石油钻机绞车档位的优化配置
(标准版)
Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management.
( 安全管理 )
单位：______________________
姓名：______________________
日期：______________________
编号：AQ-SN-0345
石油钻机绞车档位的优化配置(标准版)
通过对石油绞车的档位的优化配置的研究，建立了绞车档位及档速的最优化模型，利用MATLAB语言的优化工具箱对绞车的档位配置进行优化分析。通过MATLAB语言的优化工具箱对实际约束条件下的最优化模型进行求解；得出了不同档数绞车各档提升的最优化立根数以及各档位对应的提升速度。
在钻井过程中，钻杆的起升过程占据了大量的时间，而钻井绞车承担着提升钻杆的任务，因此，合理安排绞车提升档数并根据不同档数的绞车合理配置各档位的提升立根数，可以减少提升过程的时间，提高提升效率。
现役钻机有很大一部分是旧式钻机，在档位优化配备、档速合理分配以及各档位承担的起升立根数的分配上存在一些不合理的地方，会影响到钻井的工作效率。因此，对档位合理分配进行理论研
究对指导实践工作有重要的意义。
对档位进行优化配置问题也就是非线性最优化问题的求解。
对这类非线性最优化问题常用的求解方法有：罚函数法、可行方向法、逐步二次规划法（SQP法）和信赖域法。本文利用了逐步二次规划法对档位进行优化配置。
井绞车档位的优化配置的数学模型
本题所追求的目标，是在任意地区条件下绞车起升机动时间最短，也就是要确定用柴油机驱动的绞车最优化的中间档速。为了对该实际工程技术问题内在关系的进行抽象表达，首先需要建立数学模型，选择目标函数，列数所有的约束条件。
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钻机定义 石油钻井的地面配套设备称为钻机，石油钻机是由多种机器设备组成的一套大功率重型联合工作机组。 钻机八大系统 （1）起升系统 组成：天车、游车、大钩、绞车、滚筒、钢丝绳以及吊环、吊卡、吊钳、卡瓦等井口工具。 作用：下放、悬吊或起升钻柱、套管柱和其它井下设备进、出井眼；起下钻、接单根和钻进时的钻压控制。 （2）旋转系统 组成：转盘、水龙头、钻头、钻柱。 作用：保证在钻井液高压循环的情况下，给井下钻具提供足够的旋转扭矩和动力，以满足破岩钻进和井下其它要求。 （3）循环系统 组成：泥浆泵、地面管汇、泥浆罐、泥浆净化设备。其中地面管汇包括高压管汇、立管、水龙带，泥浆净化设备包括振动筛、除砂器、除泥器、离心机等。 作用：从井底清除岩屑；冷却钻头和润滑钻具。 泥浆泵号称钻机的“心脏” 泥浆的循环流程： 泥浆泵－地面高压管汇－立管－水龙带－水龙头－钻柱（方钻杆、钻杆、钻铤）－钻头－环形空间－地面排出管线－固控设备－泥浆池－泥浆泵 起升系统、循环系统和旋转系统是钻机的三大工作机组 （4）动力系统 组成：柴油机、电动机。 作用：为整套机组（三大工作机组及其他辅助机组）提供能量。 （5）传动系统
组成：联轴器、离合器、变速箱、皮带传动、链条传动等装置 作用：把动力传递给泥浆泵、绞车和转盘（三大工作机） （6）控制系统 组成：机械控制、气控制、电控制和液控制等。 作用：控制各系统、设备按工艺要求进行。司钻通过钻机上司钻控制台可以完成几乎所有的钻机控制：如总离合器的离合；各动力机的并车；绞车、转盘和钻井泵的起、停；绞车的高低速控制等。 （7）钻机底座系统 组成：钻台底座、机房底座。 作用：支撑和安装各钻井设备和工具，提供钻井操作场所，方便钻机设备的移运。 （8）辅助设备系统 组成：供气设备、辅助发电设备、井口防喷设备、钻鼠洞设备及辅助起重设备等。 作用：协助主系统工作，保证钻井的安全和正常进行。
《石油钻机型式与基本参数》修订标准技术分析 1标准制修订回顾 70年代我国石油工业蓬勃发展，但装备落后。在这种形势下，1975年原石油工业部与机械工业部联合组织成立了“钻机系列化及链条钻机调查小组”，1978年又成立了“三化小组”，在分析各国钻机标准及美国钻机和API规范的基础上，起草了我国《石油钻机型式与基本参数》标准。1979报国家标准总局，经批准定为中华人民共和国国家标准，标准号为GB1806—79，于1981-01实施。 此标准在技术上的显著特点是，在最大钩载参数上突破了以往沿袭原苏联、罗马尼亚标准的作法，这两国标准基本上是根据综合井身结构下套管负荷需要来确定最大钩载；我国这次标准是在有关规范和设计准则要求下，最大限度地发挥钻机绞车本身能力可提供的负荷来确定最大钩载。因此，该标准制订的这一参数比苏、罗标准均要大(见表1)，它较大地提高了钻机对地层和钻井工艺的适应能力。 表1GB1806—79与苏76*和罗75*标准的最大钩载对比 注：*指1976年或1975年标准。 首次标准发布以来，至今已进行了2次修订，它们在规范和促进我国石油钻 机发展上起到了重要作用。前后标准对比见表2。 表2历次钻机标准主要参数对比
