152/152教材：石油鉆井機械（程旭王存喜主編）一、教學(xué)目的、要求1.熟悉鉆機的結(jié)構(gòu)原理。2.掌握常規(guī)鉆井差不多方法流程。二、教學(xué)重、難點1.鉆機的應(yīng)用。2.鉆井方法。三、復(fù)習舊課溝通了解學(xué)生校外實習教學(xué)心得，暢談內(nèi)陸現(xiàn)場石油鉆井的工藝流程，加以引導(dǎo)，導(dǎo)入我國常規(guī)石油鉆機的過去、現(xiàn)在與以后進展。四、導(dǎo)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(xué)、巖石力學(xué)、鉆井機械與工具的現(xiàn)代設(shè)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(yīng)用。五、講授新課第一章鉆機概論鉆井工藝對鉆機的要求及鉆機的特點（一）鉆井方法1．頓鉆鉆井方法頓鉆鉆井方法又稱沖擊鉆井方法。如圖1—2頓鉆鉆井示意圖。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，破裂巖石。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(yù)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)壓力操縱，代之而起的便是旋轉(zhuǎn)鉆井方法。2．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(shè)備組成和工作原理如圖l-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。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。3．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(xué)反應(yīng)法和機械誘導(dǎo)應(yīng)力法四類。（二）鉆井設(shè)備的用途１．具備往地層鉆進的能力２．具備及時沖洗井底鉆屑的能力３．具備起下鉆柱和下套管柱的能力4．具備短期超載處理事故的能力5．具備良好的拆裝與移運性能依照鉆探目的，當鉆機需要在荒野、沙漠、海灘、沼澤、湖泊、山區(qū)、森林等困難的地點鉆井時，必需拆裝搬遷方便。（三）鉆井設(shè)備的進展現(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(yīng)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．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(shè)備的新進展（四）目前國內(nèi)在用鉆機情況１．鉆井方法２．鉆井設(shè)備的用途３．鉆井設(shè)備的進展（五）鉆井工藝對鉆機的要求1.具有旋轉(zhuǎn)鉆進能力。2.具有起下鉆具的能力。3.具有清洗井底的能力。（六）鉆機的特點1.一套鉆機確實是一套聯(lián)合機組。2.鉆井作業(yè)是不連續(xù)的。3.鉆機的工作場所比較專門。六、小結(jié)１．鉆井方法有幾種？２．鉆井設(shè)備有什么用途？３．鉆井設(shè)備進展的現(xiàn)狀如何樣？七、作業(yè)１．鉆井方法有幾種？２．鉆井設(shè)備有什么用途？一、教學(xué)目的、要求1.熟悉鉆機的類型。2.掌握鉆機的組成。二、教學(xué)重、難點1.鉆機的類型。2.鉆機的組成。三、導(dǎo)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(shè)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(wù)。陸用轉(zhuǎn)盤鉆機是成套鉆井設(shè)備中的差不多型式，即通常所講的鉆機，也稱常規(guī)鉆機。四、復(fù)習舊課１．鉆井方法有幾種？２．鉆井設(shè)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。1．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?，F(xiàn)代石油鉆機使用的動力要緊為柴油機，電動機兩大類。2．提升系統(tǒng)為了起下鉆具、下套管，操縱鉆壓及鉆頭鉆進等，鉆機配備有一套提升設(shè)備，以輔助完成鉆井生產(chǎn)。這套設(shè)備要緊由井架、天車、游車、大鉤、絞車、鋼絲繩等部件組成。3．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，帶動鉆頭破裂巖石。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。4．循環(huán)系統(tǒng)為了及時清洗井底、攜帶巖屑、愛護井壁，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。5．操作操縱系統(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操縱裝置。常用的有機械操縱、氣控、電控、液控和電、氣、液混合操縱?，F(xiàn)代機械驅(qū)動鉆機，普遍采納集中氣操縱。6．井控系統(tǒng)操縱井內(nèi)壓力，防止地層流體無操縱的流入井中。要緊由防噴器組、防噴器管線、地面節(jié)流管匯、液壓、氣壓操縱元件等組成。7．鉆機底座底座是鉆機的組成部分之一。用于安置鉆井設(shè)備，方便鉆井設(shè)備的移運。包括鉆臺底座和機房底座兩部分。8．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(shè)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1．按用途分依照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(yīng)用最廣。2．按鉆井深度不同分為（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1000～2500m，最大起重量800～1600kN，也可用于修井。重型鉆機可鉆井深為3000～5000m，最大起重量2000～2500kN，也稱深井鉆機。超重型鉆機可鉆井深超過5000m，最大起重量超過2500kN，也稱超深井鉆機。如圖2-3所示3．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、電動鉆具及井底沖擊振動鉆具等。打定向井、水平井時，常用井下動力鉆具。4．按動力設(shè)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，供交流電通過整流者稱為交-直流電驅(qū)動鉆機，多用于海上鉆井。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）液壓鉆機采納液壓動力和傳動，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—電操縱或液—液操縱的鉆機。5．按傳動方式分依照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。6．按移運方式分依照鉆機搬遷采納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。7．按使用地區(qū)條件分依照鉆機工作地區(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。它們差不多上依照地區(qū)特點能夠適應(yīng)搬遷和有利于鉆井的正常進行而設(shè)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、自升式鉆井平臺、半潛式鉆井平臺或鉆井船上安裝的鉆機。