硬脖式整體鏈條箱傳絞車的并車傳動裝置研制*

王世魁

(1．西安石油大學(xué)，陜西西安 710065;2．蘭州蘭石石油裝備工程有限公司，甘肅 蘭州 730050)

0 引言

現(xiàn)代鉆井技術(shù)對鉆機(jī)配置的要求越來越高，對于傳統(tǒng)經(jīng)典機(jī)械鉆機(jī)傳動系統(tǒng)的設(shè)計要求和使用，不僅最大限度地滿足鉆井工藝要求，滿足工作機(jī)組所要求的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速變化范圍，保證功率利用，提高生產(chǎn)率，還要能滿足安全快速安裝和拆卸要求，結(jié)構(gòu)簡單，并且潤滑和密封性能良好，操作方便、可靠［1］。針對油田用戶的要求和實際使用情況，在蘭州蘭石石油裝備工程有限公司原有整體鏈條箱式并車傳動裝置特點的基礎(chǔ)上，研制了新型硬脖式整體鏈條箱傳絞車的并車傳動裝置。

1 研制的意義

目前機(jī)械鉆機(jī)和機(jī)電復(fù)合型鉆機(jī)，油田和各廠家公認(rèn)的方案是柴油機(jī)耦合器機(jī)組作為動力源，整體鏈條箱并車［2］?，F(xiàn)階段國產(chǎn)石油礦場用鉆機(jī)柴油機(jī)組已統(tǒng)一定型，其配套傳動方案和總體布局形式也日趨成熟和完善。傳統(tǒng)的三段式連接短節(jié)傳絞車爬坡鏈條箱和帶翻轉(zhuǎn)鏈條箱傳絞車的方案，也出現(xiàn)了一些密封性能差，安裝和拆卸勞動強(qiáng)度大，不利于方便搬家等問題。因而設(shè)計了模塊化結(jié)構(gòu)，整體焊接鏈條箱形式的并車傳動裝置。

2 技術(shù)規(guī)范

2．1 結(jié)構(gòu)參數(shù)

柴油機(jī)耦合器機(jī)組(標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境狀況下):

型號:G12V190PZL－3/0;標(biāo)定功率:810 kW;標(biāo)定轉(zhuǎn)速:1 300 r/min;輸出離合器:LT700x135CBC;總離合器:2LT800/135;帶泵離合器:LT800/250T;并車鏈條規(guī)格:140－8x692(154+102+130x2+88x2);萬向聯(lián)軸器型號:W60．5x980;潤滑方式:整體鏈條箱內(nèi)鏈條、軸承稀油強(qiáng)制潤滑;萬向聯(lián)軸器、空套離合器軸承及總離合器端支撐主軸承油脂潤滑;驅(qū)動絞車型號:JC70絞車;驅(qū)動泥漿泵型號:3NB1600或F1600泥漿泵。

2．2 總體方案及布局說明

并車傳動裝置采用硬脖式整體鏈條箱(見圖1)傳絞車，盡量采用原有傳統(tǒng)整體鏈條箱成熟、可靠的結(jié)構(gòu)和部件。針對絞車前臺底座工字鋼位置高度，確定硬脖子外形及結(jié)構(gòu)。兩墻板統(tǒng)一加工，箱體內(nèi)加支撐圓管，萬向軸端側(cè)板內(nèi)側(cè)加筋板支撐，以便消除加工和使用過程中箱體變形和輸入輸出軸中心跳動?？紤]到這種封閉式整體鏈條箱散熱性能差，加大底座油箱容積，在滿足潤滑油量的基礎(chǔ)上，盡可能增加潤滑油的循環(huán)次數(shù)。增加箱體底座及上蓋板的呼吸器，并且在底座油箱內(nèi)加裝冷卻水管，以降低油溫。

圖1 硬脖式整體鏈條箱結(jié)構(gòu)示意圖

并車傳動裝置平面布置如圖2。采用硬脖式整體鏈條箱并車，四機(jī)組統(tǒng)一驅(qū)動方式為整臺鉆機(jī)提供和分配柴油機(jī)動力，可以單獨或者聯(lián)合驅(qū)動一臺絞車，1臺或2臺泥漿泵。并車傳動裝置由四條傳動機(jī)組和傳動鏈條箱組成，相互采用萬向軸連接，凹凸定位塊定位。每個機(jī)組和整體鏈條箱均為獨立的部件，可單獨運(yùn)輸。

圖2 并車傳動裝置平面布置圖

各傳動機(jī)組的主要部件如下:1、2、3、4號機(jī)組由柴油機(jī)耦合器機(jī)組、萬向聯(lián)軸器、機(jī)組底座、空氣管路等組成;硬脖式整體鏈條箱由1號軸、2號軸、3號軸、4號軸、5號軸、6號軸、傳絞車軸、鏈條箱箱體、鏈條箱潤滑系統(tǒng)、鏈條箱空氣管路組成。