2美国石油钻机技术基本作法 美国在世界石油钻机技术和销售量上均属首位，与国际技术接轨实质上是与以美国为代表的技术作法及采用API规范接轨。我国石油钻机标准采纳了这一趋向。 就普遍使用的机械驱动钻机而言，美国在60年代已达成熟阶段，从那时至70年代其石油机械制造业得到迅速发展。钻机制造公司主要有8大家，统计1973年美国286个陆地和40个海洋钻井公司使用的1 891台钻机，这8家所占比例达90%，其中尤以National、Emsco、Ideco公司为甚，它们所占比例分别为，National30.8%，Emscoo 13.9%,Ideco10.7%，Oil Well8.25%，Mid-Continent8.25%，Wilson7.15%，Cardner-Denver5.15%，Brewster4.85%。 美国没有像苏、罗、我国等将诸多因素(参数)合在一起的钻机标准，但各公司均有自已的绞车、天车、游车、大钩、水龙头、转盘、传动装置、钻井泵、井架和底座等主机标准，API的相关规范和推荐作法，它们均采用。根据钻井公司的要求，将这些主机配套成钻机，很机动灵活。当确定钻机钻深能力时，下列因素都是重要的：井架承载能力;提升系统承载能力；动力机组功率；绞车功率及负荷能力；钻井泵功率；钻台高度及承载能力；转盘开口及承载能力等。 上述诸多因素中绞车性能是最基础的因素，它是将动力转换成提供起升负荷能力的源泉，无怪乎美国人把绞车视为钻机。由于钻柱质量是决定井深很重要的出发点，他们的设备标准中唯独绞车标有井深参数。最初是以41／2英寸钻杆为计算井深基础，虽然后来出现5英寸无细螺纹钻杆，其水力和承载性能比41／2 英寸钻杆为好，但绞车产品已经形成，所以仍沿用原来的／英寸钻杆所标定的井深。用5英寸钻杆钻井时，额定井深的钻杆质量要增大一些，标定井深要打点折扣。由于绞车使用说明书中均有游动系统绳数与各档载荷能力表和提升曲线，实际钻井作业可根据需要按这些表或曲线来选择载荷和速度。80年代后期，美国很多公司的样本在绞车参数中“41／2”字样已不再注明。 几十年来美国钻机的主机在总体上基本没有变化，对比了National公司 1976-1977年绞车参数与1998-1999年National-Oilwell两公司合并后公布的绞车参数与性能数据完全一样；Emsco公司也基本如此，两公司绞车载荷参数见表3～12。它们摘至1998-1999年National-Oilwell样本和1986-1987年Emsco公司样本，供参阅。 表3National-Oilwell公司绞车载荷参数(表3～8) 80B(机械驱动M)、80UE(电动E)(1 000 hp 12 000 ft) 表4110M、110UE(1 500 hp 16 000 ft)
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 石油钻机绞车档位的优化配置 (新版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
石油钻机绞车档位的优化配置(新版) 通过对石油绞车的档位的优化配置的研究，建立了绞车档位及档速的最优化模型，利用MATLAB语言的优化工具箱对绞车的档位配置进行优化分析。通过MATLAB语言的优化工具箱对实际约束条件下的最优化模型进行求解；得出了不同档数绞车各档提升的最优化立根数以及各档位对应的提升速度。 在钻井过程中，钻杆的起升过程占据了大量的时间，而钻井绞车承担着提升钻杆的任务，因此，合理安排绞车提升档数并根据不同档数的绞车合理配置各档位的提升立根数，可以减少提升过程的时间，提高提升效率。 现役钻机有很大一部分是旧式钻机，在档位优化配备、档速合理分配以及各档位承担的起升立根数的分配上存在一些不合理的地方，会影响到钻井的工作效率。因此，对档位合理分配进行理论研
究对指导实践工作有重要的意义。 对档位进行优化配置问题也就是非线性最优化问题的求解。 对这类非线性最优化问题常用的求解方法有：罚函数法、可行方向法、逐步二次规划法（SQP法）和信赖域法。本文利用了逐步二次规划法对档位进行优化配置。 井绞车档位的优化配置的数学模型 本题所追求的目标，是在任意地区条件下绞车起升机动时间最短，也就是要确定用柴油机驱动的绞车最优化的中间档速。为了对该实际工程技术问题内在关系的进行抽象表达，首先需要建立数学模型，选择目标函数，列数所有的约束条件。 云博创意设计 MzYunBo Creative Design Co., Ltd.
Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 石油钻机绞车档位的优化配置 (最新版)
石油钻机绞车档位的优化配置(最新版)导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 通过对石油绞车的档位的优化配置的研究，建立了绞车档位及档速的最优化模型，利用MATLAB语言的优化工具箱对绞车的档位配置进行优化分析。通过MATLAB语言的优化工具箱对实际约束条件下的最优化模型进行求解；得出了不同档数绞车各档提升的最优化立根数以及各档位对应的提升速度。 在钻井过程中，钻杆的起升过程占据了大量的时间，而钻井绞车承担着提升钻杆的任务，因此，合理安排绞车提升档数并根据不同档数的绞车合理配置各档位的提升立根数，可以减少提升过程的时间，提高提升效率。 现役钻机有很大一部分是旧式钻机，在档位优化配备、档速合理分配以及各档位承担的起升立根数的分配上存在一些不合理的地方，会影响到钻井的工作效率。因此，对档位合理分配进行理论研究对指导实践工作有重要的意义。 对档位进行优化配置问题也就是非线性最优化问题的求解。
电驱动钻机 一、电驱动钻机的优点 1.具有传动效率高 2.对负载的适应能力强 3.安装运移性好 4.处理事故能力及对机具的保护能力极强 5.易于实现对转矩、速度、加减速度及位置的控制 6.易于实现钻井的自动化和智能化等诸多优越性能 二、点驱动钻井的法杖过程 1.交流电驱动钻机（AC-AC） 2.直流电驱动钻机（DC-DC） 3.可空硅直流电驱动钻机（AC-SCR-DC） 4.交流变频电驱动钻机（AC-VFD-AC） 三、电动机的机械特性 1.机械特性与特性硬度 n=f(M)：称为电动机的机械特性 ⑴特硬特性：β=∞ ⑵硬特性：β=40~10 ⑶软特性：β＜10 2.固有特性和人为特性 四、直流电动机的机械特性 1.直流电动机的固有机械特性 ⑴他励电动机具有硬特性 ⑵串励电动机具有软特性 2.直流电动机的调速方法 ⑴电枢串电阻调速 ⑵降低电枢电压调速 ⑶减弱磁通调速 五、交流电动机的机械特性 1.交流电动机固有机械特性 同步电动机具有硬特性 2.交流电动机变频调速的机械特性 应用AC变频技术，通过变频器向交流电动机提供频率可调的交流电源，改变电源频率f，可得到人为机械特性。 六、可控硅直流电驱动（AC-SCR-DC） 1.SCR电驱动 数台柴油机交流发电动力机组所发的交流电并网输出到同一汇流母线上（或由工业电网供电），经可控硅装置整流后，驱动直流电动机，带动绞车、转盘、钻井泵，此种电驱动型式称为AC-SCR-DC或简称SCR电驱动 2.SCR电驱动的特点 ⑴直流电动机具有人为机械特性（软特性） ⑵简化了机械传动系统 ⑶柴油机交流电机组中柴油机始终处于最佳运转工况 ⑷并联驱动，动力可互济，动力分配更灵活合理
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 石油钻机绞车档位的优化 配置 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-2373-73 石油钻机绞车档位的优化配置 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 通过对石油绞车的档位的优化配置的研究，建立了绞车档位及档速的最优化模型，利用MATLAB语言的优化工具箱对绞车的档位配置进行优化分析。通过MATLAB语言的优化工具箱对实际约束条件下的最优化模型进行求解；得出了不同档数绞车各档提升的最优化立根数以及各档位对应的提升速度。 在钻井过程中，钻杆的起升过程占据了大量的时间，而钻井绞车承担着提升钻杆的任务，因此，合理安排绞车提升档数并根据不同档数的绞车合理配置各档位的提升立根数，可以减少提升过程的时间，提高提升效率。 现役钻机有很大一部分是旧式钻机，在档位优化配备、档速合理分配以及各档位承担的起升立根数的分配上存在一些不合理的地方，会影响到钻井的工作
ZJ50型石油钻机用动力绞车 传动系统设计 专业：机械设计制造及其自动化 学生： 指导教师： 完成日期：2014.05.20
石油钻机是油田油气勘探开发极其重要的工具。石油钻机一般由旋转设备、循环系统设备、起升系统设备、动力驱动设备、传动系统设备、控制系统设备、钻机底座和辅助设备组成。绞车是石油钻机速度变化及维持外头恒定钻压的重要机构，是钻机的核心部件，直接决定着钻机钻进能力。传统机械传动绞车体积大、质量重、结构复杂，很难较好地满足新型钻井工艺的要求。ZJ50 绞车传动简单，结构紧凑，功率大且利用率高，调速性能好，安全可靠。 本文在对ZJ50型绞车的整体结构及工作原理认真研究的基础上，运用Pro/E 对ZJ50绞车传动系统的所有组成元件进行三维建模；并对滚筒、滚筒轴等重要部件进行安全校核；最后运用ANSYS对滚筒、滚筒轴和滚筒轴装配体进行有限元分析，根据分析结果判断ZJ50型绞车设计是否合理，能否满足正常工作要求。ZJ50型绞车传动系统的设计优化为绞车发展提供理论参考，具有一定的工程应用价值。 关键词：绞车传动系统，Pro/E，滚筒和滚筒轴，ANSYS，静态和模态分析
