顶部驱动钻进装置的结构.doc

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1、顶部驱动钻井装置的结构本章将简述顶部驱动钻井装置的主要部件和选择件。各主要部件在用户服务手册中都有独立章节予以叙述，不同类型钻机专用设备在操作说明书里有叙述。顶部驱动钻井装置由以下主要部件和附件组成：    l）水龙头-钻井马达总成（关键部件之一）；    2）马达支架/导向滑车总成（关键部件之一）    3）钻杆上卸扣装置总成（关键部件之一，它是体现顶部驱动钻井装置最大优点的设备）；    4）平衡系统；    5）冷却系统；    6）顶部驱动钻井装置控制系统；    7）可选用的附属设备。第一节水龙头-钻井马达总成    水龙头-钻井马达总成是顶部

2、驱动钻井装置的主体部件，见图2-l。它由水龙头、马达和一级齿轮减速器组成。钻井水龙头额定载荷是6500kN；采用串激（或并激）直流电动机立式传动，驱动主轴。轴上端装有气动刹车（16VC600气离合器）。当气压为0.62MPa时，可产生47.5kN?m的扭矩，用于马达的快速制动。这是由于主轴带动质量很大的钻具旋转时，旋转体转动惯量大，惯性则大，因此立即刹止，改变运动方式是不易的，故要有气刹车刹止才能克服惯性，制止钻具的旋转运动。马达轴下伸轴头装有小齿轮（Z=18），与装在主轴上的大齿轮（Z=96）相啮合，主轴下方接钻杆柱，最大转速为430r/min。   

3、 钻井时，当马达电枢电流为1325A时，间隙尖峰扭矩51.5kN?m，而当电流为1050A时，连续运转扭矩为39.1kN?m，主轴转速可达180r/min。    由上可见，水龙头-钻井马达总成包括下述主要部件：。    1）钻井马达和制动器（气刹车）    2）齿轮箱（变速箱）；    3）整体水龙头；    4）平衡器。        以下将分别对每个部件进行说明。一、钻井马达在TDS－3S型顶部驱动钻井装置上安装的是1100/1300hp的并激直流钻井马达。马达配置双头电枢轴和垂直止推轴承。气刹车用于承受钻柱扭矩，避免马达停车并有利于定向钻井的定向

4、工作。气刹车由一个远控电磁阀控制。如需要输出扭矩和齿轮传动比卡片，可参阅用户手册。    二、齿轮箱（变速箱）总成TDS－3S型顶部驱动钻井装置的单速变速箱由下述主要部件组成：1）    96齿大齿轮；2）    18齿大齿轮；3）    上、下箱体；4）    主轴/驱动杆；5）    马达支座机罩。TDS-3S变速箱是一个单速齿轮减速装置，齿轮减速比5.33：1。由于大齿轮的缘故，马达中心线与主轴中心线距离为579.1mm。水龙头主止推轴承装在上齿轮箱内，后者固定于整体水龙头提环上。由主止推轴承支撑的主轴/驱动杆通过一个锥形衬套连接大齿轮。两个齿轮箱

5、体构成齿轮的密封润滑油室，并支撑钻杆上卸扣装置。    TDS-3S型顶部驱动钻井装置的油润滑系统为油泵强制供油系统，油泵由普通3～4hp电马达驱动、可使润滑油通过一个自由流动的小间隙滤网由油泵泵到齿轮箱底。    齿轮箱是一台重型钢制壳体，在其底部有筋板散热。过滤了的润滑油通过主止推轴承、上轴承，再经齿轮间隙连续循环。油热交换器是水冷或空冷的。热交换器的类型依赖于钻井马达冷却系统的选择。油泵、油热交换器和油滤清器安装于传动箱外壳上，传动箱上开有玻璃窗可监视油面高度。三、整体水龙头整体水龙头的功能是整个钻井装置功能的集合。水龙头主止推轴承位于大齿圈上方的

6、变速箱内部。主轴经锻制而成，上部台阶坐于主止推轴承上以支承钻柱负荷。龙头密封总成装在钻井马达上方由标准冲管、组合盘根、联管螺母组成。联管螺母使密封总成作为一个整体运动。水龙头密封总成工作压力为42MPa。盘根盒为快速装卸式，与普通水龙头的一致，只要松开上、下压紧盘根帽，即可很快装卸冲管和盘根。四、马达冷却系统马达冷却系统为风冷。冷却动力由两台5hp电动机提供。第二节    导向滑车总成导向滑车类似于海洋钻机上使用的滑车结构，它由导向滑车焊接框架和马达支架两部分组成。  一、导向滑车焊接框架    该框架上装有导向轮，并且当马达支架的支点位于排放立根的位置

7、上时，可为起升系统设备运作提供必要的间隙空间。    二、马达支架（底座架）    该底座架包括支架与马达壳体总成间的一个支座，用以支承马达和其它所有附件。    整个导向滑车总成沿着导轨与游车导向滑车（如果需要的话）一起运动。当钻井马达处于排放立根的位置上时，导向滑车则可作为马达的支承梁。    导轨装在井架内部，对游车及顶部驱动钻井系统起导向作用，钻进时同时承受反扭矩。导轨间距1.57m，当导轨上钻井反扭矩为565.4kN?m时，每根导轨上承受载荷33.1kN。对于为给定的导轨系统设计的导向滑车结构，用类似于海洋钻机滑车和运动补偿器的矩形管和工字梁来

8、制造。导轨有双轨及单轨两种，加拿大制造的还有浮动式的。导轨两端用支座固定。