ZJ50／3150LDB－1型鉆機研制

溫曉莉，田建新，趙學鋒，齊國忠

（1.中原總機石油設備有限公司，河南濮陽457001；2.川慶鉆探工程有限公司國際工程公司，成都610500；3.西部鉆探克拉瑪依鉆井公司，新疆克拉瑪依834009） ①

ZJ50／3150LDB－1型鉆機研制

溫曉莉1，田建新1，趙學鋒2，齊國忠3

（1.中原總機石油設備有限公司，河南濮陽457001；2.川慶鉆探工程有限公司國際工程公司，成都610500；3.西部鉆探克拉瑪依鉆井公司，新疆克拉瑪依834009）①

為適應現代鉆井的需要，在總結ZJ50／3150LDB型鉆機特點的基礎上，研制了ZJ50／3150LDB－1型鉆機。該鉆機操作安全，結構簡單，性能穩定可靠；能夠在不倒繩的情況下實現1次穿繩、2次起升；司鉆偏房與前臺底座一起起升；絞車高、低速采用電控摘開、掛合，反應速度快；轉盤采用電機獨立驅動，是一種具有市場發展潛力的鉆機。

鉆機；研制；結構；特點

現代鉆井對鉆機的要求越來越高，對于鉆機配套，要求總體布局合理，安全可靠，能滿足安全快速拆、遷、裝要求，并具有檢修、調整、運輸方便等特點。針對5 000m鏈條傳動鉆機，在總結ZJ50／3150LDB型（以下簡稱50LDB型）鉆機特點的基礎上，研制了新型ZJ50／3150LDB－1型（以下簡稱50LDB－1型）鉆機。

1 結構參數

名義鉆深范圍

50LDB－1型鉆機技術性能和基本參數符合SY／T5609—1999《石油鉆機型式與基本參數》標準，主要配套部件符合API規范及相關國際標準和國內行業標準，并符合HSE規范要求，能夠滿足鉆井新工藝的要求，鉆井安全可靠。

2 結構特點［1－2］

2.1 總體結構

50LDB－1型鉆機是一種鏈條傳動與電傳動組合的機電復合驅動鉆機。該鉆機采用3臺G12V190PZL－3／0型柴油機做主動力輸出，經并車傳動裝置，把動力分別傳給絞車和泥漿泵。絞車采用多軸結構，動力通過鏈條輸入到主滾筒，通過滾筒實現大鉤和水龍頭的起升作業；主剎車采用液壓盤式剎車，輔助剎車采用水冷或風冷電磁渦流剎車。轉盤采用電機獨立驅動。傳動原理如圖1。

圖1 ZJ50LDB－1型鉆機傳動原理

2.2 井架

井架結構形式為K型，由5段組成，主大腿采用H型鋼，第1段和第2段采用法蘭連接，其他3段之間用耳板銷子連接，左、右各段通過背扇鋼架、斜拉桿和背橫梁用銷軸連接起來；人字架為焊接箱型立柱結構，左、右人字架之間無快繩滑輪橫梁，鉆臺面積開闊；井架低位安裝，設計有液壓緩沖缸，依靠絞車動力和游動系統將井架整體起升到位；井架采用二次折疊式籠梯，使用時將籠梯護圈展開，運輸時可將所有護圈朝一個方向疊放與井架主段一起吊裝運輸，也可實現多個籠梯疊放運輸，既節省了運輸空間，同時還避免了籠梯變形碰撞，能夠滿足安裝美國VARCO公司和中國石油勘探開發研究院采油采氣裝備所的DQ70BS型頂驅裝置要求。

2.3 底座

底座包括前臺和后臺，前臺底座為旋升式結構，設計有液壓緩沖缸，靠絞車動力將前臺底座起升到工作狀態，臺面空間大，所有臺面設備可以實現低位安裝；后臺為箱塊式結構，可安裝絞車、并車鏈條箱、柴油機等。整體結構緊湊，實現了模塊化設計，拆裝方便，符合鉆機快速移運和拆裝的要求。

根據國家計算機網絡應急技術處理協調中心（CNCERT/CC）通報，第二季度我國互聯網網絡運行正常，互聯網基礎設施總體運行平穩。大陸地區木馬和僵尸網絡程序受控端約為148.67萬個IP，比上一季度環比減少21.96%；木馬和僵尸網絡程序控制端約為2.25萬個IP，環比減少63.39%；感染飛客蠕蟲約為85.87萬個IP，環比增長4.02%；發現網站后門8243個IP，環比減少8.70%；發生網頁篡改約4442個IP，環比下降16.72%。國家信息安全漏洞共享平臺（CNVD）收錄漏洞3635個，其中高危漏洞1179個；收錄0day漏洞1050個。

2.4 絞車

絞車采用多軸式，動力通過鏈條箱輸入絞車，經輸入軸、中間軸和滾筒軸變速后得到6正擋和2倒擋。絞車高低速換擋采用電控，其他采用氣控，通過石油鏈條傳動動力，配備應急電機裝置。

2.5 并車鏈條箱

并車鏈條箱為3機2泵帶節能發電機的6軸式整體密封結構，可將3個動力機組合并為整機提供和分配柴油機動力，也可以單獨或聯合驅動1臺絞車、1臺或2臺泥漿泵和1臺節能發電機及空壓機，該鏈條箱可以驅動JC50型或JC70型絞車。

2.6 防碰天車

為防止游車碰撞天車，采用雙重保護結構，既在滾筒上方設置過圈防碰裝置，同時還在井架上設置智能電子防碰裝置，能夠避免發生重大事故，確保人身和設備的安全。

液壓盤式剎車和司鉆房集機、電、液、氣于一體，控制靈活，安全省力；配備的4畫面工業監視儀可以清晰地觀察到鉆機主要部件的工作情況；司鉆房視野開闊，操作空間大，提供了舒適的工作環境。