Oil drilling rig is a very important tool in exploration and development of oil and gas. Oil drilling rig generally consists of Rotating equipment, recycling equipment, lifting equipment, power equipment, transmission equipment, control systems and equipment, drilling rig substructure and auxiliary equipment. The winch is an important mechanism of drill speed changes in oil and maintains constant drilling pressure and is also a core component of a drilling rig, directly determining the drilling ability. Traditional mechanical draw works bulky, heavy, complicated construction, so it is difficult to satisfy the requirement of new drilling technology.ZJ50 winch is simple, compact structure, large power and high utilization rate, good speed performance, safe and reliable. Base on the study of the overall structure and working principle of ZJ50 winch, we make three-dimensional modeling of components of transmission system by Pro/E. And then check the safety of drum, drum shaft and other important components. Last, finite element analysis on the drum, drum shaft and drum shaft assembly by ANSYS. From the results of the verification ，we know that the design of ZJ50 winch is reasonable, and it can meet the normal requirements. The optimization of ZJ50 transmission system provides a theoretical reference for the winch development, and has certain engineering application value. Key Words: Winch transmission system, Pro/E,Roller and roller shaft, ANSYS,The static and modal analysis
石油钻机的最大钻柱重量与最大钩载的区别 钻井机械第一章 石油钻机是指用来进行石油与天然气勘探、开发的成套钻井设备。盘钻机是成套钻井设备中的基本形式,也称常规钻机。此外,为适应各种地理环境和地质条件加快钻井速度、降低钻井成本、提高钻井综合效益,近年来世界各国在转盘钻机的基础上研制了各种类型的具有特殊用途的钻机,如沙漠钻机、丛式井钻机、顶驱钻机、小井眼钻机、连续柔管钻机等特殊钻机. 现代钻机是一套大型的综合性机组,为了满足油气钻井的需要,整套钻机是由若干系统和设备组成的.本章从整体上,简要介绍关于钻机的基本概念和基本知识。 第一节钻井工艺对钻机的要求及钻机的特点 一、钻井工艺对钻机的要求 钻机设备的配置与钻井方法密切相关,目前,世界各国普遍采用的钻井方法是旋转钻井法。即利用钻头旋转破碎岩石，形成井身；利用钻柱将钻头送到井底；利用大钩、游车、天车、绞车起下钻杆柱；利用转盘或顶部驱动装置带动钻头、钻杆柱旋转；利用钻井泵输送高压钻井液，带出井底岩屑，如右图显然，旋转钻井法要求钻井机械设备具有以下三方面基础能力：（1）旋转钻进的能力：钻井工艺要求钻井机械设备能为钻具（钻杆柱和钻头）提供一定的转矩和转速，并维持一定的钻压（钻杆柱捉用在钻头上的重力）。 （2）起下钻具的能力：钻井工艺要求钻井机械设备应具有一定的起重能力及起升速度（能起出或下入全部钻杆柱和套管柱）。 （3）清洗井底的能力：钻井工艺要求钻井机械设备应具有清洗井底并携带岩屑的能力，能提供较高的泵压，使钻井液通过钻杆柱中孔，冲击清洗井底，并将岩屑带出井外。