起升系统工作原理与设备.ppt
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1、起升系统工作原理与设备 第一节 起升系统工作原理 一、起下钻操作 1.起钻:换钻头,取钻柱。 2.下钻:钻柱入井。 二、游系运动分析 大钩速度; 钢绳速度; 天车轮的切向速度; 有效绳数(除快、死绳外的游绳数); 滑轮直径。,起升系统钻机的核心:绞车、游动系统、井架。,从快绳侧死绳侧钢绳速度为 大钩升高H, 快绳拉下绳长为ZXH 。 天车轮切向速度 和转速 为 可见:快绳一侧的滑轮转速是死绳一侧的Z倍。 【检修天、游车应将滑轮及轴承倒换,使寿命均衡。 快绳侧钢绳弯曲次数是死绳侧Z倍,会提前疲劳断丝。 】,快绳,死绳,绞车,三、游动系统载荷 设 、 为游系起升重量和效率, 、 为下钻游系起重量和
2、效率, 、 为快绳和死绳拉力, 为游绳的拉力。 1.大钩静载荷,kN,L井深,km; 单位长度钻柱质量,kg/m。,2. 游系静载荷,kN,游动系统固定质量tf(游车、大钩、吊环、钢绳),3. 天车台载荷(天车梁所受的载荷),kN,( , 不考虑倾斜。),4.当大钩静止悬重时, 各段游绳拉力相等。,【 】,5当起升时,各绳拉力。 由于轴承的摩擦阻力和钢绳过滑轮的弯曲阻力有:,为单轮绳效率 ,则,( ; ; ; ),因 【 】, 所以,等比级数和,【 】,可写为: 起升时快绳拉力: (代入上式) 起升游系效率:,6当下钻时,各绳拉力。【与起钻时相反,阻力帮助 】 【 】,由于 (代入上式) 下放
3、时游系效率: 结论:起、下钻时各游绳的拉力不同, 。,与 表达式不同,其值相近,可认为 ,可以用于起或下钻游系的总效率, 单轮效率。,起升游系效率,四、滚筒缠绳层数确定 滚筒外经 ;绳径d。 缠一层绳,中径 , 第一层缠绳不工作,利于排绳。 缠绳:一左旋,一右旋。 每圈有3/4圈于槽中,则 ( ); 1/4圈跳向另一槽,直径重叠, ; 每圈半径增量:,从第二层到最后一层缠绳直径变化。 滚筒原始直径: 第一层直径: (以钢绳中径计算) 第二层直径: (在 基础增加 ) 任意层直径: 第末层直径:,第二第末层,平均直径为: 总层数; 半径增量系数 , 0.9,缠绳总层数 取决于立根长和有效绳数 ,
4、缠到第二第e层上,按 平均直径计算 。 从 (不考虑第一层, 每层的排数) 代入 得: 式中 立根长度 每层的排数, ; L滚筒长,mm;排绳间隙,取11.5mm。 解二次方程得 。,第二节 钻井绞车 一、 绞车的作用 绞车是钻机的核心、关键设备。 (钻机三大机组:绞车、转盘、钻井泵)。 1. 起下钻,下套管 提出钻具,再放下去,叫起下钻作业。由绞车完成。 下套管,也用绞车完成。 2. 控制钻压(扶刹把,加钻压) 钻头旋转破岩,由钻铤重提供钻压,压力大小由刹车调节。 刹车松开,钻压过大;钻柱提起,钻压为零;要适当控制刹车调节钻压。,3. 上卸扣(拉猫头,上卸扣) 借助猫头拉大钳手柄,完成钻杆上
5、卸扣。 (现用液压大钳) 4. 起升井架,吊重物 A形,K形(形)井架绞车整体起升。 5. 作为转盘的传动中间装置 转盘的离合器在绞车里。,二、绞车的使用要求 1要能传递足够大的功率 钻柱很重,起升功率很大。 2 滚筒要有足够大缠绳容量 起升一立根(28m)缠绳长,余量行程23m,游绳数10根,缠绳300 多米。 3. 要有适当的档数 钩载是变化的,N=QV,保证N=常数,Q,V。 国标规定六个档。多档功率利用率越充分。,4. 刹车机构灵敏可靠 钻压靠刹车调节,钻具的起升下放的停止、钻柱悬持也靠刹车。 5. 猫头要有足够的拉力 猫头的作用是上卸扣,崩扣力矩很大,猫头要有很大的拉力。 目前用液压
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