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一、游动系统的组成
由天车、游车、大钩和钢丝绳组成。
天车、游动滑车用钢丝绳联系起来组成复滑轮系统。它能大大降低快绳拉力,从而大大减轻钻机绞车在起下钻、下套管、钻进、悬持钻具等钻井各作业中的负荷。
二、天车
安装在井架顶部的定滑轮组主要由天车架、滑轮、滑轮轴、轴承、轴承座和辅助滑轮等零部件组成。
典型天车TC—350:


1、天车架是由钢梁焊接的矩形框架,用以安装天车轮并与井架顶部相连接。
2、一根轴由两个轴承座支承在天车上。
3、六个滑轮分为两组,中间由一个轴套隔开。每个滑轮通过一个双列圆锥滚子轴承将其支承在轴上。每个轴承都有一个单独的润滑油道,钻在轴的两端,用锂基黄油润滑。
4、快绳滑轮安装在两组天车滑轮之间的前方,便于使快绳直接从井架外侧引向滚筒。
三、游车
游车就是在井架内部作上下往复运动的动滑轮组。通过钢丝绳与天车联系起来,下面连接大钩。


典型游车YC—450
1、两侧板作为游车的骨架,支承游车轴。通过上部的横梁和下部的小横轴来稳定侧板。
2、滑轮通过轴承支撑在轴上。轴端有独立的油口润滑每一个滑轮的轴承。
3、侧板下部焊有铰链座,通过销轴连接大钩吊环。
天车、游车的综述
1、游动系统结构,指的是游车轮数X天车轮数(游车少于天车轮一个)。
2、由于快绳侧滑轮转动速度快于死绳侧,所以各轮轴承的磨损不均匀,愈靠近快绳处滑轮轴承磨损愈厉害。
3、滑轮的轮槽磨损是不可避免的。为抵抗磨损,轮槽应进行表面热处理。当轮槽磨损严重或已出现波纹状沟痕时,应更换滑轮,以延长钢丝绳使用受命。
4、天车、游车结构比较简单,但应注意以下特点:
(1)现代天车、游车都是单轴的。多个绳轮用滚动轴承装在一根心轴上,或者是两根轴线同心的轴上。 ·
(2) 单轴天车或游车,轴一般是双支承的,轴的直径较大,轴上钻有轴向和径向黄油孔道,以灌注黄油润滑轴承。个别也有空心轴的,以减轻重量。
(3) 单轴天车或游车,轴也有多支承的。轴及轴承直径可比双支承的小些,但不易保证载荷均匀分布于各支承上。图为6轮多支点单轴天车剖面图,隔板是轴的中间支承。
选择游动系统应考虑以下原则:
(1)起重能力:当钢丝绳直径和强度一定时,有效绳数z越大提升能力越大;
(2)起、下钻速度:当滚筒转速一定时,有效绳数z越小大钩的起升速度越快;起下钻速度越快;
(3)起升效率:由于钢丝绳、滑轮、轴承间的摩擦阻力等因素的影响,有效绳数Z越小,游动系统的效率越高;
(4)重量指标:有效绳数Z越小,游动系统结构越简单,直流越轻,但是绞车快绳拉力相应增大,使得绞车结构复杂。
天车、游车常见的故障:
1、轴承发热:(油道堵塞、缺油,油脏,轴承内外圈松动);
2、轴承杂音:(轴承磨损;轴承保持架坏,轴承内有杂物);
3、有金属摩擦声:滑轮卡死,钢丝绳摩擦护罩。
四、钢丝绳
用于连接天车、游车和绞车
GBl806—86规定,各级钻机均选用6X(19)纤维绳芯或6X(19)+7X7金属绳芯的圆股钢丝绳,如右图所示。
| 序号 | 分类 | 典型结构 | 典型截面图 | 公称直径范围(mm) | |||
| 钢丝绳结构 | 股绳结构 | 外层钢丝数 | |||||
| 总数 | 股外层 | ||||||
| 1 | 6×7类纤维芯钢丝绳 | 6×7-FC | 1-6 | 36 | 6 |
| 6~40 |
| 2 | 6×7类钢芯钢丝绳 | 6×7-WSC 6×7-WRC | 1-6 1-6 | 36 36 | 6 6 |
| 6~40 |
| 3 | 6×19M类纤维芯钢丝绳 | 6×19M-FC | 1-6/12 | 72 | 12 |
| 3~32 |
| 4 | 6×19M类钢芯钢丝绳 | 6×19M-WSC 6×19M-IWRC | 1-6/12 1-6/12 | 72 72 | 12 12 |
| 8~32 |
| 5 | 6×19类纤维芯钢丝绳 | 6×19S-FC 6×21F-FC 6×26WS-FC 6×19W-FC 6×25F-FC | 1-9-9 1-5F-5-10 1-5-5F-10 1-6-6+6 1-6-6F-12 | 54 60 60 72 72 | 9 10 10 12 12 |
| 6~60 |
| 6 | 6×19类钢芯钢丝绳 | 6×19S-IWRC 6×21F-IWRC 6×26WS-IWRC 6×19W-IWRC 6×25F-IWRC | 1-9-9 1-5F-5-10 1-5-5F-10 1-6-6+6 1-6-6F-12 | 54 60 60 72 72 | 9 10 10 12 12 |
| 6~60 |
| 7 | 6×37M类纤维芯钢丝绳 | 6×37M-FC | 1-6/12/18 | 108 | 18 |
| 5~40 |
| 8 | 6×37M类钢芯钢丝绳 | 6×37M-WSC 6×37M-IWRC | 1-6/12 18 1-6/12 18 | 108 108 | 18 18 |
| 8~40 |
| 9 | 6×36类纤维芯钢丝绳 | 6×31WS-FC 6×36WS-FC 6×41WS-FC 6×41SF-FC 6×49SWS-FC 6×46WS-FC | 1-6-6+6-12 1-7-7+7-14 1-8-8+8-16 1-8-8-8F-16 1-8-8-8+8-16 1-9-9+9-18 | 72 84 96 96 96 108 | 12 14 16 16 16 18 |
| 7~60 |
| 10 | 6×36类钢芯钢丝绳 | 6×31WS-IWRC 6×36WS-IWRC 6×41WS-IWRC 6×41SF-IWRC 6×49SWS-IWRC 6×46WS-IWRC | 1-6-6+6-12 1-7-7+7-14 1-8-8+8-16 1-8-8-8F-16 1-8-8-8+8-16 1-9-9+9-18 | 72 84 96 96 96 108 | 12 14 16 16 16 18 |
| 7~60 |
各级钻机选用的钢丝绳应保持钻井绳数和最大钻柱重量情况下,安全系数≥3;在最大绳数和最大钩载情况下,安全系数≥2。
游动系统钢丝绳有两种,如右图所示:
1、交叉穿法——游车稳定性好,不易晃动;穿绳较困难。
2、顺穿法——穿绳较简单;但游车易晃动。


