[发明专利]适用于钻井绞车的双向螺旋排绳系统及双向螺旋排绳方法无效

专利信息
申请号: 201110445691.2 申请日: 2011-11-29
公开(公告)号: CN103130138A 公开(公告)日: 2013-06-05
发明(设计)人: 肖湘 申请(专利权)人: 肖湘
主分类号: B66D1/38 分类号: B66D1/38
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 610000 四*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 适用于 钻井 绞车 双向 螺旋 系统 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种适用于钻井绞车的双向螺旋排绳系统及双向螺旋排绳方法。

背景技术

尽管各型绞车结构上各式各样,但究其实质一般都由以下几部分组成:

(1)滚筒、滚筒轴总成,这是绞车的核心工作部件。滚筒应有足够的容绳量,保证缠绳状态良好以延长钢丝绳寿命;

(2)绞车具有灵敏可靠的主刹车机构及性能良好的辅助刹车,使其能准确地调节钻压,均匀送进钻具,在下钻过程中随意控制下钻速度和省力地将最重钻柱载荷刹住;

(3)猫头和猫头轴总成,用以满足用大钳上卸扣和其它辅助起重的需要。有的猫头轴上还装有捞砂滚筒,用以提取岩心筒;

(4)传动变速系统,引入并分配动力和传递运动,提供足够的档速;

(5)控制系统,包括牙嵌、齿式、气动离合器。它们一般部属于钻机控制系统的组成部分;

(6)润滑系统,包括黄油润滑、滴油润滑和密封、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。中型绞车整体运输,其重量约在10吨以内;重型和超重型绞车要拆散成单元运输,运输的单元应在15吨以内,以便移运。

在石油钻井过程当中,绞车的主要功能表现在:

(1)将钻井工具(包括方钻杆、钻杆、钻挺、钻头等)下入几百米至几千米,甚至超过万米的井底。

(2)将钻井工具从几百米至几千米,甚至上万米的井底起出。

(3)在钻井中,要悬吊部分钻具重量,以控制压在钻头上的压力。

(4)钻井中,如出现井下事故,需在井筒内下入或起出处理井下故障的各种井下工具。

(5)在钻机安装、拆卸时,需将井架整体起立或下放。

(6)在固井作业中,需要向井内下入套管等。

根据绞车的功用和特点,一般来说,钻井工作对绞车有以下要求:

(1)为了保证起升最重的钻具,要求绞车各零部件在强度、刚度满足其使用性能的前提下,绞车要有足够的功率。

(2)为了适应起重量的变化及提高功效,绞车应有足够的起升档数或变速调解范围。

(3)绞车滚筒应有足够的尺寸和容绳量。

(4)绞车应有灵敏可靠的刹车系统,以便刹住最大载荷,准确调节钻压,均匀送进钻具。

(5)绞车控制部分应便于操作,安全可靠。

绞车的传动方案决定了它的结构类型,按绞车轴数可分为单轴、双轴、三轴、多轴及主辅绞车。前二种绞车一般皆需外带变速箱

1.单滚筒轴绞车

这类绞车的特点是猫头直接装在滚筒轴两端,滚筒装在滚筒轴上。为了提供不同的起升速度,在绞车外面设置变速箱分别传动绞车和转盘。这种绞车结构简单,功率小,重量轻,移运方便,如C-1500型钻机绞车就是这种类型。其缺点是猫头转速偏高,位置过低,操作不便,且滚筒档速不能独立安排,影响起下钻速度。

2.双滚筒轴绞车

双轴绞车由猫头轴和滚筒轴组成,由于猫头和滚筒分轴,使猫头的速度和位置都得到改善,解决了猫头的操作不便问题。其仍然采取外变速方案。如ZJ15D和ZJ20-2吨型钻机采用此方案,以使绞车结构简单,重量轻,便于移运。

3.三滚筒轴绞车

这类绞车的特点是在双轴绞车的基础上增加了引入动力的传动轴,且猫头轴亦参加变速传动。大庆130钻机和ZJ130-1采用的JC1-14.5绞车即属此类,它能实现相互独立的三个低速档和一个高速档。由于三轴之间空间较大,不能设置倒档,该型钻机在机房设置有倒档齿轮箱。由于变速机构也兼顾转盘,取消了外变速箱,但绞车本身却复杂了。重达20吨,移运时折成三轴一架四个单元运输,移运和安装都不方便。

4.多滚筒轴绞车

将四轴以上的绞车称为多轴绞车,其特点是猫头轴不参加变速传动,猫头中间空出来的位置可加装辅助捞砂滚筒,而另设中间轴解决变速和传动的要求。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.主辅绞车

多轴绞车在结构方案上较好地解决了变速操作,装运等多方面的矛盾。但是较长的绞车爬坡,链条成了钻机传动中最薄弱的环节。现代深井、超深井钻机钻台起来越高(如ZJ60L钻台高9m),一方面重达20吨左右的绞车吊升成为困难,另一方面长链爬上钻台要增没1~2个中间轴和中间底座,使其传动复杂,效率低。于是出现了独立猫头轴一主绞车结构方案。

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