硬脖式整體鏈條箱及四條機(jī)組底座均采用凹凸定位塊和壓板螺栓定位，固定在后臺底座上。箱體內(nèi)各軸的主軸承為雙列調(diào)心滾子軸承，具有承載能力大和自動調(diào)心的特點。整體鏈條箱內(nèi)空套鏈輪采用1個雙列調(diào)心滾子軸承和1個單列圓柱滾子軸承支撐。除1號軸總離合器端支撐主軸承、各軸空套離合器軸承、萬向聯(lián)軸器、潤滑油泵支座軸承用黃油潤滑外，鏈條箱內(nèi)所有軸承均為稀油強(qiáng)制潤滑。

硬脖式整體鏈條箱的箱體采用鋼板整體焊接，軸承座安裝孔整體鏜孔加工，底座為工字鋼焊接的結(jié)構(gòu)。底座設(shè)計有稀油潤滑油箱，容量1 400 L。

2．3 傳動系統(tǒng)簡介

并車傳動裝置所屬四條機(jī)組的4臺柴油機(jī)偶合器分別通過萬向聯(lián)軸器與傳動鏈條箱的700X135CBC氣胎離合器相連接;鏈條箱為硬脖子密閉式整體鏈條箱。并車鏈條采用8排13/4″石油滾子鏈。1號軸2LT800/135離合器摘掛空套鏈輪，帶動傳絞車軸驅(qū)動與絞車連接的萬向軸。鏈條箱2號和5號軸(帶泵軸)上的LT800/250T氣胎離合器分別通過W70×2000萬向軸傳動1號、2號泥漿泵。2號軸和4號軸上裝有撥叉機(jī)構(gòu)，可摘掛空套鏈輪，實現(xiàn)絞車和泥漿泵的統(tǒng)一驅(qū)動和分別驅(qū)動。

2．4 氣控系統(tǒng)

并車傳動裝置的四條機(jī)組由各自司機(jī)臺控制，各機(jī)組上的柴油機(jī)油門控制開關(guān)、總離合器、1號和2號帶泵離合器的控制氣源來自司鉆房。由司鉆和司機(jī)聯(lián)合控制，既可以由司鉆集中控制，又可以實現(xiàn)就近控制，便于司鉆和司機(jī)處理各種緊急情況。

①1號傳動機(jī)組司機(jī)臺對1號柴油機(jī)油門、偶合器、輸出離合器、總離合器進(jìn)行控制;②2號傳動機(jī)組司機(jī)臺對2號柴油機(jī)油門、偶合器、輸出離合器、1號泥漿泵帶泵離合器進(jìn)行控制;③3號傳動機(jī)組司機(jī)臺對3號柴油機(jī)油門、偶合器、輸出離合器進(jìn)行控制;④4號傳動機(jī)組司機(jī)臺對4號柴油機(jī)油門、偶合器、輸出離合器、2號泥漿泵帶泵離合器進(jìn)行控制。

帶泵離合器除在司鉆房和司機(jī)臺上操作外，在整體鏈條箱底座上(靠泥漿泵一側(cè))串聯(lián)安裝了1個二位三通導(dǎo)氣閥，便于修泵時摘開，從而避免修泵時由于誤操作而出事故。

3 應(yīng)用情況

2012年2月，江蘇石油勘探局鉆井處所訂兩臺配硬脖式整體鏈條箱傳絞車并車傳動裝置的ZJ70LDB鉆機(jī)陸續(xù)發(fā)往油田打井。使用表明，該并車傳動裝置不僅能保證原有技術(shù)性能，可靠性高，設(shè)備及系統(tǒng)運(yùn)行正常，且操作維護(hù)方便，能滿足鉆井工藝要求，移動安裝性能好，適應(yīng)野外環(huán)境和運(yùn)輸條件。

4結(jié)論

該并車傳動裝置設(shè)計合理，總體布局協(xié)調(diào)，操作安全可靠，主要技術(shù)性能參數(shù)能滿足鉆井工藝要求;充分吸收其他生產(chǎn)廠家同類產(chǎn)品的優(yōu)點，借鑒我公司原有并車傳動裝置整體鏈條箱的經(jīng)驗教訓(xùn)，產(chǎn)品符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范;結(jié)構(gòu)緊湊，實現(xiàn)模塊化設(shè)計，移運(yùn)性好。

［1］ 馮彥偉．ZJ50/3150JD型鉆機(jī)的研制與應(yīng)用［J］．石油礦場機(jī)械，2010，39(6):58－60．

［2］ 李繼志，陳榮振．石油鉆采設(shè)備及工藝概論［M］．山東:石油大學(xué)出版社，1992．