五、大钩
上挂(接)游车,下挂钻柱(水龙头)
石油钻机用大钩一般都是三钩(一主钩,两侧钩)。
按制造方法不同,钩身有锻造的、钢板组焊的(DGl—130)和铸造的(DJ),后者轻便些。
钻井作业对大钩的要求是:
1、应具有足够的强度和工作可靠性;
2、钩身能灵活转动,以便上、卸扣;
3、大钩弹簧行程应足以补偿上、卸钻杆时的距离;
4、主钩口和侧钩的闭锁装置应绝对可靠、闭启方便;
5、大钩应有缓冲减振功能,减小拆卸立根的冲击。
大钩主要由钩身、钩杆、钩座、提环、止推轴承和弹簧组成。


六、游车大钩
右图是一种游车—大钩组成的结构形式。

优点:轴向尺寸较短。
不足:单件重量和尺寸均有加大,穿钢丝绳和维修不便。
大钩、游车大钩常见故障:
1、大钩弹簧行程缩短或回不去:弹簧疲劳松弛,或刹车过猛造成弹簧折断;
2、钩口安全装置失灵:锁销变形或安全锁体变形等;
3、钩体转动不灵卡死:缺油、轴承损坏、内部有卡阻;
4、大钩制动装置失灵:卡死,弹簧损坏
小结
1、理解游动系统的组成结构及工作特点
2、掌握游动系统设备(天车、游车、大钩以及游车大钩)的工作原理和典型结构;











