1、優(yōu)秀教案教材：石油鉆井機械（程旭王存喜主編）一、教學目的、要求.熟悉鉆機的結(jié)構(gòu)原理。.掌握常規(guī)鉆井基本方法流程。二、教學重、難點.鉆機的應用。.鉆井方法。三、復習舊課溝通了解學生校外實習教學心得，暢談內(nèi)陸現(xiàn)場石油鉆井的工藝流程，加以引導，導入我國常規(guī)石 油鉆機的過去、現(xiàn)在與未來發(fā)展。四、導入新課石油鉆井是一項系統(tǒng)工程，涉及到石油地質(zhì)、油田化學、巖石力學、鉆井機械與工具的現(xiàn)代設計技 術(shù)，以及電子技術(shù)、計算機技術(shù)與人工智能等在鉆井測量及自動化、智能化鉆井方面的應用。 五、講授新課第一章鉆機概論第一節(jié)鉆井工藝對鉆機的要求及鉆機的特點（一）鉆井方法.頓鉆鉆井方法 頓鉆鉆井方法又稱沖擊鉆井方法。如圖12

2、頓鉆鉆井木意圖。其作用原理：是周期的將鉆頭提到一定的高度向下沖擊井底，破碎巖石。在不斷沖擊的同時，向井內(nèi) 注水，便停止沖擊，下入撈砂筒撈出巖屑，然后再開始沖擊作業(yè)。如此交替，加深井眼，直至鉆到預定 深度為止。用這種方法鉆井，鉆頭功率小、效率低、速度慢而且不能進行井內(nèi)壓力控制，代之而起的便是旋轉(zhuǎn) 鉆井方法。.旋轉(zhuǎn)鉆井方法（1）轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)和頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)鉆井方法轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)鉆井方法的設備組成和工作原理如圖1-3所示。（2）井下動力鉆具旋轉(zhuǎn)鉆井方法從頓鉆到轉(zhuǎn)盤鉆，是鉆井方法上的第一次革命。但隨著鉆井深度的增加，鉆桿柱在井中旋轉(zhuǎn)消耗的 功率也越來越大，容易引起鉆桿折斷事故的發(fā)生，從而誕生了井下動力鉆具旋轉(zhuǎn)鉆井法。

3、目前常用的井下動力鉆具有渦輪鉆具、螺桿鉆具和電動鉆具三種。.試驗研究中的新鉆井方法新提出的鉆井方法大致可分為：熔化及氣化法、熱脹裂法、化學反應法和機械誘導應力法四類。（二）鉆井設備的用途.具備往地層鉆進的能力.具備及時沖洗井底鉆屑的能力.具備起下鉆柱和下套管柱的能力.具備短期超載處理事故的能力.具備良好的拆裝與移運性能根據(jù)鉆探目的，當鉆機需要在荒野、沙漠、海灘、沼澤、湖泊、山區(qū)、森林等艱苦的地方鉆井時， 必需拆裝搬遷方便。（三）鉆井設備的發(fā)展優(yōu)秀教案優(yōu)秀教案現(xiàn)代深井轉(zhuǎn)盤鉆機裝備情況如圖1-6所示截止到目前，國外已研制與應用的新型石油鉆機如下。1.超深井鉆機 2 .微型鉆機 3 .頂部驅(qū)動鉆機4

4、 .自動化鉆機 5 .斜井鉆機6.叢式井鉆機 7 .移動式鉆機 8 .沙漠鉆機 9 .直升飛機吊運的鉆機10 .封閉式鉆機11. 80年代以來鉆井設備的新進展（四）目前國內(nèi)在用鉆機情況.鉆井方法2 .鉆井設備的用途3 .鉆井設備的發(fā)展（五）鉆井工藝對鉆機的要求.具有旋轉(zhuǎn)鉆進能力。.具有起下鉆具的能力。.具有清洗井底的能力。（六）鉆機的特點.一套鉆機就是一套聯(lián)合機組。.鉆井作業(yè)是不連續(xù)的。.鉆機的工作場所比較特殊。六、小結(jié).鉆井方法有幾種？.鉆井設備有什么用途？.鉆井設備發(fā)展的現(xiàn)狀怎樣？七、作業(yè).鉆井方法有幾種？.鉆井設備有什么用途？一、教學目的、要求.熟悉鉆機的類型。.掌握鉆機的組成。二、教學

5、重、難點.鉆機的類型。.鉆機的組成。三、導入新課石油鉆機或油、氣鉆機是指用來進行油氣勘探、開發(fā)的成套鉆井地面設備，統(tǒng)稱為鉆機。一套鉆機 組成一個井隊，在輔助部門的配合下，獨立完成鉆井任務。陸用轉(zhuǎn)盤鉆機是成套鉆井設備中的基本型式，即通常所說的鉆機，也稱常規(guī)鉆機。四、復習舊課.鉆井方法有幾種？.鉆井設備有什么用途？五、講授新課第二節(jié)鉆機的組成與類型（一）鉆機的組成轉(zhuǎn)盤鉆機的各系統(tǒng)和部件示意圖，如圖2-1所示。.動力與傳動系統(tǒng)動力系統(tǒng)是用來提供鉆機工作的源動力。現(xiàn)代石油鉆機使用的動力主要為柴油機，電動機兩大類。.提升系統(tǒng)為了起下鉆具、下套管，控制鉆壓及鉆頭鉆進等，鉆機配備有一套提升設備，以輔助完成鉆

6、井生 產(chǎn)。這套設備主要由井架、天車、游車、大鉤、絞車、鋼絲繩等部件組成。.旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)由轉(zhuǎn)盤、水龍頭等組成。目的是轉(zhuǎn)動井中鉆具，帶動鉆頭破碎巖石。常規(guī)鉆機配備有轉(zhuǎn)盤 和水龍頭，頂部驅(qū)動鉆機配的是頂驅(qū)裝置而無轉(zhuǎn)盤。.循環(huán)系統(tǒng)為了及時清洗井底、攜帶巖屑、保護井壁，鉆機配有全套的鉆井液的循環(huán)系統(tǒng)。循環(huán)系統(tǒng)由鉆井 優(yōu)秀教案優(yōu)秀教案泵、地面高壓管匯、立管、水龍帶、方鉆桿、鉆桿、鉆頭、防噴器，振動篩、除砂器、清潔器、鉆井液槽、池、攪拌器、攪拌池等組合而成。.操作控制系統(tǒng)為了指揮各工作機組間的協(xié)調(diào)工作，整套鉆機配備有各種控制裝置。常用的有機械控制、氣控、電控、液控和電、氣、液混合控制?，F(xiàn)代機械驅(qū)動鉆機，

7、普遍采用集中氣控制。.井控系統(tǒng)控制井內(nèi)壓力，防止地層流體無控制的流入井中。主要由防噴器組、防噴器管線、地面節(jié)流管匯、 液壓、氣壓控制元件等組成。.鉆機底座底座是鉆機的組成部分之一。用于安置鉆井設備，方便鉆井設備的移運。包括鉆臺底座和機房底座兩部分。.輔助系統(tǒng)石油鉆機因常年分散在野外從事鉆井作業(yè)，為滿足各種季節(jié)日夜連續(xù)作業(yè)的要求，每套鉆機都配有發(fā)電、照明、供水、供油、通訊、冬季保溫及生活等輔助設施。其中起升系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)被稱為鉆機的三大工作機組。(二)鉆機的分類.按用途分根據(jù)鉆機使用的不同目的分有：石油鉆機、地質(zhì)鉆機、地震鉆機、水井鉆機等，其中以石油鉆機應用最廣。.按鉆井深度不同分為(