此外，考虑到钻井作业流动性大的特点，钻机设备要容易安装、拆卸和运输。钻机的使用维修工作必须简便易行，钻机的易损零部件应便于更换。钻机设备的配置和各种设备的工作能力、技术指标都是根据钻井工艺对钻机的以上三项基本要求确定的。在钻机的基本参数中对转盘的转矩与功率、大钩起重及功率、钻井泵的许用泵压与功率提出了要求。在这三组参数中，转盘的转矩，大钩的起重量，钻井泵的许用泵压，都是受到机件强度限制的。在强度满足使用要求的条件下，转盘应具有一定的转速；大钩应具有一定的提升速度；钻井泵应具有一定的排量，否则钻井作业就不能顺利进行。对转矩与转速，起重量与升速，泵压与排量的联合要求，就是工作机对功率的要求。为了保证一定的转速、升速、排量，应该供给一定的功率。
ZJ40D电动钻机介绍ZJ40D 电动钻机介绍ZJ40/2250DZ钻机是为满足油田勘探开发和出国承包钻井的要求，由中油特车有限公司设计并开发生产的直流电传动钻机。钻机基本参数SY/T5609标准，主要配套部件API规范，满足钻井新工艺的要求，技术性能和可靠性达到国际九十年代的先进水平，该钻机还可配相适应的顶部驱动钻井装置。 本钻机有下列特点： 1．采用当今世界先进AC-SCR-IGBT-DC电传动系统，绞车、转盘和泥浆泵均可实现无级调速，获得良好的钻井特性。启动平稳、传动效率高、负荷自动均衡分配。 2．绞车采用低位安装，解决了钻机绞车上高台困难和不安全的问题，同时也增大了钻台的有效面积。 3．绞车采用开槽滚筒，配置了液压盘式主刹车、电磁涡流辅助刹车、自动送钻装置，钻井安全、省力、准确。 4．对井架、底座等部件进行了优化设计，重量减轻，承载能力强，井架满足安装顶驱的要求，底座可以实现模块化组装。 5．电控操作台、参数仪表、盘刹操作、液气路控制、监视仪等均进入司钻控制房，便于自动化操作，改善了操作人员的工作环境。
6．对于发电机机组、变频控制柜等关键部件采用进口件，保证了钻机运行可靠、平稳，减少了故障停机时间。 7．钻机底座、井架部分满足整体运输条件，搬迁安装方便、快捷、省时、省力，搬家车次少。 8．主要部件如天车、游车、大钩、水龙头、转盘、钻井泵、井架、底座等制造和选用通过API认证的、质量可靠的成熟产品。 9．配备钢丝绳倒绳机、液压旋转猫头、液压大钳、液压升降机等辅助设备，减轻工人的操作劳动强度。 10．本钻机高配置、高性能、效率能够满足国内外油田钻井工艺要求，适应潮湿、高温的环境条件。 各系统简要说明 钻台区 该系统包括天车、井架、底座、游车、大钩、水龙头、转盘驱动装置、绞车、台面辅助设备、钢丝绳倒绳机和钻杆架等。 ⒈旋吊系统 天车是安装在井架顶部的定滑轮组，采用整体焊接结构，上部用螺栓分别与主滑轮轴座、导向滑轮轴座和滑轮轴座连接，下部用螺栓与井架连接。由天车架、导向轮总成、主滑轮组（5个滑轮）、栏杆等组成，并配安装有天车起重架、1个捞砂滑轮、2个辅助滑
文件编号：RHD-QB-K7919 （安全管理范本系列） 编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 石油钻机绞车档位的优化配置示范文本
石油钻机绞车档位的优化配置示范 文本 操作指导：该安全管理文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 通过对石油绞车的档位的优化配置的研究，建立了绞车档位及档速的最优化模型，利用MATLAB语言的优化工具箱对绞车的档位配置进行优化分析。通过MATLAB语言的优化工具箱对实际约束条件下的最优化模型进行求解；得出了不同档数绞车各档提升的最优化立根数以及各档位对应的提升速度。 在钻井过程中，钻杆的起升过程占据了大量的时间，而钻井绞车承担着提升钻杆的任务，因此，合理安排绞车提升档数并根据不同档数的绞车合理配置各档位的提升立根数，可以减少提升过程的时间，提高
提升效率。 现役钻机有很大一部分是旧式钻机，在档位优化配备、档速合理分配以及各档位承担的起升立根数的分配上存在一些不合理的地方，会影响到钻井的工作效率。因此，对档位合理分配进行理论研究对指导实践工作有重要的意义。 对档位进行优化配置问题也就是非线性最优化问题的求解。 对这类非线性最优化问题常用的求解方法有：罚函数法、可行方向法、逐步二次规划法（SQP法）和信赖域法。本文利用了逐步二次规划法对档位进行优化配置。 井绞车档位的优化配置的数学模型 本题所追求的目标，是在任意地区条件下绞车起升机动时间最短，也就是要确定用柴油机驱动的绞车
