机械驱动钻机的传动方案及主要特点

第1章绪论第2章机械驱动钻机机械驱动有三种形式，包括柴油机的变矩器驱动、图2-1钻机的传动系统2.1柴油机统一驱动的传动特性工作，体积较小便于搬移，十分适用于野外作业。20世纪70年代左右，柴油机统一驱动2.1.2转盘的传动2.1.3泵的传动2.1.4液力变矩器传动2.1.5辅助传动2.2柴油机-偶合器驱动的传动特性图2-2偶合器动态模拟柴油机-偶合器驱动是指柴油机的传动是通过(2)传动柔和，能消除震动，防止功率过大负荷超载，延长工作机以及发动机的使(4)负荷较轻时，发动机消耗燃油少；(5)其传动油的冷却器较小，有较高的传动效(7)不具备自动调速功能。2.3柴油机-变矩器驱动的传动特性系数不小于2,调速范围大于12,相比较柴油机-偶合器更加具有优势，且同样具有实现柔壳体泵轮壳体泵轮驱动接口图2-3变矩器结构(2)传动柔和，能消除震动，防止功率过大负荷超载，延长工作机以及发动机的使(4)负荷较轻时，发动机燃油消耗和重载时一致。(6)在达到某个转速的前提下，可以替代偶合器提升效率，但是没有减速时不可用(7)在恒功率下可自动调速。第3章机械驱动钻机的传动方案3.1胶带钻机的传动方案3.1.2大庆I-130钻机传动方案图3-1大庆I-130传动系统3.1.3ZJ45J钻机传动方案快2.期*Lfa7重d下几个特点：(1)窄型联组胶带使用寿命较长，传动稳定；(2)由柴油机提供动力驱动，很大的提高，钻井泵的使用性能也得到了极大的提高；(3)使用开槽滚筒、密封绞车、电磁涡流刹车、防碰天车装置等设备，使起升机组更加安全可靠，并提高了其工作性能；(4)使用高度为4.5m的钻台、整体自升式的井架便于安装和搬运。ZJ32J-2传动系统如图3-3所示。得1公u6s一sL本地tn53.2链条钻机传动方案3.2.1链条钻机的特点链条是链条钻机的主传动副，它使用小节距多排链条，并车2至4台柴油机-变矩器或柴油机-偶合器驱动机组，统一驱动各个工作机。比较胶带钻机，其传送的功力较大、结构更加紧凑、使用寿命较长。3.2.2ZJ45钻机传动方案我国第一台国产链条钻机是ZJ45钻机，由ZJ45J改进制造而成。具有以下几个特点：(1)采用柴油机-液力变矩器驱动，根据实际情况自动变矩、变速，使得柴油机的功率得到完整的利用，减缓震动所带来的冲击，保持传动平稳，延长设备使用寿命；(2)并车传动方式使用高质量的链条，延长使用期限；(3)采用DS-45电磁涡流刹车，能够对其制动力矩进行精确调节，反应速度快、下钻安全、迅速，减轻工作人员的工作量，也延长了刹车3.3.1齿轮钻机的特点ZJ130-3传动系统如图3-5所ptbt-47rottx物破uya第4章机械驱动钻机液力传动形式分析二-外二-外0.50.60.70.80981.0非可调式液力变矩器的优点是能实现柔性传动，保证传动的过程柔和平稳，最大限度消除振动，延长了钻机的寿命。非可调式液力变矩器的特性见图4-2。η62K0K47图4-2非可调式液力变矩器的特性从图4-2可以看出，非可调式液力变矩器是离心涡轮液力变矩器，一般不可透，这在启动性能和过载保护中奠定了液力变矩器的优势：(1)遇到卡钻时，负载会忽然剧增，动力机的输出，也就是液力变矩器的输入的转矩和转速不会有很大的变化，这对于柴油机来说，能够帮助它更好地适应外负载，对动力机提供了一个很好的保护作用；(2)在施工过程中，工作机可能会频繁地启动、停止，在这种情况下，液力变矩器也可以平稳、快速地实现其功能，最大限度降低对动力机产生的影响。而另一方面，液力变矩器不可透的特性可能会导致一些问题：在没有负载或轻载时，动力机的输入功率保持不变，而变矩器的输出功率却相对较小，消耗了大量的功率，降低了工作效率，其油温也在急剧上升。非可调式液力变矩器的传动效率最高时只达到了88%左右，这个数字相对偏低，也就意味着，会增加动力机的燃油消耗量，对于钻机的经济效益十分不利。油温过高，需要利用风扇使其冷却，在冷却的过程中消耗了大量的动力。4.4导叶可调式液力变矩器最优开度效率最优开度涡轮力矩0图4-3导叶可调式液力变矩器的特性依据图4-3,参考调速型液力偶合器和非可调式液力变矩器的优缺点，可以总结出导叶可调式液力变矩器的优缺点如下：(1)导叶可调式液力变矩器能够使其导叶保持在最优开度的状态下不变，也就等同于，非可调式液力变矩器无上限变速，对于绞车来说十分适用，节省了大量的起钻时间，在启动和过载时能够保护工作机的正常使用，改善柴油机对外负载的适应性；(2)在没有负载或轻负载的情况下，导叶可调式液力变矩器可以将导叶开度调节形成调速型液力偶合器，在输出是维持恒转速或恒转矩，能够用于钻井泵。较之调速型液力偶合器，导叶可调式液力变矩器调速范围很大，能够更好地提升功率利用率，减少档数，(3)导叶可调式液力变矩器的变矩功能可以轻松解决施工中的一些事故，例如卡钻等。井深不大时，导叶可调式液力变矩器会将导叶开度调小，降低钻井泵的冲数；(4)导叶可调式液力变矩器也具有柔性传动的特点，最大限度消除振动，保证传动的平稳性，延长钻机的使用寿命，使得钻机的安全性、可靠性和稳定性都得到了大大的提总之，导叶可调式液力变矩器具有调速型液力偶合器和非可调式液力变矩器的所有优点，并且弥补了这两种传动形式各自的不足之处，比它们更加节能，效率也更高。但是，本文主要研究了机械驱动钻机的传动系统及其特点，针对机械传动钻机的三种液力传动形式进行了优缺点进行对比分析，确定传动方案“柴油机+导叶可调式液力变矩器机组”(1)机械驱动的钻机使用液力传动时，具有多项优点，包括启动平稳、容量大、连(3)通过分析非可调式液力变矩器，发现它的优点是有较强的变矩能力、有较大的(4)对导叶可调式液力变矩器的特点进行了分析，其具有调速型液力偶合器和非