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70D钻机转盘独立驱动用齿轮箱

发布时间:2019-05-22
胡晶磊1 王磊2
(1.西安石油大学;2.兰州兰石集团有限公司)
  摘 要:随着转盘独立驱动方式越来越广泛的应用,在现场的工作中越来越发现链条传动的一些不可靠性,由于链条磨损,节距就会变大造成脱节,对现场工作造成不便,在这种情况下,齿轮传动的优势就显现出来了。
  关键词:转盘独立驱动;链条传动;齿轮传动
  引言
  随着石油钻机的发展,无论是交、直流电驱动石油钻机还是机电复合驱动石油钻机,转盘独立驱动方式得到越来越广泛的应用。在钻井过程中,由转盘带动方钻杆旋转实现钻进运动。而转盘独立驱动装置主要是为转盘提供动力。一般的70D钻机所用ZP375转盘驱动装置主要由直流电机、联轴器、链条箱、ZP375转盘、转盘梁、润滑系统等部件组成。在现场实际工作中发现,由于链传动的一些实际缺点,使得链条一旦磨损,节距就会变大造成脱节,从而影响钻井工作的进行。在这样的情况下,齿轮传动就应运而生,齿轮传动不但能保证瞬时传动比恒定,平稳性高,传递运动准确可靠,传递的功率和速度范围较大,同时,结构紧凑,工作可靠,能实现较大的传动比,传动效率高,使用寿命长,对现场钻井工作有实际意义。
  1 70D钻机用转盘独立驱动装置的齿轮箱
  1.1技术参数(见表1)

  1.2结构说明
  转盘独立驱动装置由1台800kW直流电机、两挡齿轮变速箱、球笼式万向轴组成。直流电机与变速箱输入轴之间通过球笼式万向轴相联,齿轮变速箱输出轴与转盘输入轴之间采用球笼式万向轴联接。齿轮变速箱采用手动换挡。电机输出轴装有惯性刹车。
  通过PLC对独立驱动装置电机控制,转盘可实现0-243rpm范围内恒扭矩无级调速及过扭矩保护。转盘最大恒扭矩可达42000N●m。
  齿轮变速箱配备独立的电动润滑系统,齿轮变速箱齿轮和轴承均采用稀油强制润滑。电动油泵的控制既可与独立驱动装置800kW直流电机实现联动,也可单独启动。
  润滑系统工作压力为0.3~0.5Mpa。该系统工作压力可通过压力传感器传至司钻控制房压力表进行监视。润滑油路中设有溢流阀,可用于调控润滑系统工作压力。
  润滑油路吸油口处设有吸入过滤器。
  润滑油:环境温度在0℃以上时,用L-AN100全损耗系统用油,在0℃以下时,用L-AN46全损耗系统用油。
  1.3齿轮箱相对于链条箱的优势
  (1)链条箱与齿轮箱均为焊接结构,但链条箱为了便于链条安装,一般采取在箱体侧开活门的方式,这虽然便于链条的安装,但在露天工作中容易进灰尘等,需要经常对链条进行拆卸清洗,不利于现场工作的进行;而齿轮箱采用上下分体的焊接箱体,仅在变速箱上设有便于观察箱内齿轮运转及油路的视孔盖,这些设计均利于齿轮在现场工作。
  (2)链条箱在安装时一般要求环境温度在0-35℃范围内,最佳温度范围在15℃-25℃之间;而齿轮箱的适应环境温度-30℃-+55℃,全天候露天作业,温升≤35℃,最高绝对温度≤80℃,在高温及低温地区,齿轮箱更适用。
  (3)在安装过程中,链条箱的安装费时费力,无论是输入轴总成还是输出轴总成均需将轴总成小端从箱体大端法兰一侧吊起对准箱体法兰安装孔后,整体从该侧孔通入,直到轴承座连接面与箱体法兰面的定位合适、端面贴合后,再紧固轴承座连接螺栓;而齿轮箱的安装只需将箱盖吊装起来,从上向下安装即可,省时省力。
  2 结束语
  基于现场工作的实际需要,齿轮箱无论从可靠性、安全性、经济性等方面都优于链条箱,兰石装备公司已经将这一设计应用于70D钻机,并得到用户的广泛认可。
  参考文献
  [1]SY/T5531.《石油钻机用转盘》标准APISpec7K规范[S].
来源:《科技创新与应用》2015年34期


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