8．按鉆井井身形式分依照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。9．按驅(qū)動方式分依照鉆機的驅(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)1.鉆機的類型。2.鉆機的組成。七、作業(yè)1.鉆機的類型有哪些？2.鉆機的組成有哪些？一、教學(xué)目的、要求1.熟悉鉆機的系列標準。2.掌握鉆機的差不多參數(shù)。二、教學(xué)重、難點1.鉆機的系列標準。2.鉆機的差不多參數(shù)。三、導(dǎo)入新課為了規(guī)范鉆機的設(shè)計、制造、維修與設(shè)備供應(yīng)，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，我國依照油氣勘探開發(fā)鉆井的實際需要，選定主參數(shù)，將主參數(shù)系列化，也確實是將鉆機分級，再據(jù)此擬定其它差不多參數(shù)，形成鉆機標準系列，經(jīng)國家標準局批準，予以公布。四、復(fù)習舊課1.鉆機的類型。2.鉆機的組成。五、講授新課第三節(jié)鉆機的差不多參數(shù)及我國石油鉆機系列標準（一）我國石油鉆機系列標準1．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。2.鉆機級不分為6級：ZJ15、ZJ20、ZJ32、ZJ45、ZJ60、ZJ80。級不×100m即為該鉆機的名義鉆井深度。3.鉆機型號我國鉆機型號意義如下圖2-4所示ZJ□□□ 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；鉆機級不：以100m為單位計的鉆機名義鉆深范圍的上限鉆機代號（二）鉆機的差不多參數(shù)國標中規(guī)定的10個差不多參數(shù)，如表2-1所示：對其中的幾個參數(shù)作簡要講明如下。(1)名義鉆井深度L在標準的鉆井繩數(shù)下，使用127mm（5″）鉆桿柱可鉆達的最大井深。(2)名義鉆深范圍Lmin~Lmax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。(3)最大鉤載Qhmax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專門作業(yè)時，大鉤上不同意超過的載荷。Qhmax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Qstmax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，大鉤所同意承受的最大鉆柱在空氣中的重量（質(zhì)量）。其值為Qstmax=qstL式中qst——每米鉆柱質(zhì)量，kg/m；L——名義鉆井深度，m。規(guī)定：計算時按127mm（5″）鉆桿長度，加上80～100m的7″鉆鋌，平均取qst=36kg/m。計算后化整，便得到系列鉆機的Qstmax值。Qstmax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)。稱為鉤載儲備系數(shù)，按國家規(guī)定=1.8～2.08。鉤載儲備系數(shù)越大，表明該鉆機下套管、處理事故能力越強；但系數(shù)值過大會導(dǎo)致起升系統(tǒng)零件過于笨重，材料白費。(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、鉆進時采納的有效提升繩數(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)鋼絲繩直徑用游標卡尺測得的鋼絲繩的最大外徑。(8)鉆井泵功率單位時刻內(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)鉆臺高度鉆臺上平面到地面的距離。(11)井架有效高度是指從鉆臺上平面到天車梁底面的垂直高度。六、小結(jié)1.鉆機的系列標準。2.鉆機的差不多參數(shù)。七、作業(yè)1.鉆機的系列標準是什么？2.鉆機的差不多參數(shù)有哪些？一、教學(xué)目的、要求1.熟悉井架的結(jié)構(gòu)類型。2.掌握井架的維護保養(yǎng)。二、教學(xué)重、難點1.井架的結(jié)構(gòu)類型。2.井架的維護保養(yǎng)。三、導(dǎo)入新課鉆井井架是是一種高聳的鋼制建筑物，是起升設(shè)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1000tf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(fù)習舊課1.鉆機的系列標準。2.鉆機的差不多參數(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1.安放天車，懸掛游車、大鉤及專用工具(如吊鉗等)。在鉆井過程中進行起下、懸持鉆具、下套管等作業(yè)。2.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1.井架的分類(1)按用途不同分①水文鉆探井架②煤田鉆探井架③石油鉆探井架④有色金屬鉆探井架(2)按所鉆的深度分①淺井井架②中深井井架③深并井架④超深井井架(3)按使用地區(qū)分①陸地用井架②海洋用井架(4)按井架的結(jié)構(gòu)分①塔形井架②A形井架2.井架的結(jié)構(gòu)(1)結(jié)構(gòu)組成如圖3-146所示。①井架主體井架主體是由立柱(弦桿)，橫桿、斜桿等組成。②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。③天車架安裝、維修天車之用。④二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操作的工作臺和存放鉆具立根的指梁。員上下井架用。⑤立管平臺是安裝高壓水龍帶及進行其它輔助工作的場所。⑥工作梯供操作人員上下井架用。(2)整體結(jié)構(gòu)類型(1)塔形井架塔形井架如圖3-147所示。塔形井架整體結(jié)構(gòu)型式要緊特征是：①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。②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，同意井架內(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。(2)前開口井架圖3-148所示為前開口井架。要緊特征是：①整體井架本體分為4～5段，各段一般為焊接的整體結(jié)構(gòu)，段間采納錐銷定位和螺栓連接，地面或接近地面水平組裝，整體起放，分段運輸。②因受運輸尺寸限制，井架本體截面尺寸比塔形井架小。③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，背扇則采納不同的腹桿布置形式，如菱形等。有些π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。(3)A形井架①A形井架結(jié)構(gòu)型式的要緊特征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．大腿能夠是空間桿件結(jié)構(gòu)，分成3～5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納三角形，用角鋼者多采納矩形，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形井架的每根大腿差不多上封閉的整體結(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。