8、1)輕便鉆機(2)大型鉆機大型鉆機按鉆井深度分：中型鉆機可鉆井深為10002500 m,最大起重量8001600 kN,也可用于修井。重型鉆機可鉆井深為30005000 m,最大起重量20002500 kN ,也稱深井鉆機。超重型鉆機可鉆井深超過 5000 m,最大起重量超過 2500 kN,也稱超深井鉆機。如圖2-3所示.按鉆井方法分(1)頓鉆鉆機 地面發(fā)動振動鉆機是較早的一種鉆機。(2)轉(zhuǎn)盤鉆機由轉(zhuǎn)盤通過鉆具帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進的同時，可利用空心鉆具循環(huán)鉆井液不斷清除所鉆巖屑，鉆進速度快，成本較低，是目前國內(nèi)外用的較多的一種鉆井方法。(3)井下動力鉆機常用的有渦輪鉆具、螺桿鉆具、電動鉆具及井底

9、沖擊振動鉆具等。打定向井、水平井時，常用井下動力鉆具。.按動力設備分(1)蒸汽機驅(qū)動鉆機(2)機械驅(qū)動鉆機或稱柴油機驅(qū)動鉆機由一臺或幾臺內(nèi)燃機提供動力，通過機械傳動系統(tǒng)(如鏈條、鏈輪、齒輪、三角膠帶、離合器、軸等)將動力傳給各工作機組的鉆機。電驅(qū)動鉆機用直流或交流電動機驅(qū)動各工作機組的鉆機。直流電驅(qū)動鉆機以直流電動機為動力，驅(qū)動工作機組工作。一般由柴油機或燃氣輪機帶動發(fā)電機供電。供直流電的稱為直流電驅(qū)動鉆機，供交流電經(jīng)過整流者稱為交-直流電驅(qū)動鉆機，多用于海上鉆交流電驅(qū)動鉆機以交流電動機為動力直接驅(qū)動工作機或通過傳動裝置驅(qū)動工作機組工作。適用于有工業(yè)電網(wǎng)的油田。(3)液壓鉆機采用液壓動力和傳動

10、，用液缸和液馬達作為起升和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，通過液一電控制或液一液控制的鉆機。.按傳動方式分根據(jù)鉆機選用的主傳動方式不同分有齒輪鉆機、鏈條鉆機、皮帶鉆機、萬向軸傳動鉆機，另外有新型全液壓鉆機、柔桿鉆機等。.按移運方式分優(yōu)秀教案優(yōu)秀教案根據(jù)鉆機搬遷采用的方式不同分有整體搬運、分塊搬運、飛機吊運、車載或拖掛自走式鉆機等。.按使用地區(qū)條件分根據(jù)鉆機工作地區(qū)的環(huán)境條件不同分有陸地鉆機、海上鉆機陸地鉆機有撬裝鉆機、拖車鉆機、車裝自走鉆機、沙漠鉆機、地震區(qū)鉆機、熱帶、寒帶地區(qū)用鉆機等。它們都是根據(jù)地區(qū)特點能夠適應搬遷和有利于鉆井的正常進行而設計、制造的。海上鉆機有海洋鉆機、海灘鉆機、是在固定式鉆井平臺、

11、自升式鉆井平臺、半潛式鉆井平臺或鉆井船上安裝的鉆機。.按鉆井井身形式分根據(jù)鉆機所鉆井眼的形狀不同分有直井鉆機、斜井鉆機、斜直井鉆機等。.按驅(qū)動方式分根據(jù)鉆機的驅(qū)動方式不同分為單獨驅(qū)動、統(tǒng)一驅(qū)動、分組驅(qū)動。單獨驅(qū)動各工作鉆機組單獨選擇大小不同的發(fā)動機驅(qū)動，多用于電驅(qū)動。統(tǒng)一驅(qū)動絞車、鉆機泵、轉(zhuǎn)盤三大工作機組由同一臺動力機組驅(qū)動。分組驅(qū)動動力的組合介于單獨驅(qū)動和統(tǒng)一驅(qū)動之間，三個工作機組可有兩種方案，一是絞車、轉(zhuǎn)盤一起驅(qū)動，鉆井泵單獨驅(qū)動；另一是絞車、鉆井泵一起驅(qū)動，轉(zhuǎn)盤單獨驅(qū)動。六、小結(jié).鉆機的類型。.鉆機的組成。七、作業(yè).鉆機的類型有哪些？.鉆機的組成有哪些？一、教學目的、要求.熟悉鉆機的系列

12、標準。.掌握鉆機的基本參數(shù)。二、教學重、難點.鉆機的系列標準。.鉆機的基本參數(shù)。三、導入新課為了規(guī)范鉆機的設計、制造、維修與設備供應，以達到生產(chǎn)、使用最經(jīng)濟合理，并有利于開展國際 技術(shù)交流與合作，我國根據(jù)油氣勘探開發(fā)鉆井的實際需要，選定主參數(shù)，將主參數(shù)系列化，也就是將鉆 機分級，再據(jù)此擬定其它基本參數(shù)，形成鉆機標準系列，經(jīng)國家標準局批準，予以發(fā)布。四、復習舊課.鉆機的類型。.鉆機的組成。五、講授新課第三節(jié)鉆機的基本參數(shù)及我國石油鉆機系列標準（一）我國石油鉆機系列標準.鉆機的驅(qū)動形式1）機械驅(qū)動鉆機以柴油機為動力，通過液力變矩器、鏈條、齒輪、三角膠帶等不同組合的傳動方式所驅(qū)動的鉆機稱 為機械驅(qū)動

13、鉆機。2）電驅(qū)動鉆機用電動機驅(qū)動的鉆機稱為電驅(qū)動鉆機。.鉆機級別分為 6級：ZJ15、ZJ20、ZJ32、ZJ45、ZJ60、ZJ80。級別x 100 m即為該鉆機的名義鉆井深度。.鉆機型號優(yōu)秀教案我國鉆機型號意義如下圖2-4優(yōu)秀教案所示廠家代號及改型序號鉆機特點：鏈條并車鉆機無或為L;三角膠帶并車鉆機為J;齒輪傳動鉆機為C;電驅(qū)動鉆機為 D;自行式車裝鉆機為 Z;鉆機級別：以100 m為單位計的鉆機名義鉆深范圍的上限鉆機代號國標中規(guī)定的10個基本參數(shù)，如表 2-1所示: 對其中的幾個參數(shù)作簡要說明如下。(1)名義鉆井深度L在標準的鉆井繩數(shù)下，使用 127 mm (5)鉆桿柱可鉆達的最大井深。

14、(2)名義鉆深范圍LminLmax鉆機在現(xiàn)定鉆井繩數(shù)下，使用規(guī)定的鉆柱時，鉆機的經(jīng)濟鉆井深度范圍。即 最小鉆井深度 Lmin與最大鉆井深度 Lmax。名義鉆深范圍下限 Lmin與前一級的Lmax有重疊，其上限即為該級鉆 機的名義鉆井深度，即 Lmax= L o(3)最大鉤載Qmax鉆機在規(guī)定的最大繩數(shù)下，起下鉆、下套管、處理事故或進行其它特殊作業(yè)時，大鉤上不允許超過的載荷。Qmax決定了鉆機下套管和處理事故的能力，是核算起升系統(tǒng)零件靜強度及計算轉(zhuǎn)盤、水龍頭主軸承靜 載荷的依據(jù)。(4)最大鉆柱重量 Qtmax鉆機在規(guī)定的最大鉆井繩數(shù)下，正常鉆進或進行起下鉆作業(yè)時，大鉤所允許承受的最大鉆柱在空氣中

15、的重量(質(zhì)量)。其值為Qstmax = q st L式中q st每米鉆柱質(zhì)量，kg / m ;L 名義鉆井深度，m規(guī)定：計算時按127 mm (5)鉆桿長度，加上 80100 m的7鉆鋌，平均取 qst = 36 kg / m 。計 算后化整，便得到系列鉆機的Qtmax值。Qtmax是計算鉆機起升系統(tǒng)零件疲勞強度和轉(zhuǎn)盤、水龍頭主軸承動載荷的依據(jù)。Kn 3稱為鉤載儲備系數(shù)，按國家規(guī)定Kn =1.82.08。鉤載儲備系數(shù)越大，表明該鉆機下套Qst max管、處理事故能力越強；但系數(shù)值過大會導致起升系統(tǒng)零件過于笨重，材料浪費。(5)提升系統(tǒng)繩數(shù)Z、Zmax鉆井繩數(shù)Z指鉆井時用于正常起下鉆、鉆進時采用

