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70D鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤獨立驅(qū)動用齒輪箱

2018-11-22

胡晶磊¹　王磊²
（1.西安石油大學(xué)；2.蘭州蘭石集團(tuán)有限公司）

　　摘　要：隨著轉(zhuǎn)盤獨立驅(qū)動方式越來越廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)場的工作中越來越發(fā)現(xiàn)鏈條傳動的一些不可靠性，由于鏈條磨損，節(jié)距就會變大造成脫節(jié)，對現(xiàn)場工作造成不便，在這種情況下，齒輪傳動的優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來了。

　　關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)盤獨立驅(qū)動；鏈條傳動；齒輪傳動
　　引言
　　隨著石油鉆機(jī)的發(fā)展，無論是交、直流電驅(qū)動石油鉆機(jī)還是機(jī)電復(fù)合驅(qū)動石油鉆機(jī)，轉(zhuǎn)盤獨立驅(qū)動方式得到越來越廣泛的應(yīng)用。在鉆井過程中，由轉(zhuǎn)盤帶動方鉆桿旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)鉆進(jìn)運動。而轉(zhuǎn)盤獨立驅(qū)動裝置主要是為轉(zhuǎn)盤提供動力。一般的70D鉆機(jī)所用ZP375轉(zhuǎn)盤驅(qū)動裝置主要由直流電機(jī)、聯(lián)軸器、鏈條箱、ZP375轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)盤梁、潤滑系統(tǒng)等部件組成。在現(xiàn)場實際工作中發(fā)現(xiàn)，由于鏈傳動的一些實際缺點，使得鏈條一旦磨損，節(jié)距就會變大造成脫節(jié)，從而影響鉆井工作的進(jìn)行。在這樣的情況下，齒輪傳動就應(yīng)運而生，齒輪傳動不但能保證瞬時傳動比恒定，平穩(wěn)性高，傳遞運動準(zhǔn)確可靠，傳遞的功率和速度范圍較大，同時，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，能實現(xiàn)較大的傳動比，傳動效率高，使用壽命長，對現(xiàn)場鉆井工作有實際意義。

　　1　70D鉆機(jī)用轉(zhuǎn)盤獨立驅(qū)動裝置的齒輪箱
　　1.1技術(shù)參數(shù)（見表1）

　　1.2結(jié)構(gòu)說明
　　轉(zhuǎn)盤獨立驅(qū)動裝置由1臺800kW直流電機(jī)、兩擋齒輪變速箱、球籠式萬向軸組成。直流電機(jī)與變速箱輸入軸之間通過球籠式萬向軸相聯(lián)，齒輪變速箱輸出軸與轉(zhuǎn)盤輸入軸之間采用球籠式萬向軸聯(lián)接。齒輪變速箱采用手動換擋。電機(jī)輸出軸裝有慣性剎車。

　　通過PLC對獨立驅(qū)動裝置電機(jī)控制，轉(zhuǎn)盤可實現(xiàn)0-243rpm范圍內(nèi)恒扭矩?zé)o級調(diào)速及過扭矩保護(hù)。轉(zhuǎn)盤Z大恒扭矩可達(dá)42000N●m。
　　齒輪變速箱配備獨立的電動潤滑系統(tǒng)，齒輪變速箱齒輪和軸承均采用稀油強(qiáng)制潤滑。電動油泵的控制既可與獨立驅(qū)動裝置800kW直流電機(jī)實現(xiàn)聯(lián)動，也可單獨啟動。
　　潤滑系統(tǒng)工作壓力為0.3～0.5Mpa。該系統(tǒng)工作壓力可通過壓力傳感器傳至司鉆控制房壓力表進(jìn)行監(jiān)視。潤滑油路中設(shè)有溢流閥，可用于調(diào)控潤滑系統(tǒng)工作壓力。
　　潤滑油路吸油口處設(shè)有吸入過濾器。
　　潤滑油：環(huán)境溫度在0℃以上時，用L-AN100全損耗系統(tǒng)用油，在0℃以下時，用L-AN46全損耗系統(tǒng)用油。
　　1.3齒輪箱相對于鏈條箱的優(yōu)勢
　?。?）鏈條箱與齒輪箱均為焊接結(jié)構(gòu)，但鏈條箱為了便于鏈條安裝，一般采取在箱體側(cè)開活門的方式，這雖然便于鏈條的安裝，但在露天工作中容易進(jìn)灰塵等，需要經(jīng)常對鏈條進(jìn)行拆卸清洗，不利于現(xiàn)場工作的進(jìn)行；而齒輪箱采用上下分體的焊接箱體，僅在變速箱上設(shè)有便于觀察箱內(nèi)齒輪運轉(zhuǎn)及油路的視孔蓋，這些設(shè)計均利于齒輪在現(xiàn)場工作。

　?。?）鏈條箱在安裝時一般要求環(huán)境溫度在0-35℃范圍內(nèi)，Z佳溫度范圍在15℃-25℃之間；而齒輪箱的適應(yīng)環(huán)境溫度-30℃-+55℃，全天候露天作業(yè)，溫升≤35℃，Z高溫度≤80℃，在高溫及低溫地區(qū)，齒輪箱更適用。

　　（3）在安裝過程中，鏈條箱的安裝費時費力，無論是輸入軸總成還是輸出軸總成均需將軸總成小端從箱體大端法蘭一側(cè)吊起對準(zhǔn)箱體法蘭安裝孔后，整體從該側(cè)孔通入，直到軸承座連接面與箱體法蘭面的定位合適、端面貼合后，再緊固軸承座連接螺栓；而齒輪箱的安裝只需將箱蓋吊裝起來，從上向下安裝即可，省時省力。

　　2　結(jié)束語
　　基于現(xiàn)場工作的實際需要，齒輪箱無論從可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性等方面都優(yōu)于鏈條箱，蘭石裝備公司已經(jīng)將這一設(shè)計應(yīng)用于70D鉆機(jī)，并得到用戶的廣泛認(rèn)可。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]SY/T5531.《石油鉆機(jī)用轉(zhuǎn)盤》標(biāo)準(zhǔn)APISpec7K規(guī)范[S].

來源：《科技創(chuàng)新與應(yīng)用》2015年34期