②A形井架起升方式差不多有三種：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）井架的差不多參數(shù)井架的差不多參數(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(鉆機的最大鉤載不包括游車和大鉤自重)。2)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。3)井架高度井架高度依照其類型不同而定義。①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。②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。③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。4)井架的有效高度指鉆臺上平面到天車梁底面的垂直高度。5)二層臺高度指由鉆臺面到二層臺面的垂直高度。6)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。7)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不指井架相鄰大腿上底和下底軸線間的水平距離。關(guān)于單角鋼大腿，則指角鋼外緣之間的距離。8)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，關(guān)于海上井架，有的可高達18～22m。井架的型號含義為JJ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(yīng)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要緊受力部位的焊縫有無開裂：銷子、不針是否齊全；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(yīng)及時排除或修理。2.在檢查時損壞的部位和部件應(yīng)做出清晰的、明顯的標志，以便進行必要的修理。3.未經(jīng)許可不同意在井架上焊接、鉆孔。4.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(yīng)進行一次除銹防腐處理，井架主體的下段每6個月應(yīng)進行一次除銹防腐處理，遭受鉆井液、石油、天然氣飽和鹽水、碳化氫等侵蝕而腐蝕嚴峻的部件應(yīng)在每口井完鉆后和搬家前進行—次除銹防腐處理。5.井架的轉(zhuǎn)動部位要定期潤滑，各種滑輪、導(dǎo)繩輪應(yīng)注意潤滑。潤滑周期為：每起放一次井架時應(yīng)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)1.井架的結(jié)構(gòu)類型。2.井架的維護保養(yǎng)。七、作業(yè)1.井架的結(jié)構(gòu)類型有哪些？2.井架的維護保養(yǎng)內(nèi)容是什么？一、教學(xué)目的、要求1.熟悉起下鉆操作。2.掌握天車、游車的結(jié)構(gòu)。二、教學(xué)重、難點1.起下鉆操作。2.天車、游車的結(jié)構(gòu)。三、導(dǎo)入新課鉆機的游動系統(tǒng)要緊由井架、天車、游車、大鉤和游動鋼絲繩等組成。四、復(fù)習舊課1.井架的結(jié)構(gòu)類型。2.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1．起鉆操作(1)上提鉆具全部方鉆桿，用卡瓦將鉆柱座在轉(zhuǎn)盤上。(2)旋下方鉆桿，將方鉆桿-水龍頭置于大鼠洞中。(3)用吊環(huán)扣住鉆桿接頭。(4)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。(5)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。(6)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。(7)用轉(zhuǎn)盤帶動鉆柱正轉(zhuǎn)或用旋繩器卸扣。(8)移立根入鉆桿盒并靠在二層臺指梁中，摘開吊卡。(9)下放空吊卡至轉(zhuǎn)盤上方剎住。2．下鉆操作(1)掛吊卡，以高速擋提升至一立根高度。(2)二層臺處扣吊卡，稍提立根，移至井眼中心，對扣。(3)拉貓頭旋繩或用旋繩器上扣。(4)用貓頭和大鉗緊扣。(5)稍提鉆柱，移出或提出卡瓦。(6)用機械剎車和輔助剎車操縱下放速度，將鉆柱下放一立根的距離。(7)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1.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2.天車的型號天車的型號含義TC1-□額定其重量噸設(shè)計方案變更序號天車漢語拼音字頭大寫（三）游車1.游車的結(jié)構(gòu)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(fù)運動。其結(jié)構(gòu)如圖3-78所示。2.游車的型號含義YC1-□額定其重量噸設(shè)計方案變更序號游車漢語拼音字頭大寫六、小結(jié)1.起下鉆操作。2.天車、游車的結(jié)構(gòu)。七、作業(yè)1.簡述起下鉆操作。2.天車、游車的結(jié)構(gòu)有哪些？一、教學(xué)目的、要求1.熟悉鉆井用鋼絲繩。2.掌握大鉤的結(jié)構(gòu)。二、教學(xué)重、難點1.鉆井用鋼絲繩。2.大鉤的結(jié)構(gòu)。三、導(dǎo)入新課鉆機的游動系統(tǒng)要緊由井架、天車、游車、大鉤和游動鋼絲繩等組成。四、復(fù)習舊課1.起下鉆操作。2.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1.大鉤的功用和類型它的功用是在正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(shè)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專門多，但從要緊結(jié)構(gòu)上看分有單鉤、雙鉤和三鉤(一個主鉤及兩個吊環(huán)鉤)。2.大鉤的結(jié)構(gòu)大鉤要緊由鉤身、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(shè)計制造。3.大鉤的型號DG1-□額定工作負荷噸設(shè)計方案變更序號大鉤漢語拼音字頭大寫（五）鉆井用鋼絲繩1．鋼絲繩在鉆井現(xiàn)場的應(yīng)用鋼絲繩在鉆井作業(yè)始終處在極復(fù)雜、繁重的條件下承受拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和磨損、擠壓的作用。具體見表3-14。2．鋼絲繩的結(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，金屬繩芯要緊是指軟金屬芯。鋼絲的作用是承擔載荷。繩芯的作用是支撐繩股、儲油、潤滑愛護鋼絲、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)場廣泛采納一般的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(fù)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。3.鋼絲繩的分類(1)按鋼絲繩的捻制方向分①右捻②左捻③鋼絲繩的結(jié)構(gòu)型式分為一般型、外粗型、填充型和異型。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)+7×7，股（1+6，6+12）；(c)纖維芯，繩6T(21)，股（1+5，5+10）4．鋼絲繩的要緊性能①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。