【文章內(nèi)容簡介】 (2) 當起升時，由于滑輪軸承的摩擦阻力和通過滑輪時的彎曲阻力，使各繩拉力發(fā)生變化，即：P ＞P1 ＞P2 ＞……＞Pz1 ＞Pz設η為一個繩輪的效率，則有： P = = =……= 因為： Q游 = P1 + P2+……+Pz所以： Q游 = P（η+η2+……+ηz）上式括號內(nèi)為等比級數(shù)，又可寫為： Q游 =由于 Pη游 = 所以起升時的游動系統(tǒng)效率為： η游 = (3) 當下鉆時，情況與起鉆時相反，即： η游＇= 從圖385可見，某擋位下，絞車滾筒的轉(zhuǎn)速為 ni = ne 式中 ne —— 提升的柴油機的輸出軸的轉(zhuǎn)速 r / min —— 絞車第擋提升時從柴油機輸出軸到滾筒軸的總傳動比，是變矩器或減速器的本身傳動比至絞車輸入軸，經(jīng)變速軸在傳至滾筒軸的各分傳動比的連乘機。某擋位下，大鉤的提升速度為 Vi = 式中 Vi —— 某擋位下，大鉤的提升速度，m/s；Di —— 提升時滾筒纏至第i層鋼絲繩時的工作直徑，m。5. 大鉤最大鉆柱重量大鉤最大鉆柱重量Qmax是指在規(guī)定的鉆井繩數(shù)下，正常鉆進或進行起下作業(yè)勻速起升時，大鉤允許承受的最大鉆柱在空氣中的重量。鉆柱在井內(nèi)鉆井液中的重量為Q柱 Q柱 = Kq柱L 式中 L —— 最大井深，m；q柱 —— 平均每米鉆柱在空氣中的重量，kg/m；K —— 考慮浮力、阻力的綜合系數(shù)K = K阻 (1)式中 K阻 —— 起鉆時的摩擦阻力系數(shù)；ρ液 —— 鉆井液密度，g/cm3；ρ鋼 —— 鋼的密度，g/cm3。一般情況下，K阻 = , ρ鋼 = g/cm3所以 Qmax = Q柱+G常式中 G常 —— 起升系統(tǒng)大鉤下不變的重量；G常 = G卡+G環(huán)+ G鋌0G卡 —— 吊卡的重量；G環(huán) —— 吊環(huán)的重量；G鋌0 —— 井下鉆鋌比同長度鉆桿多出的重量； G鋌0 = L鋌（q鋌q桿）式中 L鋌 —— 井下鉆鋌長度，m； q鋌 —— 鉆鋌每米在空氣中的平均重量，kg/m。 現(xiàn)代鉆機將Qmax與Q柱之比稱為鉆機的載荷儲備系數(shù)，即 K儲 = = ~ 任意井深時 Q游i = Kq柱Li 式中 Li— 任意井深，m在實際鉆井中，井越深，則摩擦阻力系數(shù)K阻越大，所用鉆井液的密度ρ液也越大，浮力增加，因而使(1)下降，實際K值的大小可查得。6. 游動系統(tǒng)起重量游動系統(tǒng)的起重量包括大鉤最大鉆柱重量Q柱和游動系統(tǒng)不變載荷G游（即認為作用在天車上的載荷）。在最大井深，鉤載為最低起升工作擋時，游動系統(tǒng)起重量Q游為Q游= Q柱+G游 式中 G游 —— 游動系統(tǒng)部件本身不變的重量 G游 = G鉤+G游車+G繩 式中 G鉤 —— 大鉤的重量； G游車 —— 游動滑車的重量； G繩 —— 游動系統(tǒng)鋼絲繩的重量 Q游 = q桿L+G常+G游 = q桿L+G0式中 G0 —— 不隨井深變化的重量 G0 = G常+G游 六、小結。七、作業(yè)。（例2）。一、教學目的、要求。二、教學重、難點。三、導入新課鉆井絞車不僅用于起下鉆具和下套管，還用在鉆進過程控制鉆壓，此外還充當轉(zhuǎn)盤的變速機構和中間傳動機構，以及整體井架的起升。帶撈砂滾筒的絞車擔負著提取巖芯筒，試油等項工作。四、復習舊課。五、講授新課第三節(jié) 鉆井絞車（一）絞車的功用與要求 (1) 具有足夠大的功率，有提升最重鉆柱和解卡能力。在最低轉(zhuǎn)速下鋼絲繩能產(chǎn)生足夠大的拉力，保證游動系統(tǒng)安全可靠；(2) 各提升部件具有足夠的強度和剛度。滾筒、滾筒軸、軸承、各機構以及易損件具有足夠的壽命； (3) 絞車滾筒具有足夠的尺寸和容繩量，保證纏繩狀態(tài)良好以延長鋼絲繩壽命。