西南石油大学
《石油设备与工具方案设计课程设计》
题目名称：学生姓名：学生学号 专业年级：机械工程及自动化指导教师：评阅教师：完成日期： JC70D2钻井绞车 王琨 0903030125 2009（矿机） 钟功祥、何畏 钟功祥、何畏 2013.1.11
1选题目的和意义
从国内外石油钻井的现状及发展趋势和研究方向来看，为了适应浅海、海滩、沙漠和丘陵等不同地带油气藏的勘探和开发，美国、德国、法国、意大利、加拿大、墨西哥和罗马尼亚等国先后开发了各种类型的石油钻机。其中美国的钻机技术和销售业绩在世界上稳居首位，所以与国际技术接轨，实际上是与以美国为代表的钻机技术及API规范接轨。就我国目前普遍使用的机械驱动钻机而言，美国在20世纪60年代已经成熟，到70年代得到迅速发展。近年来，国外钻机在传动方式和结构形式方面的改进发展很快，交流变频电驱动已经广泛使用，以及绞车无级调速和新型的刹车系统的设计和改进有着突飞猛进的发展。我国目前的深井是塔里木塔河油田的塔深（井深8408米2006年）其被誉为亚洲第一深井，而美国早在1974年在世界上最深的地质井深12226米。这些惊人的数字都是离不开钻机绞车这一重要设备的。石油钻机在规模上有两极发展的趋势，即深井钻机大型化和轻便钻机小型化。
2国内外研究现状分析
国内外钻机绞车在传动方式和结构形式方面的改进发展很快，交流变频电驱动、步进电机已经广泛使用，以及绞车无级调速和新型的刹车系统的设计和改进有着突飞猛进的发展。深井钻机趋向大型化，钻深能力已达15000m，最大钩载达12500 kN。为了提高起升工作效率，绞车功率趋向于提高。一般大型绞车由4台大扭矩的直流电动机驱动，采用强制水冷盘式刹车，起升钢丝绳直径50mm。钻井泵单台最大功率1618 kW，最高压力52.7 MPa。原苏联、罗马尼亚的钻机系列中，绞车输人功率最大1838 kW。通过对绞车的转动原理、电机的选择、主滚筒的力性能核算、刹车系统的改进使得ZJ70钻机绞车整体得到了良好的改进与优化
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3总体设计方案
3.1. JC70D2绞车概述
JC-70D2绞车传动是ZJ70D系列钻机的传动系统之一，它不但担负钻机起下钻具和下套管及上卸扣, 还担负着钻头钻进过程中控制钻压、处理事故，以及提取岩芯筒，试油等作业。同时还担负着井架及钻机前后台起升和降落任务。它主要有二大组成部分,动力装置(包括输入轴在内)和绞车主体，绞车传动动力机组。 JC-70D2绞车具有如下特点：
1) 绞车功率大绞车由两台YZ08(国产)电机作为动力，经动力装置输入轴并车，额定输入功率可达1470kW。
2) 调速性能好、功率利用高为适应起重量变化，节省起升时间，JC70D2绞车通过输入轴和传动轴之间的两档链条形成两个档位，而传动轴与滚筒轴之间通过高、低速离合器又形成两个档位，绞车总档数可达4正4倒，由于采用直流电机驱动，绞车可实现无级调速，大大提高了功率利用率，节省了起升作业时间，提高了工作效率。
3) 采用液压盘式刹车，刹车力矩大，安全可靠，能准确地调节和控制钻压，达到均匀送钻，在下钻过程中能控制下放速度。同时配备有风冷式电磁涡流刹车作为辅助刹车，使绞车工作的可靠性进一步提高。
4) 绞车具有操作省力，控制先进的特点该绞车采用机电液的控制系统，控制简单可靠，控制手柄、刹车、钻井参数仪表等均集中在司钻控制房内，便于操作。该绞车具有传动简单，结构紧凑，调速范围大，效率高,寿命长，工作安全可靠，外形美观等特点。
3.2盘刹绞车
结构组成MCC系统：600V/400V(3相) 230（单相）50HZ。数量：1台 、型号:JC70D2。
特征：由SCR控制交流电机提供动力，配绞车插件，安装在重型拖撬装置上（带辅助设备），适用于在使用4-1/2”钻杆条件下7000米油气井的钻探。捞砂滚筒、中间轴、输入轴、润滑系统等。滚筒本体开槽，以使
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大绳有序排列：带有过卷防碰保护装置，司钻操控台安装在司钻控制房内以操控绞车、方钻杆旋转器、主刹车、液压猫头、天车防碰装置。司钻控制台同样配置空气报警器及气压表、润滑、和液压等显示仪表，钻井仪表操控台也集成在司钻控制房内。 规格： 额定功率 电机 滚筒数量 主滚筒尺寸 开槽 提升速度 传动 刹车 捞砂滚筒尺寸 刹车 防碰防坠落系统 拖撬装置 1491KW(2000HP) 两台直流电机，800KW(1073HP) 双滚筒 770×1310mm(30.3×51.6) Lebus开槽，适用于1-1/2钻井大绳 四档，无级变速 链条驱动 水冷式液压盘刹 220×1068mm(8.66×42.1) 带刹 机械/电子系统 重型油田用拖撬装置 3.3直流电机
本钻机配备9套YZ08/YZ08A 直流电动机：
1) 电机制造符合IEEE 标准。适应环境条件：温度：-40℃-55℃ 湿度：+20℃时相对湿度≤90% 沙漠、风沙等恶劣工况。 2) 技术参数： 电机型号 额定功率 额定电压 750V 最大转速 1500r/min 额定电流 1150A 激磁方式 串励绝缘等级 额定转速 970r/min 电机质量 3200kg YZ08、YZ08A 800kW 额定效率 92.7% 最大电流 1400A 电机(定/转)H/H 通风方式为强迫通风，电机正转方向为顺时针(从传动端视)：。
3) 各部温升限值、电机部件、电枢绕组、主极绕组、附极绕组、换向器轴承测量方法电阻法、电阻法、电阻法、温度计法、允许温升(K)160、180、1205。
4) 电刷：尺寸：19.1×57.2×70(mm)电刷磨耗到限长度:39.5(mm)牌
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