②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。③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。④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—般用鋼絲繩公稱直徑與鋼絲直徑的比值來表示。⑤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。5．鋼絲繩的標記①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)不不同用途鋼絲繩的要緊標志。鋼絲繩的型號分以下六種類不：D型——點接觸鋼絲繩(股內(nèi)各鋼絲直徑相同)。X型——線接觸鋼絲繩。DX型——點線接觸鋼絲繩。C型——填充式鋼絲繩。T型——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——粗細式鋼絲繩(同層或不同層的鋼絲直徑不相同)。②鋼絲繩的股數(shù)。③鋼絲繩的每股絲數(shù)。④鋼絲繩的繩芯數(shù)。⑤鋼絲繩的公稱直徑，mm⑥鋼絲材料公稱抗拉強度，kg/mm⑦鋼絲繩類不代號，見表3-16。⑧國家標準代號。六、小結(jié)1.鉆井用鋼絲繩。2.大鉤的結(jié)構(gòu)。七、作業(yè)1.鉆井用鋼絲繩有哪些？2.大鉤的結(jié)構(gòu)是什么？一、教學(xué)目的、要求1.熟悉鉆井用鋼絲繩的安全系數(shù)。2.了解游動系統(tǒng)的有關(guān)計算。二、教學(xué)重、難點1.鉆井用鋼絲繩的安全系數(shù)。2.游動系統(tǒng)的有關(guān)計算。三、導(dǎo)入新課鉆機的游動系統(tǒng)要緊由井架、天車、游車、大鉤和游動鋼絲繩等組成。四、復(fù)習舊課1.鉆井用鋼絲繩。2.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1．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要緊依據(jù)，在生產(chǎn)中有較為實際的指導(dǎo)意義。L=H×(Z+2)+nπD筒式中L——游動系統(tǒng)大繩的總長，m；H——井架有效高度，m；Z——游動系統(tǒng)有效繩數(shù)；n——滾筒上剩余的纏繩圈數(shù)，取10；D筒——滾筒的原始直徑，m。2．游動系統(tǒng)中的鋼絲繩與滑輪的運動分析如圖3-86所示，設(shè)V為大鉤速度，V＇為鋼絲繩速度，V〃為天車滑輪的切向速度，Z為除快繩、死繩以外的游繩有效繩數(shù)，D輪為滑輪直徑。則鋼絲繩速度由快繩側(cè)至死繩側(cè)依次為：V′=V1′=6V=ZVV2′=V3′=4VV4′=V5′=2VV6′=V7′=Vd=0天車滑輪的切向速度V″和轉(zhuǎn)速n依次為：V1″=ZVn1=V2V2″=4Vn2=V3″=2Vn3=V4〃=0n4=0通過上述分析可見：在起下鉆過程中，快繩側(cè)的滑輪轉(zhuǎn)速要比死繩側(cè)的高數(shù)倍。因此，當天車、游車進行檢修時，應(yīng)將其滑輪及軸承相互倒換，以使滑輪的磨損和軸承的使用壽命均衡。在設(shè)計軸承選型計算時，應(yīng)以快繩側(cè)的軸承工況為依據(jù)。同樣，在快繩側(cè)的鋼絲繩由于彎曲次數(shù)比死繩側(cè)多出數(shù)倍，前邊的鋼絲繩會提早疲勞斷絲，因此鋼絲繩通過一定時刻后，應(yīng)從死繩端儲繩卷筒中放出新繩，從滾筒上截掉一段舊繩，然后重新固定纏好，即一段一段向滾筒方向補充新繩。3．游動系統(tǒng)鋼絲繩的拉力和效率在圖3-86中，設(shè)Q游、η游為起升時游動系統(tǒng)的起重量和效率，Q游＇、η游＇為下鉆時游動系統(tǒng)的起重量和效率，P、P＇為快繩和死繩拉力，P1、P2……、Pz圖3-86游動系統(tǒng)的運動和鋼絲繩拉力為游繩的拉力。當大鉤靜止懸重時，各段游繩拉力相等，即P=P1=P2=……=PzP=當起升時，由于滑輪軸承的摩擦阻力和通過滑輪時的彎曲阻力，使各繩拉力發(fā)生變化，即：P＞P1＞P2＞……＞Pz-1＞Pz設(shè)η為一個繩輪的效率，則有：P===……=因為：Q游=P1+P2+……+Pz因此：Q游=P（η+η2+……+ηz）上式括號內(nèi)為等比級數(shù)，又可寫為：Q游=由于Pη游=因此起升時的游動系統(tǒng)效率為：η游=當下鉆時，情況與起鉆時相反，即：η游＇=4.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=ne式中ne——提升的柴油機的輸出軸的轉(zhuǎn)速r/min——絞車第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。某擋位下，大鉤的提升速度為Vi=式中Vi——某擋位下，大鉤的提升速度，m/s；Di——提升時滾筒纏至第i層鋼絲繩時的工作直徑，m。5.大鉤最大鉆柱重量大鉤最大鉆柱重量Qmax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，大鉤同意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-)式中K阻——起鉆時的摩擦阻力系數(shù)；ρ液——鉆井液密度，g/cm3；ρ鋼——鋼的密度，g/cm3。一般情況下，K阻=1.25,ρ鋼=7.85g/cm3因此Qmax=Q柱+G常式中G?！鹕到y(tǒng)大鉤下不變的重量；G常=G卡+G環(huán)+G鋌0G卡——吊卡的重量；G環(huán)——吊環(huán)的重量；G鋌0——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?，F(xiàn)代鉆機將Qmax與Q柱之比稱為鉆機的載荷儲備系數(shù)，即K儲==1.7~1.8任意井深時Q游i=Kq柱Li式中Li—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ρ液也越大，浮力增加，因而使(1-)下降，實際K值的大小可查得。6.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（即認為作用在天車內(nèi)的載荷）。在最大井深，鉤載為最低起升工作擋時，游動系統(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——游動系統(tǒng)鋼絲繩的重量Q游=q桿L+G常+G游=q桿L+G0式中G0——不隨井深變化的重量G0=G常+G游六、小結(jié)1.鉆井用鋼絲繩的安全系數(shù)。2.游動系統(tǒng)的有關(guān)計算。七、作業(yè)1.鉆井用鋼絲繩的安全系數(shù)。2.游動系統(tǒng)的有關(guān)計算（例1、2）。一、教學(xué)目的、要求1.熟悉絞車的結(jié)構(gòu)。2.掌握絞車的功用。二、教學(xué)重、難點1.絞車的結(jié)構(gòu)。2.絞車的功用。三、導(dǎo)入新課鉆井絞車不僅用于起下鉆具和下套管，還用在鉆進過程操縱鉆壓，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。帶撈砂滾筒的絞車擔負著提取巖芯筒，試油等項工作。四、復(fù)習舊課1.鉆井用鋼絲繩的安全系數(shù)。2.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(yīng)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)約起升時刻；(5)具有靈敏而可靠的剎車機構(gòu)及強有力的輔助剎車，能準確地調(diào)節(jié)鉆壓，勻速送鉆。在下鉆過程中能隨意操縱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(yīng)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(yīng)超重、超寬、超長、超高，以免給運輸造成困難。