硬脖式整体链条箱传绞车的并车传动装置研制*

王世魁

(1．西安石油大学，陕西西安 710065;2．兰州兰石石油装备工程有限公司，甘肃 兰州 730050)

0 引言

现代钻井技术对钻机配置的要求越来越高，对于传统经典机械钻机传动系统的设计要求和使用，不仅最大限度地满足钻井工艺要求，满足工作机组所要求的转矩转速变化范围，保证功率利用，提高生产率，还要能满足安全快速安装和拆卸要求，结构简单，并且润滑和密封性能良好，操作方便、可靠［1］。针对油田用户的要求和实际使用情况，在兰州兰石石油装备工程有限公司原有整体链条箱式并车传动装置特点的基础上，研制了新型硬脖式整体链条箱传绞车的并车传动装置。

1 研制的意义

目前机械钻机和机电复合型钻机，油田和各厂家公认的方案是柴油机耦合器机组作为动力源，整体链条箱并车［2］。现阶段国产石油矿场用钻机柴油机组已统一定型，其配套传动方案和总体布局形式也日趋成熟和完善。传统的三段式连接短节传绞车爬坡链条箱和带翻转链条箱传绞车的方案，也出现了一些密封性能差，安装和拆卸劳动强度大，不利于方便搬家等问题。因而设计了模块化结构，整体焊接链条箱形式的并车传动装置。

2 技术规范

2．1 结构参数

柴油机耦合器机组(标准环境状况下):

型号:G12V190PZL－3/0;标定功率:810 kW;标定转速:1 300 r/min;输出离合器:LT700x135CBC;总离合器:2LT800/135;带泵离合器:LT800/250T;并车链条规格:140－8x692(154+102+130x2+88x2);万向联轴器型号:W60．5x980;润滑方式:整体链条箱内链条、轴承稀油强制润滑;万向联轴器、空套离合器轴承及总离合器端支撑主轴承油脂润滑;驱动绞车型号:JC70绞车;驱动泥浆泵型号:3NB1600或F1600泥浆泵。

2．2 总体方案及布局说明

并车传动装置采用硬脖式整体链条箱(见图1)传绞车，尽量采用原有传统整体链条箱成熟、可靠的结构和部件。针对绞车前台底座工字钢位置高度，确定硬脖子外形及结构。两墙板统一加工，箱体内加支撑圆管，万向轴端侧板内侧加筋板支撑，以便消除加工和使用过程中箱体变形和输入输出轴中心跳动。考虑到这种封闭式整体链条箱散热性能差，加大底座油箱容积，在满足润滑油量的基础上，尽可能增加润滑油的循环次数。增加箱体底座及上盖板的呼吸器，并且在底座油箱内加装冷却水管，以降低油温。

图1 硬脖式整体链条箱结构示意图

并车传动装置平面布置如图2。采用硬脖式整体链条箱并车，四机组统一驱动方式为整台钻机提供和分配柴油机动力，可以单独或者联合驱动一台绞车，1台或2台泥浆泵。并车传动装置由四条传动机组和传动链条箱组成，相互采用万向轴连接，凹凸定位块定位。每个机组和整体链条箱均为独立的部件，可单独运输。

图2 并车传动装置平面布置图

各传动机组的主要部件如下:1、2、3、4号机组由柴油机耦合器机组、万向联轴器、机组底座、空气管路等组成;硬脖式整体链条箱由1号轴、2号轴、3号轴、4号轴、5号轴、6号轴、传绞车轴、链条箱箱体、链条箱润滑系统、链条箱空气管路组成。

硬脖式整体链条箱及四条机组底座均采用凹凸定位块和压板螺栓定位，固定在后台底座上。箱体内各轴的主轴承为双列调心滚子轴承，具有承载能力大和自动调心的特点。整体链条箱内空套链轮采用1个双列调心滚子轴承和1个单列圆柱滚子轴承支撑。除1号轴总离合器端支撑主轴承、各轴空套离合器轴承、万向联轴器、润滑油泵支座轴承用黄油润滑外，链条箱内所有轴承均为稀油强制润滑。

硬脖式整体链条箱的箱体采用钢板整体焊接，轴承座安装孔整体镗孔加工，底座为工字钢焊接的结构。底座设计有稀油润滑油箱，容量1 400 L。

2．3 传动系统简介

并车传动装置所属四条机组的4台柴油机偶合器分别通过万向联轴器与传动链条箱的700X135CBC气胎离合器相连接;链条箱为硬脖子密闭式整体链条箱。并车链条采用8排13/4″石油滚子链。1号轴2LT800/135离合器摘挂空套链轮，带动传绞车轴驱动与绞车连接的万向轴。链条箱2号和5号轴(带泵轴)上的LT800/250T气胎离合器分别通过W70×2000万向轴传动1号、2号泥浆泵。2号轴和4号轴上装有拨叉机构，可摘挂空套链轮，实现绞车和泥浆泵的统一驱动和分别驱动。

2．4 气控系统

并车传动装置的四条机组由各自司机台控制，各机组上的柴油机油门控制开关、总离合器、1号和2号带泵离合器的控制气源来自司钻房。由司钻和司机联合控制，既可以由司钻集中控制，又可以实现就近控制，便于司钻和司机处理各种紧急情况。

①1号传动机组司机台对1号柴油机油门、偶合器、输出离合器、总离合器进行控制;②2号传动机组司机台对2号柴油机油门、偶合器、输出离合器、1号泥浆泵带泵离合器进行控制;③3号传动机组司机台对3号柴油机油门、偶合器、输出离合器进行控制;④4号传动机组司机台对4号柴油机油门、偶合器、输出离合器、2号泥浆泵带泵离合器进行控制。

带泵离合器除在司钻房和司机台上操作外，在整体链条箱底座上(靠泥浆泵一侧)串联安装了1个二位三通导气阀，便于修泵时摘开，从而避免修泵时由于误操作而出事故。

3 应用情况

2012年2月，江苏石油勘探局钻井处所订两台配硬脖式整体链条箱传绞车并车传动装置的ZJ70LDB钻机陆续发往油田打井。使用表明，该并车传动装置不仅能保证原有技术性能，可靠性高，设备及系统运行正常，且操作维护方便，能满足钻井工艺要求，移动安装性能好，适应野外环境和运输条件。

4结论

该并车传动装置设计合理，总体布局协调，操作安全可靠，主要技术性能参数能满足钻井工艺要求;充分吸收其他生产厂家同类产品的优点，借鉴我公司原有并车传动装置整体链条箱的经验教训，产品符合国家相关标准和规范;结构紧凑，实现模块化设计，移运性好。

［1］ 冯彦伟．ZJ50/3150JD型钻机的研制与应用［J］．石油矿场机械，2010，39(6):58－60．

［2］ 李继志，陈荣振．石油钻采设备及工艺概论［M］．山东:石油大学出版社，1992．