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1、第八章起升系統(tǒng)8.1概述鉆機的起升系統(tǒng)實質上是一臺重型起重機，它由鉆井絞車、輔助剎車、游動系統(tǒng)和井架等組成。8.1.1游動系統(tǒng)天車、游車、鋼絲繩和大鉤，組成了鉆機的游動系統(tǒng)，它實質上是用鋼絲繩把天車和游動滑車聯(lián)系起來組成的動滑輪系統(tǒng)。 它可以大大降低快繩拉力，從而大為減小鉆井絞車上的載荷。通常所說的游動系統(tǒng)結構，指的是游車輪數×天車輪數。如游動系統(tǒng)結構為5×6，即表示游車輪數為5，天車輪數為6。1、游動系統(tǒng)運動分析起下鉆的目的是為了更換新鉆頭，繼續(xù)鉆進。為了提高鉆井效率，要充分利用絞車功率，以縮短起下鉆時間。為此，首
2、先要了解起下鉆過程的運動規(guī)律和大鉤載荷變化規(guī)律。如圖3-1所示，設V為大鉤速度，Vi’為各段鋼繩速度，Vi”為各天車的切向速度，Z為有效繩數，D為滑輪直徑。VA＝AC×ω＝（AO＋OC）×ω＝AO×ω＋OC×ω＝D/2×ω＋VVB＝BC×ω＝（BO－OC）×ω＝BO×ω－OC×ω＝D/2×ω－V所以：D/2×ω＝VB＋V所以：VA＝D/2×ω＋V＝（VB＋V）＋V＝VB＋2V則鋼繩速度為：VF’=V1’=4V=ZV V2’=V3’=2VV4’=VZ’=0(8-1)天車輪速度為：游車輪速度為：由此可以看出，在起下鉆過程
3、中，快繩一側的滑輪轉速要比死繩一側高數倍，所以愈靠近快繩處的滑輪輪槽及滑輪軸承磨損愈劇。因此當對天車、游車進行檢修時應將其滑輪及軸承進行倒換，即把靠近死繩側的滑輪及軸承與靠近快繩側的滑輪及軸承對換，以均衡它們的壽命。當輪槽磨損嚴重或已經出現(xiàn)波紋狀溝痕時，應更換滑輪，以延長鋼繩的壽命。同樣，在快繩側的鋼繩由于彎曲次數比死繩側多出數倍，快繩側鋼繩會疲勞斷絲或斷芯。當鋼絲繩一個螺距上斷絲數達到繩中全部鋼絲數10%，或鋼繩斷芯致使鋼繩直徑小于原始直徑的75%時，應將此段鋼繩報廢，即將報廢段鋼絲繩斬斷，由死繩端儲繩卷筒中放出新
4、繩，重新固定在滾筒上。8.1.2、游動系統(tǒng)效率和快繩拉力如圖3.1所示，設Q游、η游為起升時游動系統(tǒng)的靜載荷和效率，Q游’、η游’為下鉆時游動系統(tǒng)的靜載荷和效率，P、P’為快繩和死繩拉力，P1····PZ，為游繩的拉力，Z為有效繩數。當不計運動阻力時(或大鉤靜止懸重時)，各段游繩拉力相等。鋼繩運動時，由于鋼繩與滑輪輪槽間和滑輪軸承的摩擦阻力和鋼繩內部的摩擦阻力(彎曲阻力和由于彎－直變化而產生的僵性阻力)，使各繩拉力發(fā)生了變化。在起鉆時：設η為一個滑輪的效率，∵P1/P＝η∴P1＝Pη∵P2/P1＝η ∴P2＝P1η＝
5、Pηη＝Pη2同理：P3＝P2η＝Pη2η＝Pη3PZ＝PηZQ游＝P1＋P2＋P3·······＋PZ＝Pη＋Pη2＋Pη3＋·······＋PηZ＝P（η＋η2＋η3＋·······＋ηZ)括號內為等比數列，等比數列的求和公式為：對Q游＝P（η＋η2＋η3＋·······＋ηZ)而言，括號中的對比數列的：a1＝η，q＝η∴得：由：∴∴令得：為簡單計，認為起鉆時游動系統(tǒng)效率和下鉆時游動系統(tǒng)效率相等(實際上它們的值非常接近)，可以證明：游動系統(tǒng)效率主要決定于單輪效率η和有效繩數Z。而單輪效率決定于滑輪軸承類型和鋼繩特
6、性。對于裝滾動軸承的滑輪，若用柔性鋼繩(纖維芯，順絞)單輪效率η=0.98～0.97，若用硬性鋼繩(鋼絲芯，逆絞)可取η＝0.96;而對于裝滑動軸承的滑輪，則η=0.95。表8.1給出了鉆機游動系統(tǒng)的效率值，可直接選取。8.1.3天車、游車和大鉤 天車是安裝在井架頂部的定滑輪組(見圖8-2)。而游車是靠鋼繩懸在井架內部作上下往復運動的動滑輪組。(見圖8－3)。天車主要由天車架、滑輪、軸承、軸承座和輔助滑輪等零件組成。天車架是由鋼粱焊接的矩形框架，用以安裝天車滑輪軸并與井架頂部相連接。JC-350天車六個滑輪分為兩組，
7、中間由一個軸套隔開。快繩滑輪安裝在兩組天車滑輪之間的前上方，便于快繩直接從井架外側引向滾筒?；嗇S承為雙列園錐滾子軸承，用鋰基黃油潤滑，每個軸承都單獨有一個鉆在滑輪軸上的潤滑油通道。圖8-2，8-3所示的TC-350天車和YC-350游車都配用于國產45級別鉆機上，它們可配用具有不同規(guī)格的輪槽形狀的滑輪，便于分別用111/4in，13／8in或32.5mm，33.5mm，34.5mm的鋼絲繩，以適應我國油田目前所用鋼絲繩規(guī)格較多的狀況。大鉤懸掛在游車下面。鉆機大鉤一般皆為三鉤，主鉤懸掛水龍頭，副鉤懸掛吊環(huán)。 大鉤主要
8、由鉤身、鉤桿、鉤座、提環(huán)、止推軸承和彈簧組成。鉆井工作對大鉤的要求是．1)應具有足夠的強度和工作可靠性；2)鉤身能靈活轉動，以便上、卸扣：3)大鉤彈簧行程應足夠補償上、卸扣時 鉆桿在垂直方向上的位移；4)鉤口和側鉤的閉鎖裝置應絕對可靠， 啟閉方便；5)具有緩沖減振功能，能減小拆卸立根時的沖擊。ZJ45級鉆機的DG-350大鉤如圖8-4。它的吊環(huán)