傳動部分應(yīng)有嚴密的防護罩，充分潤滑。易損件拆卸、更換方便；(7)采納集中操縱，使操縱手柄、剎把、指重表等集中在司鉆操縱臺上，便于司鉆的操作。（二）絞車的結(jié)構(gòu)組成及技術(shù)規(guī)范1．絞車的結(jié)構(gòu)組成圖3-13所示的ZJ45J型鉆井絞車為例，絞車一般由以下幾部分組成：(1)支撐系統(tǒng)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。(2)傳動系統(tǒng)引入、傳遞并分配動力。由2~5根絞車軸承總成即滾筒軸總成、傳動軸總成、貓頭軸總成、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。(3)制動機構(gòu)即剎車機構(gòu)。用于操縱下鉆速度和剎車。包括主剎車和輔助剎車。(4)卷揚系統(tǒng)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。(5)操縱系統(tǒng)用于操縱絞車和轉(zhuǎn)盤運及變速。包括牙嵌式、齒式、氣動離合器，司鉆操縱臺，操縱閥件等，一般都屬于鉆機操縱系統(tǒng)的組成部分。(6)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。2．絞車的技術(shù)規(guī)范鉆井絞車已制定有標準，標準規(guī)定了絞車的要緊參數(shù)為名義井深。鉆井絞車的型號為JC□□絞車形式機械絞車無，電驅(qū)動絞車為D絞車級不以100m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1．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：①貓頭直接裝在滾筒兩端，滾筒活裝在軸上。②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，治理維修不方便。貓頭轉(zhuǎn)速偏高，位置偏低，且滾筒高擋不能獨立安排，阻礙起下鉆速度。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ZJl5D雙軸絞車傳動示意如圖3-11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ZJl30-1三軸絞車，其傳動方案特點是；多加了一根引入動力的傳動軸，絞車采納內(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(fù)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20～30t左右的絞車，要吊升到4～8m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(yīng)要求，因此出現(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，利用直流電機分不驅(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(1)功率大小主滾筒是否上鉆臺，如何安裝移運。(2)變速方式絞車變速在內(nèi)依舊在外，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、超重型鉆機則多采納絞車內(nèi)變速。(3)倒車方式絞車倒車在外依舊在內(nèi)。(4)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。(5)功用是否充當轉(zhuǎn)盤中間機構(gòu)、變速機構(gòu)。(6)潤滑方式黃油、滴油、飛濺或是強制潤滑。(7)操縱方式一般都采納集中氣操縱、氣排擋。(8)驅(qū)動類型機械驅(qū)動依舊電驅(qū)動。六、小結(jié)1.絞車的結(jié)構(gòu)。2.絞車的功用。七、作業(yè)1.絞車的組成有哪些？2.絞車的功用是什么？一、教學(xué)目的、要求1.熟悉液壓盤式剎車的結(jié)構(gòu)、類型。2.掌握帶式剎車的功用、結(jié)構(gòu)。二、教學(xué)重、難點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)。三、導(dǎo)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(shè)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(fù)習舊課1.鉆井用鋼絲繩的安全系數(shù)。2.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）（一）剎車機構(gòu)的類型和功用1.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，石油礦場要緊用帶式剎車，盤式剎車近年來也有較快地進展。輔助剎車有水剎車和電磁剎車兩種。2.主剎車剎車的功用與使用要求：1)功用下鉆、下套管時，剎慢或剎住滾筒，操縱下放速度，懸持鉆具；正常鉆進時，操縱滾筒轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)鉆壓，送進鉆具。2)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。1.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)是由操縱部分(剎把4)、傳動部分(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。扭動剎把手柄可操縱司鉆閥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(dǎo)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鉚在鋼帶上。絞車廣泛采納雙杠桿機構(gòu)，力比大，操作特不省力。2.雙杠桿剎車機構(gòu)雙杠桿剎車機構(gòu)又叫做復(fù)式杠桿剎車機構(gòu)。在兩套單杠桿之間。用浮動連桿將他們鉸連在一起，組成雙杠桿剎車機構(gòu)。（三）液壓盤式剎車的結(jié)構(gòu)、類型1.液壓盤式剎車的結(jié)構(gòu)、類型液壓盤式剎車系統(tǒng)由液壓操縱部分(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，它是動力源和動力操縱機構(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。制動鉗依照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。剎車鉗的結(jié)構(gòu)方案能夠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。而每一種又能夠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。圖5-10剎車鉗結(jié)構(gòu)方案(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；2.液壓盤式剎車的功能：①工作制動：通過操作剎車閥的操縱手柄，操縱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。②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(fù)力剎車。③過卷愛護：當大鉤提升重物上升到某位置，由于操作員失誤或其它緣故，應(yīng)該工作制動而未實施制動時，過卷閥會自動換向，實施緊急剎車，幸免碰天車事故。