绞车常见故障的诊断与分析 由于绝大多数钻机工作环境恶劣，钻井工况复杂，钻井负荷大等原因，导致绞车故障率高，设备提前损坏。如何正确、及时处理钻井过程中出现的各种绞车故障，对于保证钻井的顺利进行，降低钻井成本有着十分重要的作用。 绞车是整套钻机的核心部件，它不仅用于起下钻具和下套管，还用于在钻井过程中控制钻压、井架的整体起立、试油等工作，有的绞车同时还充当转盘的变速机构或中间传动机构，绞车性能标志着钻机性能的好坏。绞车通常由传动轴、中间轴、滚筒轴、输出轴、爬坡箱或角传动箱、刹车机构和挂档机构组成，常见故障主要出现在刹车机构、滚筒轴和挂档机构上。 1 内部有异常响声 a) 轴承有异常响声常见的失效形式主要是磨料磨损及腐蚀磨损，有时与轴承的质量有关，发生的部位通常为I档、II档、空档链轮和滚筒高速链轮内空转轴承。检查方法:用细铁棍或螺丝刀一端抵住轴承盖，一端贴近耳朵上听，如果发出均匀的沙沙声，轴承运转正常;如果是“喳”的金属碰撞声，则可能是轴承缺油、干磨;如果发出“咕噜”的冲击声，可能是轴承中有滚珠被轧碎。 b) 链条有异常响声表现为链条发出的声音像撕裂声，同时伴随有振动与冲击。产生的主要原因有:链轮齿形磨损大，齿厚磨损超过2 mm;传动链轮副端面误差超过0. 5 mm;链条滚子磨损，节距尺寸增大，链条拉长;链条超长，节数超过规定节数。 上述4个原因造成了链条与链轮不能正确啮合，使链条产生振动与冲击，发出异常响声。 2 挂不上档 a) 挂档装置有故障主要是三位气缸动作不灵活，或挂档推杆弯曲，气缸推不动，此时应检修汽缸或校正推杆。
b）I档和II档链轮牙嵌或内齿圈齿面、端面碰毛或磨出台阶。此时应拆卸下来，用油石或锉刀修整齿面。 c) I档和II档链轮内轴承损坏，此时应检修更换轴承。 3 大钩提升时出现打滑现象 a) 滚筒高低速离合器摩擦片及摩擦鼓磨损严重摩擦片与摩擦鼓之间间隙 超过8 mm时，造成打滑，应更换摩擦片。 b) 滚筒高低速离合器打滑滚筒高低速离合器有油渗人，造成离合器打滑，通常为高低速链轮内轴承油封漏油而渗人其中。此时应使用专用工具将左右连接盘拔出，更换油封或油封套。 c) 供气不足气路堵塞或空压机供气压力不够，应疏通气路或检修空压机。 d) 离合器合不上气囊漏气，应更换气囊。 4 刹把刹不住车 a) 刹带片或刹车鼓磨损严重应测量刹带片及刹车鼓的磨损情况，如果刹带片磨损超过10-15mm、刹车鼓直径磨损超过20 mm时，应及时更新;同时检查刹带是否变形，刹车鼓是否偏磨，如果刹带变形扭曲，将导致刹车鼓偏磨，刹车面积减少，造成打滑，应使用卷板机将刹带重新校圆。 b) 刹车时打滑刹车鼓上有油，应及时清除油污，找出油污来源并进行整改。 c) 刹把角度不对应及时调整刹把角度。 d) 平衡梁侧板与摆销之间间隙不合适间隙不合适会造成两刹带受力不均而 刹不住车。应检查侧板与摆销之间的距离是否超标，调整调节螺母，使它们之间的间隙符合标准。 5 空载时大钩下降缓慢或不下降
文件编号：TP-AR-L7919 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 石油钻机绞车档位的优化配置(正式版)
石油钻机绞车档位的优化配置(正式 版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 通过对石油绞车的档位的优化配置的研究，建立 了绞车档位及档速的最优化模型，利用MATLAB语言 的优化工具箱对绞车的档位配置进行优化分析。通过 MATLAB语言的优化工具箱对实际约束条件下的最优 化模型进行求解；得出了不同档数绞车各档提升的最 优化立根数以及各档位对应的提升速度。 在钻井过程中，钻杆的起升过程占据了大量的时 间，而钻井绞车承担着提升钻杆的任务，因此，合理 安排绞车提升档数并根据不同档数的绞车合理配置各 档位的提升立根数，可以减少提升过程的时间，提高
提升效率。 现役钻机有很大一部分是旧式钻机，在档位优化配备、档速合理分配以及各档位承担的起升立根数的分配上存在一些不合理的地方，会影响到钻井的工作效率。因此，对档位合理分配进行理论研究对指导实践工作有重要的意义。 对档位进行优化配置问题也就是非线性最优化问题的求解。 对这类非线性最优化问题常用的求解方法有：罚函数法、可行方向法、逐步二次规划法（SQP法）和信赖域法。本文利用了逐步二次规划法对档位进行优化配置。 井绞车档位的优化配置的数学模型 本题所追求的目标，是在任意地区条件下绞车起升机动时间最短，也就是要确定用柴油机驱动的绞车
石油钻机绞车及部件的发展现状与趋势 一：钻机绞车的发展现状与趋势 1.1 钻机绞车概述 在石油钻井领域，绞车是钻机核心部件，直接决定着钻机钻进能力。有些国家把绞车称作钻机。钻井绞车一般由动力、变速机构、滚筒、离合器、刹车等部件组成。绞车在钻井过程中具有起下钻具、下套管、控制钻进过程钻压和整体起立井架等功用，它工作特点是操作使用频繁，变速范围宽、载荷变化大。绞车有多种多样用途，这就要求绞车的结构和种类有所不同[2-3]。 1.2 国内钻机绞车发展现状 我国钻机和国外先进水平还存在差距，主要表现在如下几个方面： (a) 可靠性较差：目前国内浅井钻机主要表现在绞车变速箱故障率高，直接影响钻井效率、钻井速度，增加钻井成本。 (b) 实用性较差：配置单一，增加了一些不必要的费用。 (c) 机械钻机用动力机组：调速性能差，直接影响使用和节能。选用产品单一，普遍采用济柴厂生产的柴油机。 (d) 电驱动钻机：电子产品质量及电系统主要部件仍依赖进口。 (e) 运移性差、搬家安装慢。 (f) 配套水平低，设备备件多，标准化程度低。 (g) 外观质量形状差，油漆脱落严重，没有一套严格的喷漆工艺。 (h) 资料不全，专用设备API认证少，安全防爆国际规范化不够。 