钳、安全钳全部参与制动,实现紧急刹车。

   驻车制动 : 当钻机不工作或司钻要离开操作台时,拉下驻车制动手柄,安全钳刹车,以防大钩滑落。

   过卷保护:   当大钩提升重物上升到某位置,由于操作员失误或其它原因,应该工作制动而未实施制动时,过卷阀或防碰阀会发出信号,工作钳和安全钳全部参与刹车,实施紧急制动,避免碰天车事故。

   误操作保护 : 当司钻未按规定要求解除驻车制动、紧急制动时,所有刹车钳都处在制动状态,从而起到了安全保护作用。

2.制动执行机构

      制动执行机构主要包括:工作钳、安全钳、刹车盘和钳架四部分,其

结构及布置。 (见图)

   1、 工作钳

   工作钳主要由常开式单作用油缸、杆杠及刹车块组成,其结构及工作

原理参见图。 (见图)

      2、安全钳

   安全钳主要由常闭式单作用油缸、碟簧、杆杠、刹车块组成,其结构

及工作原理参见图。 (见图)

3.主要技术参数 

   4. 液压系统原理

      1)工作制动

      工作制动是由刹把控制刹车阀(12)实现的。刹车阀为手动比例减压阀,阀的输出压力随着拉动刹把而呈比例变化。当刹把拉到最大角度时,对应阀的输出压力最大,工作钳制动力最大;刹把推到原始位置,阀输出压力为零,工作钳松刹。

       每个回路中设有单向节流阀(18),在工作钳制动时起缓冲作用,使制动力逐渐施加,避免因操纵过猛而对设备产生不良影响。

    2)紧急制动    

      紧急制动是由紧急按钮阀(15)控制的,该阀是一个手动换向气阀,控制气控换向阀(16)。当按下紧急制动按钮时,切断气源,气控换向阀(16)弹簧复位,实现安全钳制动;同时,液控换向阀(17)因控制端失压而换向,压力油直接进入工作钳,实现工作钳制动。即:所有制动钳制动,实现了紧急制动。

       解除紧急制动时,同上述解除驻车制动一样,必须先将刹把拉至“刹”位,再拔出紧急制动按钮,才能解除紧急制动。

    3)过卷保护

        当绞车提升重物接近天车时,绞车上安装的气动行程阀由于外力碰撞而动作,使气路接通。即正常工作时,气控换向阀(16)控制端通气源,这时,由过卷阀输出的气信号控制气控换向气阀(14)换向,切断气源,实现紧急制动。

    4)驻车制动   

       驻车制动阀(19)为手动换向阀,拉动手柄,驻车制动阀换向,使安全钳油缸卸压,弹簧力使安全钳实现驻车制动。

       解除驻车制动时,必须先将刹把拉至“刹”位,使刹车阀(12)的输出压力控制误操纵保护阀(13)换向,再推动驻车制动阀手柄,将压力油输入到安全钳油缸,克服碟簧力,解除驻车制动。

       注意:解除驻车制动,必须先拉工作制动刹把,再推驻车制动手柄方能解锁。

      该回路中设有单向节流阀(18),在安全钳制动时起缓冲作用,使制动力逐渐施加,保护设备。     

    5)误操作保护  

       需要解除驻车时,必须先把刹车阀(12)的刹把拉至“刹”位,再推驻车手柄。若司钻操纵时,没有按照规程执行,先推驻车手柄,此时,驻车制动不但没有解除,反而工作钳也处于全制动状态,实现误操纵保护功能。它强迫司钻必须按规程操作。


                                 盘式刹车液压系统图

二、钻台机具液压控制系统 

 机具液压控制系统为钻杆动力钳(套管动力钳)、液压猫头、液压小绞车、井架缓冲装置提供液压动力。

1、主要技术参数

       隔爆电机: 功率  37kW    转速  1000 r/min

       轴向柱塞泵: 排量 160 ml/r

       额定工作压力:16 .6 MPa

       额定工作流量:120 L/min

       工作介质:夏季用HM-68抗磨液压油,冬季用HV-32低温抗磨液压油

       液压系统清洁度:NAS1638,9级

系统工作压力、流量设定(见图)

    系统工作压力为16.6MPa,由电磁溢流阀(5.1)设定。在设定压力时,电磁溢流阀(5.1)的电磁铁YV1必须得电。将并紧螺母松开,用内六角扳手顺时针旋转电磁溢流阀(5.1)压力调节螺钉,观察系统压力表(18.1)读数,直至16.6MPa为止。

    系统的流量为120L/min,可通过调节轴向柱塞泵上的手动旋钮进行设定,顺时针调节为减小泵的排量,逆时针调节为增大泵的排量。手动调节泵的调节螺杆,刻度盘指针在7-8之间为宜。然后旋动锁紧螺母将调节螺杆锁紧,防止松动。  

 

     1、3-电磁铁线圈;2-阀芯;4、8-节流阀;5、7-单向阀;6-主阀芯

       当电磁铁左边得电,把阀芯2推向右边,控制油顶开单向阀7进入液动阀左腔,推动主阀芯向右端,主阀芯右端控制油经节流阀4回邮箱。这时,主阀进油口P和A通,油口B和A通。

2.主要功能

1)起、放井架 (见图)

   ●起井架

      将系统压力设置到10MPa,检查各各处是否有泄漏,油缸伸缩自如否;将系统压力设置到3.5MPa, 操作手动换向阀,将缓冲油缸伸出,待井架接触到缓冲油缸; 缓慢逆时针调节溢流阀旋钮,将压力降低,直至井架能够缓慢移动为止,此时系统压力约为3MPa。

       注意,在井架接触到缓冲油缸后,严禁操作手动换向阀进行换向,否则井架将受到损伤。

   ●放井架

        将系统压力设置到8MPa,缓慢操作手动换向阀,将井架平稳顶出。

    在起、放井架时,电磁溢流阀(5.1)的电磁铁YV1必须得电。

 2)左、右液压猫头操作(见图)

      操作司钻房内的电动按钮,分别使电磁铁YV4、YV6、 YV5、YV7得电,实现左、右液压猫头的上、卸扣动作。

  电磁铁YV5、YV7得电,左、右液压猫头活塞杆退回。电磁铁YV4、YV6得电,左、右液压猫头活塞杆伸出。

           注:左、右液压猫头的上、卸扣压力可在司钻房内显示屏上显示。

3) 钻杆动力钳(套管动力钳)操作(见图)

     操作司钻房内的电动按钮,使电磁铁YV2得电或失电,从而控制钻杆动力钳(套管动力钳)压力油的通、断。

     操作钻杆动力钳(套管动力钳)上的手动换向阀,实现钻杆动力钳(套管动力钳)的正、反转。

4) 液压小绞车操作 (见图)

   操作司钻房内的电动按钮,使电磁铁YV3得电或失电,从而控制液压小绞车压力油的通、断。

   操作液压小绞车附近的手动换向阀,实现液压小绞车的正、反转。 

                                                   机具液压系统图