④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。3.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，活塞與缸體分不向左、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，該力即為正壓力N。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(fù)位彈簧的作用下，拉動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。4.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：①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(熱衰退小)，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，制動力矩乎穩(wěn)。②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，因此剎車塊的吃水穩(wěn)定性好。③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。④正反向剎車力矩一樣，剎止的時刻短，反應(yīng)靈敏。⑤每個剎車鉗皆可獨立剎止全部鉆桿柱重量，且有應(yīng)急鉗，剎車的可靠性大大提高，剎把力只有100N左右，操作省力。⑥更換剎車只需20min。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(shè)計的，它僅需要專門少的維護。然而這少量的維護關(guān)于得到無故障工作來講卻是專門重要的。因為實踐經(jīng)驗證明高達80％的失效和損壞是由于污染、維護不足和油液選用不當造成的。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同意最高值為60℃，油溫突然升高是報警信號，應(yīng)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。6)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。7)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1～1.5mm)，需調(diào)節(jié)拉簧的拉力，使剎車塊在松剎時既能返回，又不致于間隙過大，剎車塊厚度小于12mm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(xué)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(xué)重、難點1.剎車機構(gòu)的有關(guān)計算。2.輔助剎車的功用、結(jié)構(gòu)。三、導(dǎo)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(shè)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(fù)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)。五、講授新課第四節(jié)絞車的剎車機構(gòu)（二）（一）輔助剎車1.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。①結(jié)構(gòu)如圖4-46是JC-45絞車的SSl200水剎車。②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(dǎo)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(dǎo)流如轉(zhuǎn)子水室，因此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，迎面去切割高速循環(huán)的小渦流，遇到專門大阻力，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)確實是通過葉片和液流的互相作用，以汲取下鉆時產(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。2.電磁渦流剎車的結(jié)構(gòu)與工作原理DS□□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。電磁渦流剎車要緊由左、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，通過三相整流橋后，輸出的是可調(diào)直流電流），在線圈周圍產(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(yīng)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。能夠通過調(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)速變化或變化專門小，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(fù)雜時，可隨意減慢下鉆速度，以減少事故，這對打深井特不有利。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，并能夠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，能夠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1.滾筒直徑D筒與滾筒長度L筒滾筒直徑D筒要緊依照鋼絲繩的結(jié)構(gòu)和直徑來決定，關(guān)于鉆井絞車D筒=(20～23)d繩式中D筒——滾筒直徑，mm；d繩——鋼絲繩直徑，mm。L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=2Htgλ式中H——滾筒軸至天車軸之間的高度，mm；λ——快繩的傾角，λ=1°～l°30＇。當滾筒軸的轉(zhuǎn)速n≥l00r/min時，λ≤1°15＇；當滾筒軸轉(zhuǎn)速n<l00r/min時，λ≤l°30＇。帶槽滾筒，同意λ≤2°。2.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D1=D筒+d繩第二層纏繩直徑D2=D筒+d繩+2φd繩……第層纏繩直徑De=D筒+d繩+2(-1)φd繩圖3-56纏繩滾筒直徑的變化關(guān)于不帶槽的光滾筒，第一層纏繩工作時不同意放開，第二層需留8～10圈。因此，光滾筒從D2開始纏繩，纏至第層止，則平均工作直徑為D平==D筒+(φ+1)d繩式中纏繩層數(shù)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)可按下列方法求得，故2+D筒+（1-φ）d繩）e/φd繩-（D筒+d繩+Zl/πn）/φd繩=0（3-17）式中l(wèi)——立根的長度，m；n——每層的排數(shù)，n=+△L筒——滾筒的長度，mm；△——排繩間隙，取為1~1.5mm。D平=D2=D筒+(2φ+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個立根行程的關(guān)系來確定。設(shè)滾筒(不帶槽光滾筒)從第二層開始纏繩,則M=Z+π(D筒+d繩)n1+π(D筒+3d繩)n2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)；——立根長度，m；n1——第一層排數(shù)；n2——第二層未放開的排數(shù)，一般n2=8~10圈。