16、的有效提升繩數(shù)。Zmax指鉆機配備的提升輪系所提供的最大有效繩數(shù)，用于下套管或解卡作業(yè)。(6)絞車最大輸入功率即絞車的額功率。絞車在起升工作中，使用一定的游動系統(tǒng)時大鉤最低速度(I擋)能夠起升的額定鉆柱重量所需的功率。(7)鋼絲繩直徑dw用游標卡尺測得的鋼絲繩的最大外徑。(8)鉆井泵功率Np單位時間內(nèi)動力機傳到鉆井泵主動軸上的最大能量，也稱為泵的最大輸入功率或泵的額定功率。(9)轉(zhuǎn)盤開口直徑 Dr即第一次開鉆時所用的最大鉆頭尺寸或海上鉆機隔水管能順利通過轉(zhuǎn)盤的中心通孔尺寸，它決定著轉(zhuǎn)盤的尺寸和承載能力。(10)鉆臺高度Hdf 鉆臺上平面到地面的距離。(11)井架有效高度Hm是指從鉆臺上平面到天

17、車梁底面的垂直高度。六、小結(jié).鉆機的系列標準。.鉆機的基本參數(shù)。七、作業(yè).鉆機的系列標準是什么？.鉆機的基本參數(shù)有哪些？優(yōu)秀教案優(yōu)秀教案一、教學目的、要求.熟悉井架的結(jié)構(gòu)類型。.掌握井架的維護保養(yǎng)。二、教學重、難點.井架的結(jié)構(gòu)類型。.井架的維護保養(yǎng)。三、導入新課鉆井井架是是一種高聳的鋼制建筑物，是起升設備的重要組成部分之一。用它承受各個方向的載荷，尤其是要承受可高達1000 tf 的大垂直載荷。因此，鉆井井架必須具有足夠的強度、剛度和整體穩(wěn)定性。四、復習舊課.鉆機的系列標準。.鉆機的基本參數(shù)。五、講授新課第二章鉆機的起升系統(tǒng)第一節(jié) 井架(一)井架的功用.安放天車，懸掛游車、大鉤及專用工具(如吊

18、鉗等)。在鉆井過程中進行起下、懸持鉆具、下套管等作業(yè)。.起下鉆過程中，用以存放立根，能容納立根的總長度稱立根容量。(二)井架的結(jié)構(gòu)類型.井架的分類(1)按用途不同分水文鉆探井架煤田鉆探井架石油鉆探井架有色金屬鉆探井架(2)按所鉆的深度分淺井井架中深井井架深并井架超深井井架(3)按使用地區(qū)分 陸地用井架 海洋用井架(4)按井架的結(jié)構(gòu)分塔形井架A形井架.井架的結(jié)構(gòu)(1)結(jié)構(gòu)組成 如圖3-146所示。井架主體井架主體是由立柱(弦桿)，橫桿、斜桿等組成。天車臺用于安放天車及天車架，并便于對天車進行維護保養(yǎng)工作。天車架 安裝、維修天車之用。二層臺二層臺是井架工起下鉆操作的工作場所，它包括井架工進行起下鉆

19、操作的工作臺和存放鉆具立根的指梁。員上下井架用。立管平臺是安裝高壓水龍帶及進行其它輔助工作的場所。工作梯供操作人員上下井架用。(2) 整體結(jié)構(gòu)類型塔形井架塔形井架如圖3-147所示。 塔形井架整體結(jié)構(gòu)型式主要特征是： 井架本體是封閉的整體結(jié)構(gòu)，整體穩(wěn)定性好，承載能力大。整個井架是由單個構(gòu)件用螺栓連接而成的可拆結(jié)構(gòu)。井架尺寸可不受運輸條件限制，允許井架內(nèi) 部空間大，起下操作方便、安全。但單件拆裝工作量大，高空作業(yè)，不安全。前開口井架 圖3-148所示為前開口井架。主要特征是：整體井架本體分為 45段，各段一般為焊接的整體結(jié)構(gòu)，段間采用錐銷定位和螺栓連接，地面 或接近地面水平組裝，整體起放，分段運

20、輸。因受運輸尺寸限制，井架本體截面尺寸比塔形井架小。優(yōu)秀教案優(yōu)秀教案井架各段兩側(cè)扇桁架結(jié)構(gòu)形式相同。為保證司鉆有良好的視野，背扇則采用不同的腹桿布置形 式，如菱形等。有些 兀形井架，背扇橫斜桿是由銷軸與左右側(cè)片連接的可拆卸結(jié)構(gòu)，便于井架分片運 輸。A 形井架A形井架結(jié)構(gòu)型式的主要特征a.兩大腿通過天車臺、二層臺及附加桿件連成“A”字形。在大腿的前方或后方有撐桿支承，或后方有人字架支承，構(gòu)成一完整的空間結(jié)構(gòu)。整個井架在 地面或接近地面水平組裝，整體起放，分段運輸。b .大腿可以是空間桿件結(jié)構(gòu)，分成35段。大腿斷面依選用型材不同，一般分為矩形和三角形。用管材作大腿弦桿者多采用三角形，用角鋼者多采用

21、矩形，便于制造。撐桿有桿系柱結(jié)構(gòu)、矩形斷面板 焊柱結(jié)構(gòu)或管柱結(jié)構(gòu)。c . A形井架的每根大腿都是封閉的整體結(jié)構(gòu)，承載能力和穩(wěn)定性較好。但因只有兩腿，且腿間聯(lián)系 較弱，致使井架整體穩(wěn)定性不理想。圖3-149所示為A形井架的一種變形。上段做成封閉的整體結(jié)構(gòu)，以增加井架的整體穩(wěn)定性。A形井架起升方式基本有三種：a .撐桿法b .人字架法 c .扒桿法桅形井架結(jié)構(gòu)簡單、輕便、但承載能力小，只用于車裝輕便鉆機和修井機。（四）井架的基本參數(shù)1.井架的基本參數(shù)1）最大鉤載井架的最大鉤載是指死繩固定在指定位置，用規(guī)定的鉆井繩數(shù)，沒有風載和立根載荷的條件下大鉤的最大起重量。最大鉤載包括游車和大鉤的自重（鉆機的最

22、大鉤載不包括游車和大鉤自重）。立根載荷指立根自重及其承受的風載在二層臺指梁上所產(chǎn)生的水平方向作用力。井架高度井架高度根據(jù)其類型不同而定義。塔形井架其高度是指井架大腿底板底面到天車梁底面的垂直高度。 前開口井架和 A形井架是指井架下底角銷孔中心到天車梁面的垂直高度。桅形井架其高度是指撬座或車輪與地面接觸點到天車梁底面的垂直高度。井架的有效高度指鉆臺上平面到天車梁底面的垂直高度。二層臺高度指由鉆臺面到二層臺面的垂直高度。二層臺容量 指二層臺（安裝在最小高度上）所能存放鉆桿的數(shù)量。上底尺寸和下底尺寸（僅限于閉式塔形井架）塔形井架的上底尺寸和下底尺寸分別指井架相鄰大腿上底和下底軸線間的水平距離。對于單

23、角鋼大腿，則指角鋼外緣之間的距離。大門高度（僅限于閉式塔形井架）塔形井架大門高度是指井架大腿底板底面到大門頂面的垂直高度。大門高度都大于鉆桿單根長度，對于海上井架，有的可高達1822 m。井架的型號含義為JJ T井架的形式井架的有效高度 m井架的最大載荷 噸井架的漢語拼音字頭（五）井架的維護保養(yǎng)規(guī)程1.井架在使用過程中應定期檢查立柱、斜橫拉筋是否有變形或損壞；起升大繩有無銹蝕斷絲主要受力部位的焊縫有無開裂：銷子、別針是否齊全；螺栓螺母有無松動：梯子、欄桿、走臺是否完整、安 全：連在井架上的零件及懸掛件是否有跌落的危險等，如存在問題，應及時排除或修理。.在檢查時損壞的部位和部件應做出清楚的、明顯

