石油钻采机械第四期

任连城 魏昌祥 董超群 龚银春 郭正伟 等

目录

  • 石油钻机总论
    • ● 钻井工艺概述
    • ● 石油钻机的组成
    • ● 钻机的参数及标准
    • ● 石油钻机的发展
    • ● 本章小结
  • 钻机的驱动与传动
    • ● 钻机驱动与传动概述
    • ● 柴油机驱动-机械传动
    • ● 柴油机液力传动-机械传动
    • ● 本章小结
  • 钻机起升系统
    • ● 起升系统工作原理
    • ● 游动系统典型设备
    • ● 绞车
    • ● 绞车刹车系统
    • ● 本章小结
  • 钻机旋转系统
    • ● 转盘
    • ● 水龙头
    • ● 顶部驱动钻井系统
    • ● 本章小结
  • 钻机循环系统
    • ● 概述
    • ● 泥浆固控设备
    • ● 本章小结
  • 钻机液压气动控制系统
    • ● 概述
    • ● 钻机的气控制
    • ● 钻机的液压控制
    • ● 本章小结
  • 采油机械
    • ● 采油方法概述
    • ● 有杆采油系统
      • ● 游梁抽油机
      • ● 无游梁抽油机
      • ● 抽油泵
    • ● 无杆采油系统
      • ● 水力活塞泵采油
      • ● 电动潜油离心泵采油
      • ● 螺杆泵采油
    • ● 其它采油设备
    • ● 本章小结
  • 往复泵
    • ● 往复泵的基本知识
    • ● 往复泵的结构
    • ● 往复泵的理论分析
    • ● 往复泵的正确使用
    • ● 本章小结
  • 离心泵
    • ● 离心泵的基本知识
    • ● 离心泵的结构
    • ● 离心泵的理论分析
    • ● 离心泵的正确使用
    • ● 离心泵的维修
    • ● 本章小结
  • 螺杆泵
    • ● 螺杆泵基本知识
  • 井控设备
    • ● 新建课程目录
    • ● 井控设备概述
    • ● 闸板防喷器
    • ● 环形防喷器
游动系统典型设备
  • 1 学习内容
  • 2 视频

一、游动系统的组成

  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;