帶槽滾筒從第—層開始纏繩，則M=Z+π(D筒+d繩)n1式中n1——第—層未放開的排數(shù)，n1=8～10。4.絞車滾筒各擋的轉(zhuǎn)速=式中——絞車滾筒各擋的轉(zhuǎn)速，r/s；——第擋大鉤的起升速度，m/s；——第擋的快繩線速度，m/s。另外也能夠依照輸入軸轉(zhuǎn)速和通過各擋的傳動比計算出滾筒軸各擋的轉(zhuǎn)速。六、小結(jié)1.剎車機構(gòu)的有關(guān)計算。2.輔助剎車的功用、結(jié)構(gòu)。七、作業(yè)1.剎車機構(gòu)的有關(guān)計算（速度）。2.輔助剎車的功用、結(jié)構(gòu)是什么？一、教學(xué)目的、要求1.熟悉轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)與工作原理。2.掌握轉(zhuǎn)盤的功用。二、教學(xué)重、難點1.轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)與工作原理。2.轉(zhuǎn)盤的功用。三、導(dǎo)入新課地面旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)盤、水龍頭及頂驅(qū)鉆井裝置。本節(jié)介紹轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤是旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)工作機，是鉆機的關(guān)鍵部件。四、復(fù)習舊課1.剎車機構(gòu)的有關(guān)計算。2.輔助剎車的功用、結(jié)構(gòu)。五、講授新課第三章鉆機的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)第一節(jié)轉(zhuǎn)盤（一）轉(zhuǎn)盤的功用及鉆井工藝對轉(zhuǎn)盤的技術(shù)要求1.轉(zhuǎn)盤的用途(1)在旋轉(zhuǎn)鉆井法中用來傳遞扭矩和必要的轉(zhuǎn)速，帶動鉆具旋轉(zhuǎn)鉆進。(2)起下過程中，懸持鉆具及輔助上卸鉆具絲扣.(3)在井下動力鉆井法中,用來承受井下動力鉆具的反向扭矩(將鉆臺鎖死)。(4)在固井工藝過程中協(xié)助下套管。(5)協(xié)助處理井下事故。如：倒扣、套洗等。2.鉆井工藝對轉(zhuǎn)盤的技術(shù)要求(1)轉(zhuǎn)盤的主軸承應(yīng)有足夠的強度和壽命,以保證承受成百噸重的套管柱或鉆桿住重量。并在鉆柱下滑時造成的最大軸向載荷即圓錐齒輪傳動造成的軸向、徑向載荷作用下有足夠的壽命。(2)轉(zhuǎn)臺和圓錐齒輪能傳遞足夠大的扭矩（可達50~100kN），能倒轉(zhuǎn)，有可靠的制動。(3)轉(zhuǎn)盤通孔應(yīng)能滿足所用最大級鉆頭通過。(4)轉(zhuǎn)盤面的設(shè)計要滿足鉆工操作方便的要求。(5)應(yīng)有靈敏可靠的轉(zhuǎn)臺鎖緊裝置。(6)具有良好的潤滑、密封及散熱條件。(7)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、易于搬遷。（二）轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)與工作原理1.轉(zhuǎn)盤的型號ZP1-□中心孔直徑mm設(shè)計方案變更序號轉(zhuǎn)盤漢語拼音字頭大寫要緊技術(shù)特性參數(shù)見表3-24。2.轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)組成其結(jié)構(gòu)如圖3-89所示轉(zhuǎn)盤實質(zhì)上是一個結(jié)構(gòu)專門的角型傳動減速器，要緊由水平軸（快速軸）總成、轉(zhuǎn)臺總成、主輔軸承（負荷軸承、防跳軸承）和殼體等幾部分組成。3.轉(zhuǎn)盤的工作原理由以上幾部分組成的現(xiàn)代鉆井轉(zhuǎn)盤，動力經(jīng)水平軸上的法蘭或鏈輪傳入，通過圓錐齒輪傳動轉(zhuǎn)臺，借助轉(zhuǎn)臺通孔中的方補心和大方瓦帶動方鉆桿、鉆桿柱和鉆頭轉(zhuǎn)動，同時，方補心同意鉆桿軸向自由滑動，實現(xiàn)鉆桿柱的邊旋轉(zhuǎn)邊送進。起下鉆或下套管時，鉆桿柱或套管柱可用卡瓦或吊卡座落在轉(zhuǎn)臺上。4．轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)特點(1)軸承布置方案這種方案的特點是：①轉(zhuǎn)臺、迷宮盤成一體，使外界鉆井液污液不易漏入內(nèi)部。②輔助軸承離大齒輪遠，在齒輪徑向力作用下，因輔助軸承有間隙而使轉(zhuǎn)臺發(fā)生傾斜的程度減小，不致使主軸承產(chǎn)生過度偏磨。③輔助軸承座在下部大螺母支座上。軸承磨損后間隙易調(diào)整，可確保主軸承只是度偏磨和圓錐齒輪副的正常嚙合條件。不足的是，由于軸承長期承受振動沖擊載荷的作用，大螺母可能松動滑扣，或因鉆井液污水長期侵蝕使螺母粘扣，檢修不便。(2)水平軸兩軸承結(jié)構(gòu)型式有兩種方案：①一種是水平軸上用同樣型號的一對調(diào)心軸承，分不從水平軸兩端裝配，這種結(jié)構(gòu)不便于更換靠近小齒輪處的軸承油封，如ZP-520轉(zhuǎn)盤。②水平軸上兩軸承采納不同型式或不同尺寸，且都由軸的一端進行裝配，如國產(chǎn)ZP-275轉(zhuǎn)盤，這種方案獲得普遍應(yīng)用。(3)轉(zhuǎn)盤制動方式也有兩種：①水平軸上裝有棘輪，如ZP-520，這種方案制動時，對圓錐齒輪有損害。②用銷子或棘爪直接去制動轉(zhuǎn)臺，制動時齒輪副不參加傳力，如ZP-700及羅馬尼亞的MR-205S轉(zhuǎn)盤。5．轉(zhuǎn)盤的特性參數(shù)(1)通孔直徑轉(zhuǎn)盤通孔直徑是轉(zhuǎn)盤要緊幾何參數(shù)，它應(yīng)比第一次開鉆時用的最大號鉆頭直徑至少大10mm。(2)最大靜負荷轉(zhuǎn)盤上能承受的最大重量，應(yīng)與鉆機的最大鉤載相匹配。該載荷經(jīng)轉(zhuǎn)臺作用到主軸承上，因此決定著主軸承的規(guī)格。(3)最大工作扭矩轉(zhuǎn)盤在最低工作轉(zhuǎn)速時應(yīng)達到的最大工作扭矩，它決定著轉(zhuǎn)盤的輸入功率及傳動零件的尺寸。有關(guān)標準規(guī)定，以150r/min轉(zhuǎn)速在最大扭矩下運轉(zhuǎn)2h，齒輪齒面不得有損傷現(xiàn)象。(4)最高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)盤在輕載荷下同意使用的最高轉(zhuǎn)速，一般規(guī)定為300r/min。(5)中心矩轉(zhuǎn)臺中心至水平軸鏈輪第一排輪齒中心的距離。表征石油鉆機轉(zhuǎn)盤特性的差不多參數(shù)都已系列化，列于表3-25。六、小結(jié)1.轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)與工作原理。2.轉(zhuǎn)盤的功用。七、作業(yè)1.簡述轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)與工作原理。2.轉(zhuǎn)盤的功用是什么？一、教學(xué)目的、要求1.熟悉水龍頭的結(jié)構(gòu)與工作原理。2.掌握水龍頭的功用。二、教學(xué)重、難點1.水龍頭的結(jié)構(gòu)與工作原理。2.水龍頭的功用。三、導(dǎo)入新課鉆井水龍頭是鉆機旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的要緊設(shè)備，它只能用于石油鉆井。國外稱為“旋轉(zhuǎn)體”及連接兩個部件的一種裝置，其中的一個能自由轉(zhuǎn)動。水龍頭上部的提環(huán)與大鉤連接；水龍頭殼體上的鵝頸管與高壓水龍帶連接；水龍頭下部中心管與方鉆桿用反扣連接。