24、的標志，以便進行必要的修理。.未經(jīng)許可不允許在井架上焊接、鉆孔。井架在正常使用期間一年保養(yǎng)一次，一般的情況下，井架主體下段以上各段至少每年應進行一次除銹防腐處理，井架主體的下段每6個月應進行一次除銹防腐處理，遭受鉆井液、石油、天然氣飽和鹽優(yōu)秀教案優(yōu)秀教案水、碳化氫等侵蝕而腐蝕嚴重的部件應在每口井完鉆后和搬家前進行一次除銹防腐處理。井架的轉(zhuǎn)動部位要定期潤滑，各種滑輪、導繩輪應注意潤滑。潤滑周期為：每起放一次井架時應對各潤滑點加注7011#低溫極壓潤滑脂，直至新油從滑輪端面溢出為止。六、小結(jié).井架的結(jié)構(gòu)類型。.井架的維護保養(yǎng)。七、作業(yè).井架的結(jié)構(gòu)類型有哪些？.井架的維護保養(yǎng)內(nèi)容是什么？一、教學目的

25、、要求.熟悉起下鉆操作。.掌握天車、游車的結(jié)構(gòu)。二、教學重、難點.起下鉆操作。.天車、游車的結(jié)構(gòu)。三、導入新課鉆機的游動系統(tǒng)主要由井架、天車、游車、大鉤和游動鋼絲繩等組成。四、復習舊課.井架的結(jié)構(gòu)類型。.井架的維護保養(yǎng)。五、講授新課第二節(jié)鉆機的游動系統(tǒng)(一)(一)起下鉆操作.起鉆操作上提鉆具全部方鉆桿，用卡瓦將鉆柱座在轉(zhuǎn)盤上。旋下方鉆桿，將方鉆桿-水龍頭置于大鼠洞中。用吊環(huán)扣住鉆桿接頭。掛合絞車滾筒，帶動鉆柱起升，提出卡瓦，將井中整個鉆柱起升一立根高度，然后摘開離合器,剎車。稍松剎車，下放鉆柱，用卡瓦將鉆柱卡在轉(zhuǎn)盤上，或扣牢下卡瓦坐在轉(zhuǎn)盤上。用大鉗和貓頭或上卸扣氣缸，拉大鉗崩松頂部立根接頭絲扣

26、。用轉(zhuǎn)盤帶動鉆柱正轉(zhuǎn)或用旋繩器卸扣。移立根入鉆桿盒并靠在二層臺指梁中，摘開吊卡。下放空吊卡至轉(zhuǎn)盤上方剎住。.下鉆操作掛吊卡，以高速擋提升至一立根高度。二層臺處扣吊卡，稍提立根，移至井眼中心，對扣。拉貓頭旋繩或用旋繩器上扣。用貓頭和大鉗緊扣。稍提鉆柱，移出或提出卡瓦。用機械剎車和輔助剎車控制下放速度，將鉆柱下放一立根的距離。借助吊卡或卡瓦，將鉆柱座在轉(zhuǎn)盤上，從吊卡上將吊環(huán)脫開。(二)天車.天車的結(jié)構(gòu)天車，是安裝在井架頂部的定滑輪組，工作時固定在井架頂部的天車臺上。其結(jié)構(gòu)如圖3-76所示.天車的型號天車的型號含義 優(yōu)秀教案優(yōu)秀教案（三）游車1.游車的結(jié)構(gòu)1 額定其重量 噸設計方案變更序號 天車漢語

27、拼音字頭大寫是若干個動滑輪組成的動滑輪組，工作時用鋼絲繩懸吊在井架內(nèi)部空間，作上下作往復運動。 其結(jié)構(gòu)如圖3-78所示。2.游車的型號含義YC 1 - 額定其重量噸設計方案變更序號 游車漢語拼音字頭大寫六、小結(jié).起下鉆操作。.天車、游車的結(jié)構(gòu)。七、作業(yè).簡述起下鉆操作。.天車、游車的結(jié)構(gòu)有哪些?一、教學目的、要求.熟悉鉆井用鋼絲繩。.掌握大鉤的結(jié)構(gòu)。二、教學重、難點.鉆井用鋼絲繩。.大鉤的結(jié)構(gòu)。三、導入新課鉆機的游動系統(tǒng)主要由井架、天車、游車、大鉤和游動鋼絲繩等組成。 四、復習舊課.起下鉆操作。.天車、游車的結(jié)構(gòu)。五、講授新課第二節(jié)鉆機的游動系統(tǒng)（二）（四）大鉤.大鉤的功用和類型它的功用是在正

28、常鉆進是懸掛水龍頭和鉆具；在起下鉆和下套管時懸掛吊環(huán)和吊卡等輔助設備工具,可起下鉆具或套管，并完成其它輔助起重工作。國內(nèi)外石油鉆機使用的大鉤種類很多，但從主要結(jié)構(gòu)上看分有單鉤、雙鉤和三鉤 環(huán)鉤）。.大鉤的結(jié)構(gòu)（一個主鉤及兩個吊大鉤主要由鉤身、鉤桿、鉤座、提環(huán)、止推軸承和彈簧組成。其結(jié)構(gòu)如圖3-79所示為配用ZJ45鉆機的DG-350大鉤，由蘭石廠設計制造。.大鉤的型號額定工作負荷噸設計方案變更序號 大鉤漢語拼音字頭大寫（五）鉆井用鋼絲繩 優(yōu)秀教案優(yōu)秀教案.鋼絲繩在鉆井現(xiàn)場的應用鋼絲繩在鉆井作業(yè)始終處在極復雜、繁重的條件下承受拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)應力和磨損、擠壓的作 用。具體見表3-14。.鋼絲繩的

29、結(jié)構(gòu)鋼絲繩的繩芯分為纖維繩芯和金屬繩芯兩類。纖維繩芯有：油浸麻芯、油浸石棉芯，油浸棉紗芯，金 屬繩芯主要是指軟金屬芯。鋼絲的作用是承擔載荷。繩芯的作用是支撐繩股、儲油、潤滑保護鋼絲、減少鋼絲在工作時互相摩 擦、增加柔性、減少沖擊力，延長鋼絲繩的使用壽命。目前，我國鉆井現(xiàn)場廣泛采用普通的D型6股19絲不松散的左向交互捻鋼絲繩做游動系統(tǒng)大繩，如圖3-81所示。同時，為進一步提高鋼絲繩的柔性及耐磨性，國外廣泛使用不同絲徑及復合結(jié)構(gòu)的鋼絲繩做游動系統(tǒng)大繩，如圖3-81(d) 。 3.鋼絲繩的類型。.鋼絲繩的分類(1)按鋼絲繩的捻制方向分右捻左捻鋼絲繩的結(jié)構(gòu)型式分為普通型、外粗型、填充型和異型。(a)t

30、b)圖3-84填充型鋼絲繩結(jié)構(gòu)(a)纖維繩芯，繩 6T (25)股，(1+6, 6+12) ; (b)金屬繩芯，繩 6T(25)+7 X7,股(1+6, 6+12) ; (c) 纖維芯，繩 6T(21),股(1+5, 5+10).鋼絲繩的主要性能鋼絲繩的捻角鋼絲中心線對繩股中心線或者繩股中心線對鋼繩中心線之間的夾角，稱為鋼絲繩的捻角。鋼絲繩的接觸特性當鋼絲繩受外力作用時，組成鋼絲繩的各鋼絲之間的接觸狀況，稱為鋼絲繩的接觸特性。鋼絲繩的密度組成鋼絲繩的各鋼絲斷面積總和與鋼絲繩斷面積之比值，稱為鋼絲繩的密度。鋼絲繩的柔性鋼絲繩在彈性變形范圍內(nèi)彎曲的能力，稱為鋼絲繩的柔性。它一般用鋼絲繩公稱直徑與鋼