3 與50LDB型鉆機比較［3－4］

1） 起升安全 50LDB型鉆機起升包括井架和前臺底座起升，要穿2次繩，操作繁瑣。50LDB－1型的井架和前臺底座起升是由絞車通過2根起升大繩拉升到位，在不倒繩的情況下1次穿繩，2次起升；1次穿繩可節省人力物力，2次起升可使每次起升力較小，起升安全，平穩可靠。

2） 低位安裝 50LDB型鉆機的司鉆偏房是在前臺底座起升完成后進行安裝，屬于高空作業，安裝不方便，不安全，耗費時間較長，通常需要1／2～1 d。50LDB－1型的司鉆偏房可以直接在前臺底座低位安裝，只用1～2h即可完成，避免了高位安裝時出現的許多問題，在井隊很受歡迎。

3） 絞車高低速摘／掛速度快 50LDB型鉆機的絞車高、低速控制全部采用氣控，當指令從司鉆房發出到達安裝在臺面下的絞車時，先要充滿氣管線，因此摘／掛速度較慢。50LDB－1型的絞車高、低速采用電控系統（如圖2），極大地加快了反應速度，不會出現動作滯后的現象，符合鉆機自動化控制的需要。另外，滾筒高低速、液壓盤式剎車和過圈閥形成聯動，保證了整個鉆機操作的安全可靠性。

圖2 絞車滾筒高低速 液壓盤剎和過圈閥電控系統

4） 移運性好 50LDB型鉆機設計的并車鏈條箱和自動壓風機是獨立的，運輸時需分開運輸。50LDB－1型的并車鏈條箱和自動壓風機底座設計為一體，布置緊湊美觀、安裝方便，并且并車鏈條箱采用的是伸縮式護罩，運輸時不超寬，運輸方便。

5） 轉盤獨立驅動 轉盤獨立驅動裝置的設計要根據整個底座的結構特點，便于安裝和運輸，同時要滿足鉆井工藝的要求。50LDB型鉆機的轉盤獨立驅動裝置由電機、慣性剎車、齒輪箱、轉盤鏈條箱和萬向軸組成，如圖3。50LDB－1型的轉盤獨立驅動裝置由電機、慣性剎車、齒輪箱和萬向軸組成，如圖4。與前者相比，后者省去了鏈條箱，簡化了機械結構，同時節省了相應的維修費用；實現模塊化設計，整體運輸尺寸比50LDB型鉆機小。

圖3 50LDB型鉆機轉盤獨立驅動裝置

圖4 50LDB－1型鉆機轉盤獨立驅動裝置

4 應用情況

首套50LDB－1型鉆機在中原油田鉆井二公司已完成首口井的鉆井任務，23d累計鉆深3 120m。2009－03，第2口井已經開始鉆井。中原油田鉆井一公司也已投入使用。現場使用表明，該鉆機配套及功能齊全，設備及系統運行正常，技術性能優越，整機可靠性高，操作維護方便，能夠滿足鉆井工藝的要求；移運性好，適應野外環境和運輸條件。

5 結論

1） 該鉆機設計合理，總體布局協調，操作安全可靠，主要技術性能參數能滿足鉆井工藝要求。

2） 起升井架和前臺底座實現了1次穿繩2次起升，起升過程平穩可靠；司鉆偏房隨前臺底座同時起升。

3） 絞車高、低速采用電控，摘／掛反應速度快。

4） 轉盤采用電機獨立驅動，運輸模塊整體尺寸小。

5） 結構緊湊，實現模塊化設計，移運性好。

［1］ 鄭有理，龔治斌，韓國英，等.5 000m交直流復合電驅動鉆機應用［J］.石油礦場機械，2009，38（9）：71－74.

［2］ 馮彥偉.ZJ50／3150JD型鉆機的研制與應用［J］.石油礦場機械，2010，39（6）：58－60.

［3］ 李繼志，陳榮振.石油鉆采設備及工藝概論［M］.山東：石油大學出版社，1992.

［4］ 李宏茹.ZJ45J型鉆機全面技術改造與使用［J］.石油礦場機械，2004，33（4）：79－80.

Development of ZJ50／3150LDB－1Drilling Rig

WEN Xiao－li1，TIAN Jian－xin1，ZHAO Xue－feng2，QI Guo－zhong3
（1.ZYZJ Petroleum Equipment Co.，Ltd.，Puyang457001，China；2.Chuanqing Drlling of the International Engineering Company，Chengdu610051，China；3.Karamay Drilling Company of XBDC，Karamay834009，China）

In order to adapt to the needs of the modern drilling rig，based on summing up the features of the original ZJ50／3150LDB drilling rig，ZJ50／3150LDB－1drilling rig is developed.It features in operational safety，simple structure，reliable performance.In the situation of having no use for stringing，it can implemented one stringing，and double lifting；the dog house is lifted together with rear substructure；high and low speed of drawworks drum is adopted with electric control，so the speed of clutch on off is quick；the rotary table is driven dependently.ZJ50／3150LDB－1drilling rig is a great market potential for development drilling rig.

drilling rig；developed；structure；feature

1001－3482（2011）10－0086－04

TE922

B

2011－06－30

溫曉莉（1978－），女，河南信陽人，工程師，2002年畢業于河南科技大學機械設計專業，主要從事石油鉆井機械新產品的開發工作，E－mail：wxl667＠yahoo.com.cn。