【文章內(nèi)容簡介】 (2) 當(dāng)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(shè)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(dāng)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(jìn)或進(jìn)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(rèn)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(jié)。七、作業(yè)。（例2）。一、教學(xué)目的、要求。二、教學(xué)重、難點。三、導(dǎo)入新課鉆井絞車不僅用于起下鉆具和下套管，還用在鉆進(jìn)過程控制鉆壓，此外還充當(dāng)轉(zhuǎn)盤的變速機構(gòu)和中間傳動機構(gòu)，以及整體井架的起升。帶撈砂滾筒的絞車擔(dān)負(fù)著提取巖芯筒，試油等項工作。四、復(fù)習(xí)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(gòu)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(dāng)于井深長度的細(xì)鋼絲繩；(4) 能適應(yīng)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(gòu)及強有力的輔助剎車，能準(zhǔn)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(yīng)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(yīng)超重、超寬、超長、超高，以免給運輸造成困難。傳動部分應(yīng)有嚴(yán)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(jié)構(gòu)組成及技術(shù)規(guī)范1．絞車的結(jié)構(gòu)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(gòu) 即剎車機構(gòu)。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(shù)規(guī)范鉆井絞車已制定有標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)類型與選用1．絞車的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(fù)雜了，尺寸與重量都較大，重達(dá)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?？傊剡_(dá)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(dá)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(yīng)要求，于是出現(xiàn)了獨立貓頭軸多軸絞車結(jié)構(gòu)，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(gòu)成一個單元，置于鉆臺上，因貓頭只進(jìn)行緊卸扣和輔助起重作業(yè)，功率小結(jié)構(gòu)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(guān)，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(dāng)轉(zhuǎn)盤中間機構(gòu)、變速機構(gòu)。 (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(jié)。七、作業(yè)？？一、教學(xué)目的、要求、類型。、結(jié)構(gòu)。二、教學(xué)重、難點、類型。、結(jié)構(gòu)。三、導(dǎo)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(shè)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(gòu)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(fù)習(xí)舊課。五、講授新課第四節(jié) 絞車的剎車機構(gòu)（一）（一） 剎車機構(gòu)的類型和功用 1. 剎車機構(gòu)的類型絞車的剎車機構(gòu)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(jìn)時，控制滾筒轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)鉆壓，送進(jìn)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(jié)構(gòu)組成與工作原理帶式剎車機構(gòu)有單杠桿剎車機構(gòu)和雙杠桿剎車機構(gòu)之分。 1. 單杠桿剎車機構(gòu)圖344為單杠桿剎車機構(gòu)示意圖。該剎車機構(gòu)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(dāng)剎塊磨損使剎帶與剎鼓間隙增大導(dǎo)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(gòu)，力比大，操作非常省力。2. 雙杠桿剎車機構(gòu) 雙杠桿剎車機構(gòu)又叫做復(fù)式杠桿剎車機構(gòu)。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(gòu)。 （三）液壓盤式剎車的結(jié)構(gòu)、類型1. 液壓盤式剎車的結(jié)構(gòu)、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(gòu)，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(gòu)，為主機提供大小可調(diào)節(jié)的正壓力，從而達(dá)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(jié)構(gòu)如圖58所示。剎車鉗的結(jié)構(gòu)方案可以分為杠桿鉗和固定鉗兩種。前者中心液缸在