31、絲直徑的 比值來表示。鋼絲繩的強度鋼絲繩的強度是指鋼絲繩受外力作用時破斷拉力的大小。.鋼絲繩的標記鋼絲繩的型號鋼絲繩的型號是組成標記的第一部分，占有重要地位，是區(qū)別不同用途鋼絲繩的主要標志。鋼絲繩的型號分以下六種類別：D型一一點接觸鋼絲繩(股內(nèi)各鋼絲直徑相同)。X型一一線接觸鋼絲繩。DX型一一點線接觸鋼絲繩。優(yōu)秀教案優(yōu)秀教案C型 一一 填充式鋼絲繩。T型 一一 外粗式鋼絲繩（繩股中外層鋼絲直徑大于內(nèi)層鋼絲直徑，且同層鋼絲直徑相同）。Y型一一粗細式鋼絲繩（同層或不同層的鋼絲直徑不相同 ）。鋼絲繩的股數(shù)。 鋼絲繩的每股絲數(shù)。鋼絲繩的繩芯數(shù)。鋼絲繩的公稱直徑，mm鋼絲材料公稱抗拉強度，kg/mm 鋼

32、絲繩類別代號，見表 3-16。國家標準代號。六、小結(jié).鉆井用鋼絲繩。.大鉤的結(jié)構(gòu)。七、作業(yè).鉆井用鋼絲繩有哪些？.大鉤的結(jié)構(gòu)是什么？一、教學目的、要求.熟悉鉆井用鋼絲繩的安全系數(shù)。.了解游動系統(tǒng)的有關(guān)計算。二、教學重、難點.鉆井用鋼絲繩的安全系數(shù)。.游動系統(tǒng)的有關(guān)計算。三、導入新課鉆機的游動系統(tǒng)主要由井架、天車、游車、大鉤和游動鋼絲繩等組成。四、復習舊課.鉆井用鋼絲繩。.大鉤的結(jié)構(gòu)。五、講授新課第二節(jié)鉆機的游動系統(tǒng)（三）（六）游動系統(tǒng)的有關(guān)計算.游動系統(tǒng)大繩的總長 L游動系統(tǒng)所用的大繩總長是配備鋼絲繩的主要依據(jù)，在生產(chǎn)中有較為實際的指導意義。L=HPl P2 B-i Pz設刀為一個繩輪的效率，

33、則有:p =因為：Q所以：PzZY2+ Pz+ Yz)上式括號內(nèi)為等比級數(shù)，又可寫為:Q由于Pn1-rfn，（ 1-儲）游1- Y1- YPt)游所以起升時的游動系統(tǒng)效率為:Z（1-刀）（3）當下鉆時，情況與起鉆時相反，即：_ZrZ（1 喻Y游 =一Z Y.大鉤提升速度和擋數(shù)從圖3-85可見，某擋位下，絞車滾筒的轉(zhuǎn)速為ni = nJ優(yōu)秀教案優(yōu)秀教案式中ne 提升的柴油機的輸出軸的轉(zhuǎn)速r / minii 絞車第i擋提升時從柴油機輸出軸到滾筒軸的總傳動比，是變矩器或減速器的本身傳動比至絞 車輸入軸，經(jīng)變速軸在傳至滾筒軸的各分傳動比的連乘機。九Dni某擋位下，大鉤的提升速度為Vm/s;式中Vi 某擋

34、位下，大鉤的提升速度，D 提升時滾筒纏至第i層鋼絲繩時的工作直徑，m.大鉤最大鉆柱重量大鉤最大鉆柱重量 Qnax是指在規(guī)定的鉆井繩數(shù)下，正常鉆進或進行起下作業(yè)勻速起升時，大鉤允許承受的最大鉆柱在空氣中的重量。鉆柱在井內(nèi)鉆井液中的重量為Q柱Q柱=Kq柱L式中L最大井深，m；q柱平均每米鉆柱在空氣中的重量，kg/m;K 考慮浮力、阻力的綜合系數(shù)K = K 阻（1-匚） P鋼/式中K阻一一起鉆時的摩擦阻力系數(shù)；3P液鉆井放號度， g/cm ；3P鋼鋼的留度，g/cm。一般情況下， 個且=1.25, p鋼=7.85 g/cm 3所以Qmax = Q柱+G常式中G常 起升系統(tǒng)大鉤下不變的重量；G常=G卡

35、+G環(huán)+ G鋌0G卡吊卡的重量；G環(huán)吊環(huán)的重量；G鋌。井下鉆鋌比同長度鉆桿多出的重量；G鋌0 - L鋌（q鋌-q桿）式中L鋌井下鉆鋌長度，m；q鋌 鉆鋌每米在空氣中的平均重量，kg/m。現(xiàn)代鉆機將Sax與Q柱之比稱為鉆機的載荷儲備系數(shù)，即儲=1.71.8任意井深時Q游i = Kq 柱 Li式中L i一任意井深，m在實際鉆井中，井越深，則摩擦阻力系數(shù)K阻越大，所用鉆井液的密度p液也越大，浮力增加，因而使（1- 9）下降，實際K值的大小可查得。P鋼.游動系統(tǒng)起重量游動系統(tǒng)的起重量包括大鉤最大鉆柱重量Q柱和游動系統(tǒng)不變載荷 G游（即認為作用在天車上的載荷）。在最大井深，鉤載為最低起升工作擋時，游動系

36、統(tǒng)起重量Q游為Q游-Q柱+G游式中G游 游動系統(tǒng)部件本身不變的重量G游G鉤+G游車+G繩式中G鉤大鉤的重量；G游車游動滑車的重量；G繩一一游動系統(tǒng)鋼絲繩的重量Q游=q桿L+G常+G游=q桿L+G優(yōu)秀教案優(yōu)秀教案式中G0 不隨井深變化的重量G六、小結(jié).鉆井用鋼絲繩的安全系數(shù)。.游動系統(tǒng)的有關(guān)計算。七、作業(yè).鉆井用鋼絲繩的安全系數(shù)。.游動系統(tǒng)的有關(guān)計算(例 1、2)。一、教學目的、要求.熟悉絞車的結(jié)構(gòu)。.掌握絞車的功用。二、教學重、難點.絞車的結(jié)構(gòu)。.絞車的功用。三、導入新課鉆井絞車不僅用于起下鉆具和下套管，還用在鉆進過程控制鉆壓，此外還充當轉(zhuǎn)盤的變速機構(gòu)和中 間傳動機構(gòu)，以及整體井架的起升。帶撈

37、砂滾筒的絞車擔負著提取巖芯筒，試油等項工作。四、復習舊課.鉆井用鋼絲繩的安全系數(shù)。.游動系統(tǒng)的有關(guān)計算。五、講授新課第三節(jié)鉆井絞車(一)絞車的功用與要求(1)具有足夠大的功率，有提升最重鉆柱和解卡能力。在最低轉(zhuǎn)速下鋼絲繩能產(chǎn)生足夠大的拉力, 保證游動系統(tǒng)安全可靠；(2)各提升部件具有足夠的強度和剛度。滾筒、滾筒軸、軸承、各機構(gòu)以及易損件具有足夠的壽 命；(3)絞車滾筒具有足夠的尺寸和容繩量，保證纏繩狀態(tài)良好以延長鋼絲繩壽命。撈砂滾筒要纏得下 相當于井深長度的細鋼絲繩；(4)能適應起重量的變化，具有足夠的起升擋數(shù)，以提高功率利用率，節(jié)省起升時間；(5)具有靈敏而可靠的剎車機構(gòu)及強有力的輔助剎車，