撈砂滾筒要纏得下相當于井深長度的細鋼絲繩；(4) 能適應起重量的變化，具有足夠的起升擋數(shù)，以提高功率利用率，節(jié)省起升時間；(5) 具有靈敏而可靠的剎車機構及強有力的輔助剎車，能準確地調(diào)節(jié)鉆壓，勻速送鉆。在下鉆過程中能隨意控制下放速度和省力地將最重鉆柱載荷剎住。滾筒剎車鼓及剎帶片應耐磨、耐熱、壽命長.(6) 具有穩(wěn)固的支架和底座，整個絞車不應超重、超寬、超長、超高，以免給運輸造成困難。傳動部分應有嚴密的防護罩，充分潤滑。易損件拆卸、更換方便；(7) 采用集中控制，使控制手柄、剎把、指重表等集中在司鉆控制臺上，便于司鉆的操作。（二）絞車的結構組成及技術規(guī)范1．絞車的結構組成圖313所示的ZJ45J型鉆井絞車為例，絞車一般由以下幾部分組成： (1) 支撐系統(tǒng) 固定和安裝絞車各零部件。有焊接的框架式支架或密閉箱殼式座架。(2) 傳動系統(tǒng) 引入、傳遞并分配動力。由2~5根絞車軸承總成即滾筒軸總成、傳動軸總成、貓頭軸總成、轉(zhuǎn)盤中間傳動軸、鏈條、鏈輪、齒輪、軸系零件等，滾筒軸總成這是絞車的核心部件。 (3) 制動機構 即剎車機構。用于控制下鉆速度和剎車。包括主剎車和輔助剎車。 (4) 卷揚系統(tǒng) 用以纏繞鋼絲繩，實現(xiàn)上卸絲扣起吊重物。包括滾筒、撈砂滾筒、各種貓頭等。 (5) 控制系統(tǒng) 用于控制絞車和轉(zhuǎn)盤運及變速。包括牙嵌式、齒式、氣動離合器，司鉆控制臺，控制閥件等，一般都屬于鉆機控制系統(tǒng)的組成部分。 (6) 潤滑及冷卻系統(tǒng) 用于絞車各運轉(zhuǎn)部位軸承、鏈條等的潤滑。包括黃油潤滑、滴油潤滑和密封傳動時的飛濺或強制潤滑。2．絞車的技術規(guī)范鉆井絞車已制定有標準，標準規(guī)定了絞車的主要參數(shù)為名義井深。鉆井絞車的型號為JC □ □ 絞車形式 機械絞車無，電驅(qū)動絞車為D 絞車級別 以100 m為單位計的絞車名義鉆深范圍的上限 絞車代號（三）絞車的結構類型與選用1．絞車的結構類型(1) 單軸絞車 C1500絞車如圖310所示，絞車前裝有帶正倒擋的齒輪變速箱，絞車外變速，轉(zhuǎn)盤不通過絞車傳動。這類絞車的特點是：① 貓頭直接裝在滾筒兩端，滾筒活裝在軸上。② 絞車外變速，如C1500絞車，另有一齒輪變速箱。結構簡單，重量輕，便于裝運；但功率小，管理維修不方便。貓頭轉(zhuǎn)速偏高，位置偏低，且滾筒高擋不能獨立安排，影響起下鉆速度。適用于中型鉆機，如By40鉆機絞車，C1500鉆機絞車。(2) 雙軸絞車 ZJl5D雙軸絞車傳動示意如圖311所示，由滾筒軸外加一貓頭軸組成。不僅加高了貓頭高度，而且還在兩軸間裝了高低速傳動鏈條，使齒輪變速箱的擋速加倍。雙軸絞車仍為絞車外變速，貓頭軸的轉(zhuǎn)速通過滾筒軸轉(zhuǎn)換而來，比單軸絞車方便。適用于中、重型鉆機。 (3) 三軸絞車 圖312所示為ZJl301三軸絞車，其傳動方案特點是；多加了一根引入動力的傳動軸，絞車采用內(nèi)部鏈條變速傳動，并兼顧轉(zhuǎn)盤。取消了外帶的變速箱，但絞車本身變得復雜了，尺寸與重量都較大，重達20t，運輸時一般要拆成三軸一架4個單元，安裝也不方便。(4) 多軸絞車 將4軸以上的絞車稱多軸絞車。圖313所示為ZJ4ZJ45J鉆機用的JC45五軸絞車，內(nèi)變速，鏈條傳動。由輸入軸、中間軸（變速軸）、貓頭軸、滾筒軸、轉(zhuǎn)盤中間軸等組成。絞車內(nèi)齒輪倒車，水剎車裝在滾筒軸上，通過齒套離合器實現(xiàn)離合。總重達30t，運輸時，分成兩個單元運輸。(5) 獨立貓頭軸多軸絞車 現(xiàn)代深井、超深井用鉆機的鉆臺越來越高。重達20～30 t左右的絞車，要吊升到4～8 m高鉆臺上是不容易的，且由于鉆臺與機房高差越來越大，傳遞大功率的爬坡鏈條不能適應要求，于是出現(xiàn)了獨立貓頭軸多軸絞車結構，如F3203DH鉆機的絞車即是，如圖314所示。