[發明專利]應用于石油開采領域的鉆井絞車及其排繩方法

無效

• 申請號: 201110405125.9
• 申請日: 2011-11-28
• 公開（公告）號: CN103130139A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 李超
• 申請（專利權）人: 李超
• 主分類號: B66D1/60
• 分類號: B66D1/60;B66D1/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種應用于石油開采領域的鉆井絞車及其排繩方法。

背景技術

在石油鉆井過程當中，絞車的主要功能表現在：

(1)將鉆井工具(包括方鉆桿、鉆桿、鉆挺、鉆頭等)下入幾百米至幾千米，甚至超過萬米的井底。

(2)將鉆井工具從幾百米至幾千米，甚至上萬米的井底起出。

(3)在鉆井中，要懸吊部分鉆具重量，以控制壓在鉆頭上的壓力。

(4)鉆井中，如出現井下事故，需在井筒內下入或起出處理井下故障的各種井下工具。

(5)在鉆機安裝、拆卸時，需將井架整體起立或下放。

(6)在固井作業中，需要向井內下入套管等。

盡管各型絞車結構上各式各樣，但究其實質一般都由以下幾部分組成：

(1)滾筒、滾筒軸總成，這是絞車的核心工作部件。滾筒應有足夠的容繩量，保證纏繩狀態良好以延長鋼絲繩壽命；

(2)絞車具有靈敏可靠的主剎車機構及性能良好的輔助剎車，使其能準確地調節鉆壓，均勻送進鉆具，在下鉆過程中隨意控制下鉆速度和省力地將最重鉆柱載荷剎住；

(3)貓頭和貓頭軸總成，用以滿足用大鉗上卸扣和其它輔助起重的需要。有的貓頭軸上還裝有撈砂滾筒，用以提取巖心筒；

(4)傳動變速系統，引入并分配動力和傳遞運動，提供足夠的檔速；

(5)控制系統，包括牙嵌、齒式、氣動離合器。它們一般部屬于鉆機控制系統的組成部分；

(6)潤滑系統，包括黃油潤滑、滴油潤滑和密封、飛濺或強制潤滑；

(7)支撐系統，有焊接的框架式支架或密閉箱殼式座架。中型絞車整體運輸，其重量約在10噸以內；重型和超重型絞車要拆散成單元運輸，運輸的單元應在15噸以內，以便移運。

根據絞車的功用和特點，一般來說，鉆井工作對絞車有以下要求：

(1)為了保證起升最重的鉆具，要求絞車各零部件在強度、剛度滿足其使用性能的前提下，絞車要有足夠的功率。

(2)為了適應起重量的變化及提高功效，絞車應有足夠的起升檔數或變速調解范圍。

(3)絞車滾筒應有足夠的尺寸和容繩量。

(4)絞車應有靈敏可靠的剎車系統，以便剎住最大載荷，準確調節鉆壓，均勻送進鉆具。

(5)絞車控制部分應便于操作，安全可靠。

絞車的傳動方案決定了它的結構類型，按絞車軸數可分為單軸、雙軸、三軸、多軸及主輔絞車。前二種絞車一般皆需外帶變速箱

1.單滾筒軸絞車

這類絞車的特點是貓頭直接裝在滾筒軸兩端，滾筒裝在滾筒軸上。為了提供不同的起升速度，在絞車外面設置變速箱分別傳動絞車和轉盤。這種絞車結構簡單，功率小，重量輕，移運方便，如C-1500型鉆機絞車就是這種類型。其缺點是貓頭轉速偏高，位置過低，操作不便，且滾筒檔速不能獨立安排，影響起下鉆速度。

2.雙滾筒軸絞車

雙軸絞車由貓頭軸和滾筒軸組成，由于貓頭和滾筒分軸，使貓頭的速度和位置都得到改善，解決了貓頭的操作不便問題。其仍然采取外變速方案。如ZJ15D和ZJ20-2噸型鉆機采用此方案，以使絞車結構簡單，重量輕，便于移運。

3.三滾筒軸絞車

這類絞車的特點是在雙軸絞車的基礎上增加了引入動力的傳動軸，且貓頭軸亦參加變速傳動。大慶130鉆機和ZJ130-1采用的JC1-14.5絞車即屬此類，它能實現相互獨立的三個低速檔和一個高速檔。由于三軸之間空間較大，不能設置倒檔，該型鉆機在機房設置有倒檔齒輪箱。由于變速機構也兼顧轉盤，取消了外變速箱，但絞車本身卻復雜了。重達20噸，移運時折成三軸一架四個單元運輸，移運和安裝都不方便。

4.多滾筒軸絞車

將四軸以上的絞車稱為多軸絞車，其特點是貓頭軸不參加變速傳動，貓頭中間空出來的位置可加裝輔助撈砂滾筒，而另設中間軸解決變速和傳動的要求。一般可實現6正2倒的滾筒速度，ZJ32J、ZJ45、ZJ45J、ZJ60D等國產鉆機都采用這一方案。

5.主輔絞車

多軸絞車在結構方案上較好地解決了變速操作，裝運等多方面的矛盾。但是較長的絞車爬坡，鏈條成了鉆機傳動中最薄弱的環節。現代深井、超深井鉆機鉆臺起來越高(如ZJ60L鉆臺高9m)，一方面重達20噸左右的絞車吊升成為困難，另一方面長鏈爬上鉆臺要增沒1～2個中間軸和中間底座，使其傳動復雜，效率低。于是出現了獨立貓頭軸-主絞車結構方案。