ZJ20/1580CZ（P）型車裝鉆機的研制

陳述 蔡金萍 湯倫 付艷霞 翟鎮(zhèn)

（南陽二機石油裝備集團有限公司，河南 南陽473006）

ZJ20/1580CZ（P）型車裝鉆機的研制

陳述 蔡金萍 湯倫 付艷霞 翟鎮(zhèn)

（南陽二機石油裝備集團有限公司，河南 南陽473006）

ZJ20/1580CZ（P）車裝鉆機是RG公司為哈薩克研制的。該鉆機的應急電機具有掛合、維修方便的特點。改進后的鉆臺及坡道極大減輕起下鉆（鉆桿上下鉆臺）的工作量。水基滅火星裝置能徹底根除污染源，滿足安全生產(chǎn)的需要。

車裝鉆機；結(jié)構(gòu)設(shè)計；傳動原理

近日，南陽二機石油裝備（集團）有限公司（以下簡稱RG集團公司）和哈薩克斯坦布爾格勞鉆井有限公司，雙方的設(shè)計人員就哈方訂購的8套全配套鉆機（其中2000米車裝鉆機6臺）進行了深入交流。針對哈方提出的使用要求和工作習慣，RG集團公司研制了一款2000米車裝鉆機，該車裝鉆機型號命名為ZJ20/ 1580CZ（P）。

1 技術(shù)分析

結(jié)構(gòu)和傳動原理。該鉆機主要有發(fā)動機傳動箱、分動箱、角傳動箱、絞車、應急動力源、轉(zhuǎn)盤傳動裝置、鉆臺（含轉(zhuǎn)盤）及運載車等幾部分組成。該鉆機的傳動原理圖如圖1所示，鉆機的作業(yè)傳動為中間傳動軸傳動。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 應急電機的安裝。常規(guī)應急電機安裝在角傳動箱一側(cè)，而在使用時，一旦角傳動箱發(fā)生故障，很容易造成卡鉆。根據(jù)用戶的使用要求將應急動力源安裝在絞車后面。這樣需要解決的問題是應急電機帶動的鏈輪轉(zhuǎn)速過高，脂潤滑難以滿足安全生產(chǎn)，而此處沒有動力源來驅(qū)動泵，難以用常規(guī)潤滑方式進行潤滑，通過在鏈條盒內(nèi)加一接油盒來潤滑軸承，特點是鏈輪轉(zhuǎn)速快時潤滑量大，鏈輪轉(zhuǎn)速慢時潤滑量小。常規(guī)掛合方式為花鍵套掛合，這對兩軸的同軸度要求較高，再者掛合手柄被誤碰到而掛合時容易燒減速機，花鍵套掛合為剛性連接，起不到聯(lián)軸器的作用，通過鏈條掛合方式，不僅能解決上述問題還有費用低廉的優(yōu)點。

2.2 鉆臺坡道安裝改進。常規(guī)鉆臺坡道都是搭在大門立柱外側(cè)，坡道距離井口中心較遠，上下鉆桿時作業(yè)人員需要將鉆柱推到坡道邊，作業(yè)人員的工作量較大，通過將坡道內(nèi)移至井口邊，作業(yè)時只需輕輕一推就能將鉆柱送到坡道的凹槽內(nèi)，極大地減輕工作量。

2.3 單機水基消聲器的使用。通過將消聲器改為立式結(jié)構(gòu)，在消聲器內(nèi)部加水來解決柴油機長時間使用有火星噴出的安全隱患，且該消聲器物美價廉，操作維修方便。

3 配套及試驗情況

3.1 主機試驗部分：

3.1.1 井架負荷（158噸）：井架負荷實驗在RG公司第一實驗場進行，最大負荷為1580KN，符合API和石油行業(yè)標準的要求；

3.1.2 抗風能力（滿立根無載荷時為60節(jié)）試驗：該實驗是通過有限元分析進行的，模擬環(huán)境為哈薩克作業(yè)區(qū)氣候條件，工況為無鉤載，滿立根，風速60節(jié)（結(jié)構(gòu)及附件重量動載系數(shù)為1.1），0°、45°、90°正吹、斜吹、側(cè)吹；在此工況下井架的穩(wěn)定性判別系數(shù)最大為0.98763＜1.0，安全。

3.1.3 液氣壓系統(tǒng)：氣壓在0.7～0.8Mpa時，保壓5min，壓降不得大于0.03Mpa。液路系統(tǒng)壓力為21MPa和14Mpa時，保壓5min，不允許有壓降和滲漏，各執(zhí)行機構(gòu)和元件動作是否可靠，檢查與指示名牌標識的一致性等。

3.2 外圍配套部分

3.2.1 發(fā)電機、MCC、空壓機：MCC控制單發(fā)電機的運行以及雙發(fā)動機的并機試驗，空壓機及其循環(huán)系統(tǒng)是否漏氣，工作是否平穩(wěn)，反饋系統(tǒng)的穩(wěn)定性等。

3.2.2 固控部分：固控試驗是用清水進行的，主要有罐體的密封、五級凈化系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，灌注和剪切泵的循環(huán)，攪拌器和泥漿槍的操作是否靈活。

3.2.3 井控部分：包括環(huán)形防噴器、閘板防噴器和防噴器的遠、近控制柜操作是否靈活，壓井和節(jié)流管匯的循環(huán)試驗等。

3.2.4 機泵組：征得用戶同意，機泵組的壓力循環(huán)試驗是在最大缸套的條件下運行的，達到了最大10.3MPa的設(shè)計壓力，之后安全銷被剪斷。

4 結(jié)束語

鉆機的試驗結(jié)束后，MODUSPEC監(jiān)理人員提了一些疑問，經(jīng)工程技術(shù)人員的解釋后，監(jiān)理人員連稱GOOD；用戶也根據(jù)自己的使用習慣和他們國家的要求提了部分整改要求，并對鉆機的整體運行情況給予很高的評價。

TE932

A

1671-0037（2014）01-71-1

2013年12月16日。

陳述（1984-），助理工程師，畢業(yè)于中國礦業(yè)大學機械工程及其自動化專業(yè)，研究方向：石油鉆修機設(shè)計。