一般是獨立貓頭軸與轉(zhuǎn)盤傳動裝置構成一個單元，置于鉆臺上，因貓頭只進行緊卸扣和輔助起重作業(yè)，功率小結構簡單，重量輕，上鉆臺容易，而將主滾筒連同鏈條變速箱組成另一單元，置于機房底座上，這就大大改善了大功率鏈傳動的工作條件，便利了安裝和移運。(6) 電驅(qū)動絞車 某些電驅(qū)動的超深井鉆機，利用直流電機分別驅(qū)動滾筒軸和貓頭軸，主滾筒和貓頭軸均自成獨立單元，或?qū)⒔g車分解為滾筒絞車和貓頭絞車(軸上裝有撈砂滾筒)兩個獨立單元。2. 絞車的選用 (1) 功率大小 主滾筒是否上鉆臺，如何安裝移運。 (2) 變速方式 絞車變速在內(nèi)還是在外，這與整機傳動方案有關，要統(tǒng)一考慮，輕、中型鉆機多為絞車外變速；重型、超重型鉆機則多采用絞車內(nèi)變速。 (3) 倒車方式 絞車倒車在外還是在內(nèi)。 (4) 貓頭種類與數(shù)量 貓頭軸是否有慣性剎車；離合器數(shù)量及布置。 (5) 功用 是否充當轉(zhuǎn)盤中間機構、變速機構。 (6) 潤滑方式 黃油、滴油、飛濺或是強制潤滑。 (7) 控制方式 一般都采用集中氣控制、氣排擋。 (8) 驅(qū)動類型 機械驅(qū)動還是電驅(qū)動。六、小結。七、作業(yè)？？一、教學目的、要求、類型。、結構。二、教學重、難點、類型。、結構。三、導入新課現(xiàn)場不止一次因剎車不可靠而發(fā)生重大溜鉆事故，造成設備損失、井下事故，甚至危及工人的人身安全。生產(chǎn)實踐表明：剎車機構是鉆機的重要的部件，石油礦場機械工作者對此切不能等閑視之。四、復習舊課。五、講授新課第四節(jié) 絞車的剎車機構（一）（一） 剎車機構的類型和功用 1. 剎車機構的類型絞車的剎車機構是絞車的核心部件。它包括主剎車和輔助剎車。主剎車按作用原理可分為帶式剎車、塊式剎車、盤式剎車等，石油礦場主要用帶式剎車，盤式剎車近年來也有較快地發(fā)展。輔助剎車有水剎車和電磁剎車兩種。2. 主剎車剎車的功用與使用要求：1) 功用 下鉆、下套管時，剎慢或剎住滾筒，控制下放速度，懸持鉆具；正常鉆進時，控制滾筒轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)鉆壓，送進鉆具。2) 使用要求 安全可靠，靈活省力，壽命長。（二） 帶式剎車的結構組成與工作原理帶式剎車機構有單杠桿剎車機構和雙杠桿剎車機構之分。 1. 單杠桿剎車機構圖344為單杠桿剎車機構示意圖。該剎車機構是由控制部分(剎把4)、傳動部分(傳動杠桿或稱剎車分（剎帶剎車鼓2）、輔助部分(平衡梁6和調(diào)整螺釘7)、氣剎車等組成。剎車時，操作剎把4轉(zhuǎn)動傳動杠桿3，通過曲拐拉拽剎帶1的活動端使其抱住剎車鼓2。扭動剎把手柄可控制司鉆閥5啟動氣剎車。氣剎車起省力作用。平衡梁6用來均衡左、右剎帶松緊程度，以保證受力均勻。當剎塊磨損使剎帶與剎鼓間隙增大導致剎把的剎止角過低時，可通過調(diào)整螺釘7調(diào)整到初始間隙。剎帶l是由彈簧板制成，用帶彈簧的螺釘掛在絞車外殼上，不工作時可均勻脫離剎車鼓；耐熱耐磨的剎車塊則鉚在鋼帶上。絞車廣泛采用雙杠桿機構，力比大，操作非常省力。2. 雙杠桿剎車機構 雙杠桿剎車機構又叫做復式杠桿剎車機構。在兩套單杠桿之間。用浮動連桿將他們鉸連在一起，組成雙杠桿剎車機構。 （三）液壓盤式剎車的結構、類型1. 液壓盤式剎車的結構、類型液壓盤式剎車系統(tǒng)由液壓控制部分(簡稱液控部分)和液壓制動鉗(簡稱動鉗)兩部分組成。液控部分由液壓泵站和操縱臺組成，它是動力源和動力控制機構，為制動鉗提供必需的液壓。制動鉗是盤式剎車的動力執(zhí)行機構，為主機提供大小可調(diào)節(jié)的正壓力，從而達到剎車目的。制動鉗根據(jù)工況不同分為工作鉗和安全鉗。絞車盤式剎車的典型結構如圖58所示。剎車鉗的結構方案可以分為杠桿鉗和固定鉗兩種。前者中心液缸在