38、能準確地調(diào)節(jié)鉆壓，勻速送鉆。在下鉆過程 中能隨意控制下放速度和省力地將最重鉆柱載荷剎住。滾筒剎車鼓及剎帶片應耐磨、耐熱、壽命長(6)具有穩(wěn)固的支架和底座，整個絞車不應超重、超寬、超長、超高，以免給運輸造成困難。傳動 部分應有嚴密的防護罩，充分潤滑。易損件拆卸、更換方便；(7)采用集中控制，使控制手柄、剎把、指重表等集中在司鉆控制臺上，便于司鉆的操作。(二)絞車的結(jié)構(gòu)組成及技術(shù)規(guī)范圖3-13所示的軸總成、支撐系統(tǒng)傳動系統(tǒng)ZJ45J型鉆井絞車為例，絞車一般由以下幾部分組成：固定和安裝絞車各零部件。有焊接的框架式支架或密閉箱殼式座架。引入、傳遞并分配動力。由25根絞車軸承總成即滾筒軸總成、傳動軸總成

39、、貓頭轉(zhuǎn)盤中間傳動軸、鏈條、鏈輪、齒輪、軸系零件等，滾筒軸總成這是絞車的核心部件。制動機構(gòu)卷揚系統(tǒng)控制系統(tǒng)即剎車機構(gòu)。用于控制下鉆速度和剎車。包括主剎車和輔助剎車。用以纏繞鋼絲繩，實現(xiàn)上卸絲扣起吊重物。包括滾筒、撈砂滾筒、各種貓頭等。用于控制絞車和轉(zhuǎn)盤運及變速。包括牙嵌式、齒式、氣動離合器，司鉆控制臺，控.絞車的結(jié)構(gòu)組成制閥件等，一般都屬于鉆機控制系統(tǒng)的組成部分。潤滑及冷卻系統(tǒng)用于絞車各運轉(zhuǎn)部位軸承、鏈條等的潤滑。包括黃油潤滑、滴油潤滑和密封 傳動時的飛濺或強制潤滑。優(yōu)秀教案優(yōu)秀教案.絞車的技術(shù)規(guī)范鉆井絞車已制定有標準，標準規(guī)定了絞車的主要參數(shù)為名義井深。鉆井絞車的型號為JC 口 口I 絞車形

40、式機械絞車無，電驅(qū)動絞車為D 絞車級別以100 m為單位計的絞車名義鉆深范圍的上限 絞車代號(三)絞車的結(jié)構(gòu)類型與選用.絞車的結(jié)構(gòu)類型(1)單軸絞車 C-1500 絞車如圖3-10所示，絞車前裝有帶正倒擋的齒輪變速箱，絞車外變速，轉(zhuǎn) 盤不通過絞車傳動。這類絞車的特點是： 貓頭直接裝在滾筒兩端，滾筒活裝在軸上。絞車外變速，如 C-1500絞車，另有一齒輪變速箱。結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，便于裝運；但功率小， 管理維修不方便。貓頭轉(zhuǎn)速偏高，位置偏低，且滾筒高擋不能獨立安排，影響起下鉆速度。適用于中型 鉆機，如By-40鉆機絞車，C-1500鉆機絞車。(2)雙軸絞車 ZJ15D 雙軸絞車傳動示意如圖3-11

41、所示，由滾筒軸外加一貓頭軸組成。不僅加高了貓頭高度，而且還在兩軸間裝了高低速傳動鏈條，使齒輪變速箱的擋速加倍。雙軸絞車仍為絞車外變 速，貓頭軸的轉(zhuǎn)速通過滾筒軸轉(zhuǎn)換而來，比單軸絞車方便。適用于中、重型鉆機。(3)三軸絞車圖3-12所示為ZJ130-1三軸絞車，其傳動方案特點是；多加了一根引入動力的傳動軸，絞車采用內(nèi)部鏈條變速傳動，并兼顧轉(zhuǎn)盤。取消了外帶的 變速箱，但絞車本身變得復雜了，尺寸與重量都較大，重達 20t ,運輸時一般要拆成三軸一架4個單元，安裝也不方便。(4)多軸絞車將4軸以上的絞車稱多軸絞車。圖 3-13所示為ZJ45、ZJ45J鉆機用的JC-45五軸絞車，內(nèi)變速，鏈條傳動。由輸入

42、軸、中間軸(變速軸)、貓頭軸、滾筒軸、轉(zhuǎn)盤中間軸等組成。絞車內(nèi) 齒輪倒車，水剎車裝在滾筒軸上，通過齒套離合器實現(xiàn)離合?？傊剡_ 30t ,運輸時，分成兩個單元運輸。(5)獨立貓頭軸-多軸絞車現(xiàn)代深井、超深井用鉆機的鉆臺越來越高。重達2030 t左右的絞車，要吊升到48m高鉆臺上是不容易的，且由于鉆臺與機房高差越來越大，傳遞大功率的爬坡鏈條不 能適應要求，于是出現(xiàn)了獨立貓頭軸-多軸絞車結(jié)構(gòu)，如 F320-3DH鉆機的絞車即是，如圖 3-14所示。一般是獨立貓頭軸與轉(zhuǎn)盤傳動裝置構(gòu)成一個單元，置于鉆臺上，因貓頭只進行緊卸扣和輔助起重作 業(yè)，功率小結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，上鉆臺容易，而將主滾筒連同鏈條變速箱組

43、成另一單元，置于機房底座 上，這就大大改善了大功率鏈傳動的工作條件，便利了安裝和移運。(6)電驅(qū)動絞車某些電驅(qū)動的超深井鉆機，利用直流電機分別驅(qū)動滾筒軸和貓頭軸，主滾筒和貓頭軸均自成獨立單元，或?qū)⒔g車分解為滾筒絞車和貓頭絞車(軸上裝有撈砂滾筒)兩個獨立單元。2.絞車的選用功率大小主滾筒是否上鉆臺，如何安裝移運。變速方式絞車變速在內(nèi)還是在外，這與整機傳動方案有關(guān)，要統(tǒng)一考慮，輕、中型鉆機多為絞車外變速；重型、超重型鉆機則多采用絞車內(nèi)變速。倒車方式 絞車倒車在外還是在內(nèi)。貓頭種類與數(shù)量貓頭軸是否有慣性剎車；離合器數(shù)量及布置。功用 是否充當轉(zhuǎn)盤中間機構(gòu)、變速機構(gòu)。潤滑方式黃油、滴油、飛濺或是強制潤滑

44、。控制方式一般都采用集中氣控制、氣排擋。驅(qū)動類型機械驅(qū)動還是電驅(qū)動。六、小結(jié).絞車的結(jié)構(gòu)。.絞車的功用。七、作業(yè).絞車的組成有哪些？.絞車的功用是什么？優(yōu)秀教案優(yōu)秀教案一、教學目的、要求.熟悉液壓盤式剎車的結(jié)構(gòu)、類型。.掌握帶式剎車的功用、結(jié)構(gòu)。二、教學重、難點.液壓盤式剎車的結(jié)構(gòu)、類型。.帶式剎車的功用、結(jié)構(gòu)。三、導入新課現(xiàn)場不止一次因剎車不可靠而發(fā)生重大溜鉆事故，造成設備損失、井下事故，甚至危及工人的人身 安全。生產(chǎn)實踐表明：剎車機構(gòu)是鉆機的重要的部件，石油礦場機械工作者對此切不能等閑視之。 四、復習舊課.鉆井用鋼絲繩的安全系數(shù)。.游動系統(tǒng)的有關(guān)計算。五、講授新課第四節(jié)絞車的剎車機構(gòu)（一）

45、（一） 剎車機構(gòu)的類型和功用.剎車機構(gòu)的類型絞車的剎車機構(gòu)是絞車的核心部件。它包括主剎車和輔助剎車。主剎車按作用原理可分為帶式剎車、塊式剎車、盤式剎車等，石油礦場主要用帶式剎車，盤式剎車 近年來也有較快地發(fā)展。輔助剎車有水剎車和電磁剎車兩種。.主剎車剎車的功用與使用要求：）功用 下鉆、下套管時，剎慢或剎住滾筒，控制下放速度，懸持鉆具；正常鉆進時，控制滾筒 轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)鉆壓，送進鉆具。）使用要求安全可靠，靈活省力，壽命長。（二）帶式剎車的結(jié)構(gòu)組成與工作原理帶式剎車機構(gòu)有單杠桿剎車機構(gòu)和雙杠桿剎車機構(gòu)之分。.單杠桿剎車機構(gòu)圖3-44為單杠桿剎車機構(gòu)示意圖。該剎車機構(gòu)是由控制部分（剎把4）、傳動部分

