第二章 旋转钻井设备

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1、第二章第二章 旋转钻井设备旋转钻井设备2.1 转盘转盘 P93-972.1.1 功用与使用要求功用与使用要求 钻井工作要求转盘具有如下功能；钻井工作要求转盘具有如下功能； (1)转动井中钻具，传递足够大的扭矩转动井中钻具，传递足够大的扭矩和必要的转速。和必要的转速。 (2)下套管或起下钻时，承托井中全部下套管或起下钻时，承托井中全部套管柱或钻柱的重量。套管柱或钻柱的重量。 (3)完成卸钻头、卸扣；处理事故时倒完成卸钻头、卸扣；处理事故时倒扣、造扣等辅助工作；扣、造扣等辅助工作； (4)采用井下动力钻具时，转盘制动上采用井下动力钻具时，转盘制动上部钻杆柱，以承受反扭矩。部钻杆柱，以承受反扭矩。

2、转盘的工作条件十分恶劣，井中钻柱的振动使其转盘的工作条件十分恶劣，井中钻柱的振动使其承受的载荷极不稳定，冲击振动相当严重，且受到泥承受的载荷极不稳定，冲击振动相当严重，且受到泥浆和油水的污蚀浆和油水的污蚀(工作环境最不清洁工作环境最不清洁)。 为保证转盘能实现上述功能，正常运转，为保证转盘能实现上述功能，正常运转，这就要求：这就要求： (1)(1)转盘的主轴承有足够的转盘的主轴承有足够的强度强度和和寿命寿命，以，以保证承受最大套管柱重量，在轴向力和钻杆柱保证承受最大套管柱重量，在轴向力和钻杆柱径向力作用下具有足够的寿命径向力作用下具有足够的寿命(3000(3000小时以上小时以上) )。 (2

3、)(2)转台和锥齿轮能传递钻柱所需的扭矩，转台和锥齿轮能传递钻柱所需的扭矩，能倒转及可靠地制动能倒转及可靠地制动。 (3)(3)密封性好密封性好，严防外界的泥浆，油水污液，严防外界的泥浆，油水污液渗入转盘内部污染转盘润滑系统。渗入转盘内部污染转盘润滑系统。 2.1.2 2.1.2 转盘的结构组成和特点转盘的结构组成和特点转盘实质上是一个特殊的角传动减速器转盘实质上是一个特殊的角传动减速器, ,它主要由它主要由: : 水平轴总成水平轴总成; ; 转台总成转台总成; ; 主、辅轴承主、辅轴承; ; 壳体四部分组成。壳体四部分组成。 1 1水平轴总成水平轴总成 水平轴头部装有与转台大锥齿轮相啮合的小

4、锥齿水平轴头部装有与转台大锥齿轮相啮合的小锥齿轮，尾部装输入链轮或联接法兰轮，尾部装输入链轮或联接法兰( (万向轴输入时万向轴输入时) )轴轴通过一对调心双列滚子轴承通过一对调心双列滚子轴承( (或头部为滚子轴承，尾部或头部为滚子轴承，尾部为调心双列滚子轴承为调心双列滚子轴承) )和套筒固定在壳体上。和套筒固定在壳体上。 套筒的套筒的作用是使水平轴部件能进行整体装配。水平轴下方的作用是使水平轴部件能进行整体装配。水平轴下方的壳体构成一独立油池使二轴承得到润滑。壳体构成一独立油池使二轴承得到润滑。2 2转台总成转台总成 装有大锥齿轮的转台体如同一又短又粗的空装有大锥齿轮的转台体如同一又短又粗的空

5、心立轴，借助主、辅轴承座在壳体上。心立轴，借助主、辅轴承座在壳体上。 转台中心通孔较大，以便通过钻井时开井所转台中心通孔较大，以便通过钻井时开井所用的最大号钻头。通孔内装有方补心及小方瓦用的最大号钻头。通孔内装有方补心及小方瓦( (小方瓦与所采用的方钻杆相配小方瓦与所采用的方钻杆相配) )，方补心通过，方补心通过锁销锁在转台体上。锁销锁在转台体上。 3 3主辅轴承主辅轴承 主轴承起承载、承转和定位的作用。起下主轴承起承载、承转和定位的作用。起下钻时，承受钻柱或套管柱的重量；钻时，承受钻柱或套管柱的重量；4 4壳体壳体 壳体是结构较为复杂的铸钢件，内腔形成两个油壳体是结构较为复杂的铸钢件，内腔形

