柴油钻机(柴油机驱动钻机)

Posted 2023-05-29

篇首语：花门楼前见秋草，岂能贫贱相看老。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了柴油钻机(柴油机驱动钻机)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

柴油钻机(柴油机驱动钻机)

一、柴油机机械驱动

1.机械驱动用柴油机

柴油机被广泛用作钻井设备的动力，其主要特点是∶

（1）不受地区限制，具有自持能力。无论寒带、热带、高原、山地、平原、沙漠、沼泽、海洋，自带燃料都可工作，这对勘探和开发新油田是非常重要的。

（2）产品系列化后，不同级别的钻机，可采用所谓"积木式"，即增加相同类型机组数目的办法，以增加总装机功率，从而减少柴油机品种。

（3）在性能上，转速可平稳调节，能防止工作机过载，避免出现设备事故。装上全制式调速器，油门手柄处于不同位置时，即可得到不同的稳定工作转速。当外载增加超过最大时，柴油机便越过外特性上稳定工作点而灭火，不致造成传动机构或工作机因过载而损坏。

（4）结构紧凑，体积小，重量轻，便于搬迁移运，适于野外流动作业。

（5）作为钻机动力机，它也有不足之处，如∶扭矩曲线较平坦，适应性系数较小（0.5～1.15），过载能力有限;转速调节范围窄（1.3～1.8）;噪声大，影响工人健康;与电驱动比较，柴油机驱动的传动效率低，燃料成本高等。

Z190系列柴油机是国产钻机用动力机，其基本型号、规格及主要技术参数见表5-1。

2.电动钻机用柴油机

G12V190ZLD柴油机是国产电驱动钻机ZJ50D和ZJ70D的动力源，G12V19OZLD柴油机主要技术经济指标见表5-2。

3.机械传动系统

机械驱动钻机的传动方案依据钻机的用途、钻井的深度、所采用的驱动类型及主传动元件的不同而异。但是，任何一种钻机传动系统的基本组成和所承担的任务却具有共性，都主要是由并车、倒车、减速增矩、变速变矩及转换方向等几部分构成，将一台或几台驱动机组的动力及运动单独地或统一地传递给各工作机，以满足钻井工作的需要。

1）并车

现代机械驱动钻机都采用两台以上驱动机组，因此存在并车问题。广泛采用的并车方式是∶柴油机直接驱动，胶带并车传动，如ZJ32J-2，ZJ45J;柴油机一液力驱动，链条并车传动，如F-320，ZJ45，ZJ60L。

2）倒车

转盘需要倒车，绞车一般不需要倒车。倒车方案，花样繁多，但究其实质，不外乎以下几种∶

（1）齿正车、链倒车（齿轮传动正车、链传动倒车），大庆130钻机就是齿正车、链倒车，但1 号机组本身不能倒车。有的钻机，齿正车传动副和链倒车传动副安置在同一传动箱的两根平行轴上。

（2）双锥齿轮正倒车，这种方案适用于转盘单独倒车，需要一个单独的正倒车箱，齿轮钻机常采用该方案。如图5-4所示的ZJ130-Ⅱ钻机采用锥齿轮倒车，短万向轴水平传动转盘，可使钻台面宽敞，缺点是增加了一副角传动。

（3）链正车、齿倒车。链条钻机必须采用齿传动倒车，如Z45钻机等，倒车齿轮副即置于链条变速箱中，可不必另设倒车箱。

3）减速与变速

钻机动力机转速高，而工作机转速低，从动力机到工作机一般要经过3～5次减速。另外，绞车和转盘要求调速范围为5%～10%。为充分利用功率，一般应设4～6个机械挡，柴油机—变矩器驱动时，也应设3～4个机械挡。

动力机至钻井泵无需变速，除泵本身已有一次减速外，在传动系统中再设1～2次减速即可。

4）转换方向

链条钻机的发动机与绞车滚筒轴及泵轴采用轴线平行布置方案，无转向问题，而至转盘则有两种情况∶

（1）转盘水平轴平行发动机轴线者，链条传动转盘，无转向问题。

（2）转盘水平轴垂直发动机轴线者，短万向轴传动转盘，用角传动转向。

5）带辅助调速的传动方案

图5-5在传动系统中增加了一个辅助调速的偶合器。通过调节其充液量可以微调转盘转速而不必单独降低1号柴油机转速，以保证3台动力机组的正常并车，充分发挥它们的功率。当绞车需要较大功率时，仍可接通总离合器直接驱动。

二、柴油机液力驱动

柴油机与液力传动元件变矩器或偶合器相结合，便构成柴油机一变矩器或柴油机一偶合器驱动机组，可称为柴油机一液力驱动。柴油机一变矩器驱动机组，因具有优越的驱动特性，在现代钻机中获得了广泛应用。偶合器虽属柔性传动，但只能变速不能变矩。

1.液力传动基本工作原理

如图5-6所示，主动轴经离心泵将能量传给工作液，工作液又经涡轮将能量传给从动轴，即∶

因此，液体通过它在离心泵和涡轮机中的循环流动，实现运动的连续传递和能量的连续转换。

2.柴油机一偶合器驱动

我国石油矿场引进的罗4LD-150D钻机是柴油机一偶合器驱动的。柴油机M583和偶合器TA500组成驱动机组。国产ZJ20-2钻机也采用了柴油机—偶合器驱动，柴油机PZ8V190通过万向轴与液力偶合器泵轮机组连接，偶合器涡轮轴传动6挡行星变速箱。液力偶合器结构组成如图5-7所示。

柴油机一偶合器驱动的主要优点是∶传动柔性，可吸收震动与冲击；涡轮轴可随外载变化而自动变速，可防止工作机过载，即使外载增加导致涡轮制动，动力机（主动轴）仍可以某一转速工作而不灭火。

3.柴油机一液力变矩器

液力变矩器的工作原理与液力偶合器类似，变矩器除泵轮和涡轮外，还有一个固定不动的叶轮，叫做导轮。因此，变矩器的循环圆是泵轮、涡轮和导轮三个工作轮所组成，如图5-8所示。变矩器的主要性能特点在于它能改变扭矩，即在工作过程中，变矩器能把泵轮轴上的扭矩（通常就是发动机的输出扭矩）转变为较大或较小的涡轮轴输出扭矩。

变矩器工作时，液体在循环圆中从泵轮→涡轮→导论→泵轮做不停的循环运动，如图5-9所示。液体在导轮进口和出口的速度变化的方向和大小都不发生变化，从而引起了液体动量矩的变化。正是由于这个变化，使液体对导轮产生一个作用扭矩，此作用扭矩经导轮传给固定的外壳，由外壳所承受;而固定的导轮反过来又给液体以反作用扭矩。同样，循环圆中的液体流经过泵轮时动量矩也发生变化，液体对泵轮和涡轮都作用有一定的扭矩，而泵轮及涡轮也对液体作用有反扭矩。

————END————