中心管是由方鉆桿帶動的，它本身不能自動旋轉(zhuǎn)。正常鉆進時可與游動系統(tǒng)一起在井架空間內(nèi)上下往復(fù)運動。在鉆井液循環(huán)時壓力可高達幾百大氣壓，并以每小時幾立方米的流量通過水龍頭上的鵝頸管、沖管、中心管、方鉆桿、鉆具、鉆頭達到井底。四、復(fù)習舊課1.轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)與工作原理。2.轉(zhuǎn)盤的功用。五、講授新課第二節(jié)水龍頭（一）水龍頭的功用及要求1.水龍頭的功用懸持鉆具，承受井下鉆具全部重量；保證上部鉆具自由轉(zhuǎn)動，使方鉆桿上部接頭不倒扣；向轉(zhuǎn)動著的鉆桿柱內(nèi)輸送高壓鉆井液，且保證不刺、不漏。2.對水龍頭的要求水龍頭的要緊部件（主軸承）必須具有足夠的強度和壽命；高壓鉆井液密封系統(tǒng)（或稱沖管總稱）必須工作可靠、有抗高壓、耐磨、耐腐蝕、壽命長、更換快速、方便；低壓機油密封系統(tǒng)密封良好，能自動補償工作過程中密封元件的磨損；各承載零件，如提環(huán)、殼體、中心管等，應(yīng)有足夠的強度和剛性；外形應(yīng)圓滑無棱角，注油、放油方便。（二）水龍頭結(jié)構(gòu)組成目前水龍頭的類型較多，現(xiàn)以國產(chǎn)SL-450水龍頭為例，剖析現(xiàn)代水龍頭的結(jié)構(gòu)組成。1.水龍頭的型號SL□-□最大靜載荷噸設(shè)計方案變更序號水龍頭的漢語拼音字頭大寫2.水龍頭結(jié)構(gòu)組成依照水龍頭在鉆井過程中所起的作用，其結(jié)構(gòu)一般都可分為三部分，如圖3-92所示3.水龍頭結(jié)構(gòu)特點(1)輔助軸承分置于主軸承兩邊(2)浮動式快卸沖管總成特點是：①沖管浮立在鵝頸管過渡接頭和中心管之間，工作時不轉(zhuǎn)動，但同意略有軸向竄動，沖管磨損均勻。②Y形密封圈與鋼制隔環(huán)交迭布置。這種密封圈可借助鉆井液壓力自行封緊。它的唇部在鉆井液液壓力作用下可始終貼住管外壁，工作過程中，即使在密封圈不斷磨損情況下，仍能靠鉆井液液壓力漲開唇部而專門好密封。③密封圈數(shù)目少，僅有3~4個?？赏ㄟ^密封盒上黃油嘴注入黃油，潤滑條件好，減少了摩擦能量損失和磨損。④沖管和中心管同心性好。密封盒有定位止口，圓柱配合面定心，可提高加工及配合精度，保證沖管和中心管有專門好的同心性，不易發(fā)生偏磨，延長了沖管和密封圈的壽命。⑤能快速拆裝，更換方便。只需將上、下密封盒壓帽旋出，就可取出沖管總成，快速更換密封圈或沖管，這對安全、快速打井有特不重要的意義。4．特性參數(shù)(1)最大靜載荷水龍頭的要緊受力件是主軸承、提環(huán)等，所能承受的最大載荷應(yīng)等于或大于鉆機的最大鉤載。水龍頭常以最大靜載荷標定型號，如SL-450，最大靜載荷為450tf。(2)中心管通孔直徑目前國產(chǎn)水龍頭中心管、沖管通孔直徑均為75mm。(3)最高轉(zhuǎn)速水龍頭許用最高轉(zhuǎn)速(r/min)，應(yīng)與轉(zhuǎn)盤的最高轉(zhuǎn)速相一致，一般為300r/min。(4)最大工作壓力水龍頭最大工作壓力應(yīng)與鉆井泵、高壓管匯、水龍帶相匹配，一般為35MPa。(5)其他如：中心管接頭下端螺紋規(guī)格、軸承型號和尺寸等。六、小結(jié)1.水龍頭的結(jié)構(gòu)與工作原理。2.水龍頭的功用。七、作業(yè)1.簡述水龍頭的結(jié)構(gòu)組成。2.水龍頭的功用的什么？一、教學(xué)目的、要求1.熟悉頂部驅(qū)動系統(tǒng)的特點。2.掌握頂部驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理。二、教學(xué)重、難點1.頂部驅(qū)動系統(tǒng)的特點。2.頂部驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理。三、導(dǎo)入新課頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)(TopDriveDrillingSystem)或簡稱頂驅(qū)系統(tǒng)(TopDriveSystem——TDS)，是一套安裝于井架內(nèi)部空間、由游車懸持的頂部驅(qū)動鉆井裝置。四、復(fù)習舊課1.水龍頭的結(jié)構(gòu)與工作原理。2.水龍頭的功用。五、講授新課第三節(jié)頂部驅(qū)動系統(tǒng)（一）（一）概述頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)是80年代以來鉆井設(shè)備進展的四大新技術(shù)(頂驅(qū)、盤式剎車、液壓鉆井泵和AC變頻驅(qū)動)之一。鉆井實踐表明，頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)突出的優(yōu)點是：可節(jié)約鉆井時刻20％一25％，可大大減少卡鉆事故，可操縱井涌，幸免井噴，用于深井、超深井、斜井及各種高難度的定向井鉆井時，其綜合經(jīng)濟效益尤為顯著。20多年來，具有獨特優(yōu)點的頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)，在全世界油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域中進展迅速，不僅遍及海洋鉆機，而且在陸地深井、超深井、叢式井及各種定向鉆井中也獲得了廣泛應(yīng)用。（二）頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)的特點(1)直接采納立根(28m)鉆進，節(jié)約2／3鉆柱連接時刻。(2)起下鉆時，頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)可在任意高度立即循環(huán)鉆井液，實行倒劃眼起鉆和劃眼下鉆，大大減少了卡鉆事故。(3)系統(tǒng)具有遙控內(nèi)部防噴器(1BOP)，鉆進或起鉆中如有井涌跡象，可即時實施井控，大大提高了在復(fù)雜地層、鉆井事故地區(qū)鉆井的安全性。(4)頂驅(qū)系統(tǒng)以28m立根鉆水平井、叢式井、斜井時，不僅減少了鉆柱連接時刻，還減少了測量次數(shù)，容易操縱井底馬達的造斜方位，節(jié)約了定向鉆井時刻，提高了鉆井效率。(5)頂驅(qū)系統(tǒng)配備了鉆桿上卸扣裝置，實現(xiàn)了鉆桿上卸扣操作機械化，快速便捷、安全可靠。不用轉(zhuǎn)盤、方鉆桿，幸免了接單根鉆進的頻繁常規(guī)操作，不僅節(jié)約了時刻，且大大減輕了鉆井工人的體力勞動強度，降低發(fā)生人身事故的機率。(6)系統(tǒng)以28m立根進行取芯鉆進，改善了取芯條件，并提高巖心質(zhì)量。（三）頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu)組成DQ70BS頂部驅(qū)動鉆井裝置要緊由動力水龍頭、管子處理裝置、電氣傳動與操縱系統(tǒng)、液壓傳動與操縱系統(tǒng)、司鉆操作臺、單導(dǎo)軌與滑車、以及運移架等輔助裝置幾大部分組成。頂驅(qū)主體結(jié)構(gòu)見下圖7-1。1.動力水龍頭見圖7-2。1）主電機與風冷電機兩臺主電機并排安裝在齒輪箱上，電機為雙軸伸，下端聯(lián)結(jié)主傳動小齒輪，上端聯(lián)接剎車裝置。在主電機上端的風機外殼的上端裝有風壓開關(guān)及兩個溫度傳感器，一個用于監(jiān)測主電機溫度，另一個檢測操縱溫度。2）剎車裝置剎車裝置有以下三個功能：①承受井底鉆具的反扭矩；②當井下遇卡時，假如電機停止轉(zhuǎn)動，鉆具將迅速反彈，現(xiàn)在需要剎住鉆具，以防倒轉(zhuǎn)脫扣；③當電機飛車時起制動作用。剎車裝置的安裝結(jié)構(gòu)如下圖所示。3）減速箱減速箱在頂驅(qū)中是特不重要的部件。該減速箱采納二級齒輪傳動，傳動比大，為10.