6、成两个油池，外形应上便于安装、固定于钻台底座上，池，外形应上便于安装、固定于钻台底座上， 动力经水平轴上的法兰或链轮传入，通动力经水平轴上的法兰或链轮传入，通过锥齿轮传动副驱动转台过锥齿轮传动副驱动转台. . 借助转台内通孔中的借助转台内通孔中的大方瓦大方瓦，方补心方补心带带动动方钻杆方钻杆、钻杆柱钻杆柱和和钻头钻头转动，同时，方补心转动，同时，方补心允许方钻杆轴向自由滑动，实现钻杆柱边旋转，允许方钻杆轴向自由滑动，实现钻杆柱边旋转，边送进。起下钻或下套管时，钻杆柱或套管柱边送进。起下钻或下套管时，钻杆柱或套管柱靠靠卡瓦卡瓦或或吊卡吊卡座在转台上。现代钻机的钻井转座在转台上。现代钻机的钻井转盘

7、主要结构类似，只是在盘主要结构类似，只是在轴承布置方案轴承布置方案、传动传动副类型副类型及及部件具体结构部件具体结构上有所差异。上有所差异。 图图2-22-2为广泛采用的一种方案，这种方案的为广泛采用的一种方案，这种方案的特点是：特点是：(1)转台、迷宫盘做成一转台、迷宫盘做成一体，使外界泥浆、油污体，使外界泥浆、油污不易浸入转盘，污染润不易浸入转盘，污染润滑系统。滑系统。 (2)辅助轴承离大齿轮远，辅助轴承离大齿轮远，转台定位好，保证了锥转台定位好，保证了锥齿轮副的啮合性能亦使齿轮副的啮合性能亦使主轴承不致产生过度偏主轴承不致产生过度偏磨。磨。 (3)辅助轴承座在下部大螺母支座上。优点辅助轴

8、承座在下部大螺母支座上。优点是轴承磨损后间隙易调整，是轴承磨损后间隙易调整， 以确保转台定位。以确保转台定位。 不足之处在于由于轴承长期承受振动和冲不足之处在于由于轴承长期承受振动和冲击，大螺母易滑扣，甚至脱落，或因泥浆、污击，大螺母易滑扣，甚至脱落，或因泥浆、污水长期侵蚀而使大螺母拆卸困难，检修不便。水长期侵蚀而使大螺母拆卸困难，检修不便。因此需要在使用中及时检查大螺母支座，及时因此需要在使用中及时检查大螺母支座，及时调整。调整。2.1.32.1.3基本参数基本参数 表征转盘的基本参数已系列化，见表表征转盘的基本参数已系列化，见表6-1石油钻机石油钻机转盘基本参数转盘基本参数(摘自摘自JB4

9、304-86)1.1.通孔直径通孔直径 转盘转台中心孔的尺寸转盘转台中心孔的尺寸,它决定了第一它决定了第一次开钻时可下入的最大钻头直径（最大钻头直径至次开钻时可下入的最大钻头直径（最大钻头直径至少比其小少比其小10mm）。是转盘的主参数，它决定了转）。是转盘的主参数，它决定了转盘的其它几何尺寸及承载能力。盘的其它几何尺寸及承载能力。2 2中心距中心距Y Y 转台中心至水平轴链轮第一排轮齿中心转台中心至水平轴链轮第一排轮齿中心的距离。的距离。 3 3最大静载荷最大静载荷 转盘上能承受的最大重量，应与钻机转盘上能承受的最大重量，应与钻机最大钩载相匹配。该载荷为转盘主轴承的计算载荷，最大钩载相匹配。

10、该载荷为转盘主轴承的计算载荷，决定了主轴承的规格。决定了主轴承的规格。4 4最大工作扭矩最大工作扭矩 转盘在最低工作转速时允许承受的转盘在最低工作转速时允许承受的最大扭矩，它决定了转盘的输入功率及传动零件的尺最大扭矩，它决定了转盘的输入功率及传动零件的尺寸。寸。5 5最高转速最高转速 转盘在轻载荷下允许使用的最高转速，转盘在轻载荷下允许使用的最高转速，一般规定为一般规定为300rmin。为满足钻井工艺的需要，转。为满足钻井工艺的需要，转盘亦能提供多种转速。一般地通常最低工作转速为盘亦能提供多种转速。一般地通常最低工作转速为5060 rmin，而用于打捞作业或取芯钻进的事故转，而用于打捞作业或取

11、芯钻进的事故转速为速为2530rmin。转盈的维护、使用、保养转盈的维护、使用、保养( (教材无教材无) )(1)启动转盘前必须打开制动销。启动转盘前必须打开制动销。(2)启动转盘应平稳操作。启动转盘应平稳操作。(3)末装上转盘链条或转盘万向轴护罩，不准末装上转盘链条或转盘万向轴护罩，不准使用转盘。使用转盘。(4)每班都要检查转盘的平、正、稳、紧、油每班都要检查转盘的平、正、稳、紧、油面情况，经常保持外表清洁。面情况，经常保持外表清洁。(5)不准用转盘崩扣和上扣。不准用转盘崩扣和上扣。(6)每周应仔细检查一次大小油池润滑油清洁每周应仔细检查一次大小油池润滑油清洁情况，及时清洗换油。情况，及时清