46、（傳動杠桿或稱剎車分（剎帶1、剎車鼓2）、輔助部分（平衡梁6和調(diào)整螺釘7）、氣剎車等組成。剎車時，操作剎把 4轉(zhuǎn)動傳動杠桿3,通過曲拐拉拽剎帶 1的活動端使其抱住剎車鼓 2。扭動剎把手 柄可控制司鉆閥 5啟動氣剎車。氣剎車起省力作用。平衡梁 6用來均衡左、右剎帶松緊程度，以保證受 力均勻。當剎塊磨損使剎帶與剎鼓間隙增大導致剎把的剎止角過低時，可通過調(diào)整螺釘7調(diào)整到初始間隙。剎帶l是由彈簧板制成，用帶彈簧的螺釘掛在絞車外殼上，不工作時可均勻脫離剎車鼓；耐熱耐磨 的剎車塊則挪在鋼帶上。絞車廣泛采用雙杠桿機構(gòu)，力比大，操作非常省力。.雙杠桿剎車機構(gòu)雙杠桿剎車機構(gòu)又叫做復式杠桿剎車機構(gòu)。在兩套單杠桿之

47、間。用浮動連桿將他們錢連在一起，組 成雙杠桿剎車機構(gòu)。（三）液壓盤式剎車的結(jié)構(gòu)、類型.液壓盤式剎車的結(jié)構(gòu)、類型液壓盤式剎車系統(tǒng)由液壓控制部分（簡稱液控部分）和液壓制動鉗（簡稱動鉗）兩部分組成。液控部分由液壓泵站和操縱臺組成，它是動力源和動力控制機構(gòu)，為制動鉗提供必需的液壓。制動鉗是盤式剎車 的動力執(zhí)行機構(gòu)，為主機提供大小可調(diào)節(jié)的正壓力，從而達到剎車目的。制動鉗根據(jù)工況不同分為工作 鉗和安全鉗。絞車盤式剎車的典型結(jié)構(gòu)如圖5-8所示。優(yōu)秀教案優(yōu)秀教案剎車鉗的結(jié)構(gòu)方案可以分為杠桿鉗和固定鉗兩種。前者中心液缸在剎車盤外緣，雙活塞反向動作。 后者兩個對置液缸分居剎車盤外側(cè)，活塞直接對剎車塊加壓。而每一種

48、又可以分為用液壓加壓的常開式 和用彈簧加壓（用液壓松剎）的常閉式兩類，如圖 5-10所示。M（a）杠桿鉗液壓加壓式；（b）杠桿鉗彈簧加壓常閉式；（c）固定鉗液壓加壓式；（d）固定鉗彈簧加壓常開式；.液壓盤式剎車的功能：工作制動：通過操作剎車閥的控制手柄，控制工作鉗對制動盤的正壓力，從而為主機提供大小可 調(diào)的剎車力矩，實現(xiàn)大鉤負載物的提升和下放。緊急制動：假如泵組、剎車閥、工作鉗等組成的工作油路，任一處突然失靈，造成工作制動失 效，這時，拉下緊急制動手柄，給安全鉗卸壓，依靠碟簧恢復力剎車。過卷保護：當大鉤提升重物上升到某位置，由于操作員失誤或其它原因，應該工作制動而未實施 制動時，過卷閥會自動換

49、向，實施緊急剎車，避免碰天車事故。駐車制動：當主機不工作或司鉆要離開工作臺時，拉下緊急制動手柄，安全鉗剎車，以防大鉤滑 落。.液控系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)工作鉗工作原理如圖5-9（a）所示，當向油缸內(nèi)給入油壓時，產(chǎn)生油壓力P = pA,式中A為活塞有效工作面積，p為油壓。在壓力P的作用下，活塞與缸體分別向左、右兩側(cè)移動，進而推動杠桿使得剎車塊壓向剎車盤，壓力P便通過剎車塊作用，1力即為正壓力No在N力作用下產(chǎn)生摩擦力，即制動力。制動力與油壓p成正比，油壓p越大，制動力也越大，當油壓 p達到一定值時，剎車盤處于全制動狀態(tài)；隨著p值降低，P（N）值也隨之降低，當油壓 p = 0時，在復位彈簧的作用下，拉動

50、杠桿使得剎車塊離開剎車盤，剎車鉗 處于完全松剎狀態(tài)。安全鉗的工作原理見圖5-9（b）所示，安全鉗是常閉式安全型剎車鉗：當安全鉗油缸沒有油壓時，碟簧力通過兩個杠桿 傳遞給剎車塊而作用于剎車盤上，產(chǎn)生正壓力N,實現(xiàn)剎車；當安全鉗油缸有油壓P時，該油壓力克服碟簧力而使碟形彈簧壓縮，從而通過杠桿帶動剎車塊松剎。.盤式剎車的優(yōu)缺點盤式剎車與帶式剎車相比有以下優(yōu)點：剎車盤為中空，有的帶通風葉輪式，散熱性好，整個盤面積只有不到1/10在摩擦發(fā)熱，而其余面積都在交替散熱。盤和塊的熱穩(wěn)定性好（熱衰退?。Σ料禂?shù)穩(wěn)定，制動力矩乎穩(wěn)。由于盤塊間的比壓大和盤的離心作用，盤塊間不易存水和油污物，所以剎車塊的吃水穩(wěn)定性

51、好。剎車盤的熱變形小，熱疲勞壽命較長；剎車盤上比壓分布均勻，摩擦副的壽命較長。正反向剎車力矩一樣，剎止的時間短，反應靈敏。優(yōu)秀教案優(yōu)秀教案每個剎車鉗皆可獨立剎止全部鉆桿柱重量，且有應急鉗，剎車的可靠性大大提高，剎把力只有 100 N左右，操作省力。更換剎車只需 20 min。但盤式剎車存在兩個缺點：一是比壓比帶式大2倍，摩擦表面溫度高，對塊的材料要求高；二是多了液壓裝置及其密封圈等易損件。5,盤殺的檢查與維護優(yōu)質(zhì)可靠的液壓系統(tǒng)是針對無故障使用壽命長而設計的，它僅需要很少的維護。但是這少量的維護對于得到無故障工作來說卻是很重要的。因為實踐經(jīng)驗證明高達80%的失效和損壞是由于污染、維護不足和油液選

52、用不當造成的。1） 液面必須經(jīng)常檢查液面并及時補油。2）油溫液壓油的工作溫度允許最高值為60 C,油溫突然升高是報警信號，應立即停機檢查。3）換油連續(xù)工作6個月必須更換液壓油。此外工作過程中，系統(tǒng)因油的污染而發(fā)生故障進行維修時，維修 完后，必須立即換油。4）濾油器自封式吸油濾油器帶有堵塞指示器，當指針在紅色區(qū)域時，濾芯已被堵塞，需清洗或更換。5）蓄能器一周至一個月內(nèi)必須監(jiān)測蓄能器的充氣壓力一次。泵組液壓站有兩臺同樣的泵組，交替使用，以延長泵和電機的使用壽命。工作鉗需經(jīng)常檢測剎車塊的厚度以及油缸的密封性能，這些工作一般在交接班時進行。隨著剎車塊的磨損（單邊磨損11.5 mm）,需調(diào)節(jié)拉簧的拉力，