1.3石油钻机绞车发展趋势 向交流变频电驱动（AC-VFD-AC或AC-GTO-AC）绞车的石油钻机是当今发展方向。与普通电驱动绞车、AC-SCR-DC电驱动绞车及其它机械传动绞车相比，AC变频电驱动（AC-VFD-AC或AC-GTO-AC）石油绞车具有钻井性能好、启动平稳、过载性能强、恒功率调速范围大、功率利用率高、电动机无电刷火花隐患等独特优势，可简化绞车结构(两档、3轴或两轴和单轴、高低速离合器换档、取消辅助刹车、采用盘式刹车)、指标先进、适应性强、经济性好、可靠性高等优点，已经成为当今四大新技术之一，成为新一代石油钻机关键设备。 二：石油钻机绞车盘式刹车系统现状与趋势 绞车的刹车机构包括主刹车和辅助刹车。现场不止一次因刹车不可靠而发生重大六钻事故，造成设备损失、井下事故，甚至危及工人的人身安全。在现场可看到，钻井过程中司钻手不离把。如果刹车机构不灵活、省力，将大大加重司钻的体力劳动强度，将来操作的不方便生产实践表明：刹车机构是钻机的重要部件，石油矿产机械工作者要充分重视。 刹车按作用分为带式、块式、盘式等，石油矿产主要用带式，近年来盘式发展很快。辅助刹车主要有水刹车及电磁涡流刹车两种。水刹车结构简单，广泛用于钻井绞车上作为减速机构刹车。电磁涡流刹车是近年来发展起来的，性能好，我国已设计制造系列电磁涡流刹车，正广泛用于各级钻机[6]。 盘式刹车的各项性能指标均优于带刹车，现概括如下： (a) 制动效能稳定，热稳定性和水稳定性均好。 (b) 刹车灵敏度高，操作轻便，调整、维修方便。 (c) 散热性能好，受力状态尤佳，比压均匀。 (d) 结构紧凑，刹车力矩容量大，安全性和可嚣性大大提高。 带刹车由于自身结构和固有供能特性的原因，已难以适应现代钻井、修井工艺的要求。盘式刹车是取代带刹车的理想刹车系统和换代产品。 2.1 国内钻机盘式刹车发展应用 1998年，北石所以PSZ75型深井、超深井盘式刹车为突破口，将液压盘式刹车装置设计进一步优化，形成目前的制动执行机构、液压站和操作台3大模块，以方便在新旧钻机上安装使用。制动执行机构采用先
石油钻机绞车档位的优化配置 (标准版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0345
石油钻机绞车档位的优化配置(标准版) 通过对石油绞车的档位的优化配置的研究，建立了绞车档位及档速的最优化模型，利用MATLAB语言的优化工具箱对绞车的档位配置进行优化分析。通过MATLAB语言的优化工具箱对实际约束条件下的最优化模型进行求解；得出了不同档数绞车各档提升的最优化立根数以及各档位对应的提升速度。 在钻井过程中，钻杆的起升过程占据了大量的时间，而钻井绞车承担着提升钻杆的任务，因此，合理安排绞车提升档数并根据不同档数的绞车合理配置各档位的提升立根数，可以减少提升过程的时间，提高提升效率。 现役钻机有很大一部分是旧式钻机，在档位优化配备、档速合理分配以及各档位承担的起升立根数的分配上存在一些不合理的地方，会影响到钻井的工作效率。因此，对档位合理分配进行理论研
究对指导实践工作有重要的意义。 对档位进行优化配置问题也就是非线性最优化问题的求解。 对这类非线性最优化问题常用的求解方法有：罚函数法、可行方向法、逐步二次规划法（SQP法）和信赖域法。本文利用了逐步二次规划法对档位进行优化配置。 井绞车档位的优化配置的数学模型 本题所追求的目标，是在任意地区条件下绞车起升机动时间最短，也就是要确定用柴油机驱动的绞车最优化的中间档速。为了对该实际工程技术问题内在关系的进行抽象表达，首先需要建立数学模型，选择目标函数，列数所有的约束条件。 XXX图文设计 本文档文字均可以自由修改
ｄｏｉ:１０.１６５７６/ｊ.ｃｎｋｉ.１００７－４４１４.２０１８.０１.０４７ 钻机绞车滚筒绳槽加工程序设计 ? 李占熙?蒲亚昭?任宗亮?武迎莉 (兰州兰石石油装备工程股份有限公司?甘肃兰州一７３０３００) 摘一要:开槽滚筒是石油钻机绞车的核心部件?其加工质量决定了绞车的整体性能和使用寿命?针对滚筒在数控车床进行开槽加工问题?通过分析折线绳槽的结构特点?阐述了滚筒绳槽的加工编程原理?制定了绳槽切削的数控加工路线?根据绳槽的切削加工过程刀具的走刀轨迹?基于ＦＡＮＵＣＳｅｒｉｅｓｏｉ－ＴＣ数控系统设计了开槽加工的程序结构?并说明了相关数值的计算方法?该加工和编程方法?可适用于数控车床加工同类产品?关键词:开槽滚筒?加工分析?数值计算?数控编程 中图分类号:ＴＤ４２一一一一一一文献标志码:Ａ一一一一一一文章编号:１００７－４４１４(２０１８)０１－０１４６－０４ ＮＣＭａｃｈｉｎｉｎｇＰｒｏｇｒａｍＤｅｓｉｇｎｆｏｒＤｒｕｍＲｏｐｅＧｒｏｏｖｅｏｆＲｉｇＤｒａｗｗｏｒｋｓ ＬＩＺｈａｎ－ｘｉ?ＰＵＹａ－ｚｈａｏ?ＲＥＮＺｏｎｇ－ｌｉａｎｇ?ＷＵＹｉｎｇ－ｌｉ (ＬａｎｚｈｏｕＬＳＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｑｕｉｐｍｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ.?Ｌｔｄ?ＬａｎｚｈｏｕＧａｎｓｕ一７３０３００?