53、使剎車塊在松剎時既能返回，又不致于間隙過大，殺車塊 厚度小于12 mm時，必須更換。8）安全鉗需經(jīng)常檢測松剎間隙（至少一周一次）、剎車塊的厚度以及油缸的密封性能。注意：安全鉗如不及時調(diào)整松剎間隙，可能會發(fā)生緊急制動或者駐車制動失靈事故。 六、小結(jié)1,液壓盤式剎車的結(jié)構(gòu)、類型。2,帶式剎車的功用、結(jié)構(gòu)。七、作業(yè)1,液壓盤式剎車的結(jié)構(gòu)是什么？2,帶式剎車的功用是什么？一、教學目的、要求1,熟悉剎車機構(gòu)的有關(guān)計算。2,掌握輔助剎車的功用、結(jié)構(gòu)。二、教學重、難點.剎車機構(gòu)的有關(guān)計算。.輔助剎車的功用、結(jié)構(gòu)。三、導入新課現(xiàn)場不止一次因剎車不可靠而發(fā)生重大溜鉆事故，造成設備損失、井下事故，甚至危及工人的人

54、身 安全。生產(chǎn)實踐表明：剎車機構(gòu)是鉆機的重要的部件，石油礦場機械工作者對此切不能等閑視之。 四、復習舊課1,液壓盤式剎車的結(jié)構(gòu)、類型。2,帶式剎車的功用、結(jié)構(gòu)。優(yōu)秀教案優(yōu)秀教案五、講授新課第四節(jié)絞車的剎車機構(gòu)（二）（一） 輔助剎車.水剎車水剎車的作用是在下鉆時剎慢滾筒，保持鉆具以安全的速度均勻下放。結(jié)構(gòu) 如圖4-46是JC-45絞車的SS1200水剎車。作用原理下鉆時，滾筒軸轉(zhuǎn)動帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)子水室中水因離心力作用被甩到外緣，并受迫被導流入定子水室；在定子水室由外緣流向心部，然后又受迫被導流如轉(zhuǎn)子水室，于是在各水室中 液流都形成小渦流在不斷循環(huán)。簡言之，運動著的傾斜轉(zhuǎn)子葉片，迎面去切割高速

55、循環(huán)的小渦流，遇到 很大阻力，形成制動力矩。圖 3-47為各型水剎車的 M-n特性曲線。水剎車工作原理的實質(zhì)就是通過葉片和液流的互相作用，以吸收下鉆時產(chǎn)生的大部分動能，并轉(zhuǎn)化 成熱能釋放，從而減輕帶剎車的負擔。.電磁渦流剎車的結(jié)構(gòu)與工作原理DS 口 口I 以100米為單位計的適用井深m 冷卻方式：風冷為 F;水冷為S或不寫 電磁剎車的漢語拼音字頭 圖3-48為一典型的電磁渦流剎車結(jié)構(gòu)圖。電磁渦流剎車主要由左、右定子和轉(zhuǎn)子組成。定子中固定嵌裝著激磁線圈（剎車線圈），當輸入連續(xù)可調(diào)的直流電流經(jīng)激磁線圈時（三相380的交流電源經(jīng)三相變壓器降壓輸入整流器，經(jīng)過三相整流橋后，輸出的是可調(diào)直流電流），在線

56、圈周圍產(chǎn)生固定磁場。當轉(zhuǎn)子與絞車滾筒軸一起旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子磁通 密度發(fā)生變化，在轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生感應電動勢，遂引起渦流電。此渦流電形成的旋轉(zhuǎn)磁場與固定磁場相互 作用，產(chǎn)生電磁制動力矩?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)勵磁電流的大小來改變電磁剎車的制動力矩大小。電磁剎車與水剎車相比，有下列優(yōu)點；a.制動力矩不隨轉(zhuǎn)速變化或變化很小，在較低的下鉆速度下也可發(fā)揮出較高的制動力矩。當井下情 況復雜時，可隨意減慢下鉆速度，以減少事故，這對打深井特別有利。b.可通過調(diào)節(jié)勵磁電流靈敏地調(diào)節(jié)力矩和轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)過程不到1秒，并可以在下放行程接近終點時將下放速度調(diào)至0.1米/秒，使鉆柱平穩(wěn)地落在轉(zhuǎn)盤或卡瓦上。c.具有強大的制動力矩，當調(diào)大勵磁電

57、流時只用電磁剎車即可將鉆柱剎住或懸持不動。d.由于制動性能好，可以增加帶剎車的使用壽命和減輕司鉆的勞動強度。（二）絞車的有關(guān)計算.滾筒直徑D筒與滾筒長度L筒滾筒直徑D筒主要根據(jù)鋼絲繩的結(jié)構(gòu)和直徑來決定，對于鉆井絞車D筒=（2023 ） d繩式中D筒滾筒直徑，mmd繩 鋼絲繩直徑， mmL筒=（1.9 2.2 ） D 筒L筒過長會使快繩進天車輪的傾角變大，如圖 3-17所示，對排繩不利。另外也可能使?jié)L筒軸的彎矩加 大。因而需用下式進行核算。L筒=2Htg入式中H 滾筒軸至天車軸之間的高度，mm入一一 快繩的傾角，入=1 15l 30/。當滾筒軸的轉(zhuǎn)速 nl00 r / min時，入W1 15/

58、;當滾筒軸轉(zhuǎn)速n 100 r / min 30/。帶槽滾筒，允許 入W2。.滾筒平均工作直徑 D平滾筒原始直徑D 筒。第一層纏繩直徑第二層纏繩直徑第e層纏繩直徑D 1 = D筒+ d繩D 2 = D 筒 + d 繩+2（f）d 繩D e = D 筒+d 繩+2（ e-1）（f）d 繩優(yōu)秀教案優(yōu)秀教案圖3-56纏繩滾筒直徑的變化對于不帶槽的光滾筒，第一層纏繩工作時不允許放開，第二層需留始纏繩，纏至第e層止，則平均工作直徑為D平=D22 De = d 筒 +（ e（）+1） d式中纏繩層數(shù)e取決于提升立根的總長度和有效繩數(shù)Z的多少。光滾筒纏繩層數(shù)e可按下列方法求得，Zl u D 平 n（e 1）8

59、10圈。因此，光滾筒從D2開故 e?+D筒 + （I-。）d繩）e /（j）d 繩- 式中l(wèi) 立根的長度，m;（D筒 + d 繩 + Zl/ Tin） / f）d 繩=0（3-17 ）n 每層的排數(shù)，n = _Ln_L + dn V d繩L筒滾筒的長度，mm排繩間隙，取為 11.5 mm 。D平=D2 = D 筒 + （ 2 （f）+1 ）d 繩3.滾筒上的纏繩容量M纏繩容量M由纏在滾筒上的鋼絲繩是否纏完了Z個立根行程l的關(guān)系來確定。設滾筒（不帶槽光滾筒）從第二層開始纏繩，則M = Z式中d繩鋼絲繩直徑，m;D筒滾筒原始直徑，m；Z 有效繩數(shù)；l +兀（D筒+ d繩）n 1+兀（D筒+ 3d繩

60、）n 2立根長度，m;n1 第一層排數(shù)；n2第二層未放開的排數(shù), 帶槽滾筒從第一層開始纏繩，則M = Z式中m 第一層未放開的排數(shù),4.絞車滾筒各擋的轉(zhuǎn)速 Q般n2 = 810 圈。l +兀（D筒+ d繩）n 1 n1 = 8 10。式中ni 絞車滾筒各擋的轉(zhuǎn)速,n = 60ZVi ni =兀D平r / s ;V 第i擋大鉤的起升速度， m / s ;優(yōu)秀教案優(yōu)秀教案ZVi 第i擋的快繩線速度，m / s。另外也可以根據(jù)輸入軸轉(zhuǎn)速和經(jīng)過各擋的傳動比計算出滾筒軸各擋的轉(zhuǎn)速nio六、小結(jié).剎車機構(gòu)的有關(guān)計算。.輔助剎車的功用、結(jié)構(gòu)。七、作業(yè).剎車機構(gòu)的有關(guān)計算(速度)。.輔助剎車的功用、結(jié)構(gòu)是什么