Ｃｈｉｎａ) Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｇｒｏｏｖｅｄｄｒｕｍｉｓｔｈｅｃｏｒｅｐａｒｔｏｆｏｉｌｒｉｇｄｒａｗｗｏｒｋｓ?ａｎｄｉｔｓｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｔｈｅｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅｏｆｄｒａｗｗｏｒｋｓ.ＩｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｇｒｏｏｖｅｄｄｒｕｍｍａｃｈｉｎｉｎｇｉｎｔｈｅＮＣｌａｔｈｅ?ｔｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｌｉｎｅｇｒｏｏｖｅ?ｔｈｅｍａｃｈｉｎｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｄｒｕｍｒｏｐｅｇｒｏｏｖｅｉｓｅｘｐｏｕｎｄｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ?ａｎｄｔｈｅＮＣｍａ￣ｃｈｉｎｉｎｇｒｏｕｔｅｏｆｔｈｅｒｏｐｅｇｒｏｏｖｅｃｕｔｔｉｎｇｉｓａｌｓｏｓｅｔｕｐ.Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐａｔｈｏｆｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｒｏｐｅｇｒｏｏｖｅ?ｔｈｅｐｒｏ￣ｇｒａｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｌｏｔｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｉｎｇｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＦＡＮＵＣＳｅｒｉｅｓｏｉ－ＴＣＮＣｓｙｓｔｅｍ?ａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｎｕｍｅｒｉｃａｌｖａｌｕｅｉｓｅｘｐｌａｉｎｅｄ.ＩｔｉｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｍｅｔｈｏｄｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｈｅｓｉｍｉｌａｒｐｒｏｄｕｃｔｓｗｉｔｈｔｈｅＣＮＣｌａｔｈｅ. Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｇｒｏｏｖｅｄｄｒｕｍ?ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓ?ｎｕｍｅｒｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ?ＮＣｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ０一引一言 石油钻机绞车是起升系统的关键设备?是钻机的关键核心部机之一?它主要的作用是在打井作业过程中?悬挂钻具?起下钻柱二钻头?控制钻井压力?起下钻具和下套管?对于自升式井架钻机(如:直升机吊装钻机)?用来起升和下放井架?绞车的关键部件就是滚筒轴总成?利用滚筒体缠绕钢丝绳来实现以上作用?其关键技术就是其特殊的折线绳槽的设计和加工制造?随着钻井深度的变化?钢丝绳分层往复整齐的缠绕在双折线开槽滚筒上?具有不乱绳二不空槽二不咬绳二不背绳等优点?减小变形二磨损和断股等结构性损坏?延长绞车及钢丝绳的使用寿命?降低钻井成本? １一折线绳槽的结构特点 钻机绞车滚筒绳槽采用双折线结构形式?其特点为斜线绳槽和直线绳槽交替出现?从而在滚筒表面形成两个斜绳槽区和两个直绳槽区?所谓斜绳槽?是指与卷筒母线斜交的绳槽?直绳槽是指与卷筒母线直交或与法兰平行的绳槽?斜线绳槽控制绳槽的螺距?在一圈绳槽中占得比例较小?其结构特点?可有效缓解钢丝绳在加载时的挤压变形二相互摩擦和早起磨损问 题?现在普遍采用图１所示角度结构形式?其中斜绳槽所占圆心角为４５??直绳槽所占圆心角为 １３５?? 图１一折线绳槽结构图 一一折线绳槽的加工制作?它既可以直接在卷筒上整体加工成型?也可以制成带有这种绳槽的套?并且做成分体式的?安装时包裹在光面卷筒上?通过螺栓或焊接与卷筒连接成一体?目前国外大都采用这种方式?折线绳槽筒体的材料可为碳钢二不锈钢二合金钢二铝或玻璃纤维等制作?筒体的制作可以用板材卷制?也可以采用铸造方式? ２一编程原理分析 由于折线绳槽结构特点是由斜线段与直线段交 ６４１ 制造业信息化一一一一一一一一一一一一一一一一一 ２０１８年第１期(第３１卷?总第１５３期) 机械研究与应用 ?收稿日期:２０１８－０１－１１ 作者简介:李占熙(１９９１－)?男?甘肃永昌人?助理工程师?主要从事石油钻采机械工艺设计二数控加工工艺方面的工作?