石油钻机用调速型液力偶合器

石油钻机用调速型液力偶合器用于与交流电动机配套而取代柴油机和液力传动装置配套的动力机组。该偶合器由冷却系统、旋转系统、供油系统、排油系统和辅助系统等组成。偶合器具有无级调速且变化范围宽、可空载启动、隔离振动、有过载保护、适应恶劣工况和气候、可手动或自动控制等特点。现场实际运行表明,与电动机配套的2台调速型液力偶合器机组与2台190型柴油机及液力传动装置机组相比,偶合器机组每年可节约电费78.6万元。     

调速型液力偶合器在石油钻机上的应用

在分析调速型液力偶合器特点的基础上,探讨了调速型液力偶合器在石油钻机上的应用及改造方案,包括经济型钻机的设计、机械驱动钻机动力机组改造以及转盘独立驱动装置的改造,同时介绍了每种钻机改造方案在各个油田的使用情况。最后提出了调速型液力偶合器在石油钻机发展中的几点建议。     

机械驱动钻机起升系统的偶合器传动

针对机械驱动钻机液力变矩器传动消耗燃油多的问题,开展了液力偶合器传动的试验。实践证明,液力偶合器加正车箱传动有利于链条传动,可节约燃油,但起下钻时效低,井越深则时效越低。为此,总结了液力偶合器和液力变矩器的传动特性;分析计算了2种传动绞车起升系统的效率与功率利用率,起升速度、起升功率及全井起升时间;做了全钻机经济性分析。最终得出液力偶合器传动优于液力变矩器传动的结论,认为液力偶合器传动将成为机械驱动钻机的发展方向。     

ZJ40/2250L型石油钻机燃油消耗分析与建议

文章以ZJ40／2250L型石油钻机为例，对用液力变矩器传动的链条钻机燃油消耗偏多的原因进行了分析,进而提出了建议．采用液力偶合器正车箱代替液力变矩器，对ZJ40／2250L型石油钻机进行改造,以提高燃油的经济性。     

石油钻机液力变矩器设计计算及试验

目前,国内外的陆用石油钻机大部分都以柴油机作动力,在柴油机和传动(如液力偶合器、液力变矩器),尤其是液力变矩器的应用最为广泛。国产ZJ-130Ⅱ型、Ⅲ型钻机全部配备了液力变矩器,大大改善了柴油机的动力特性。但是,目前国内使用的各类石油钻机所配备的液力变矩器,多数性能不够理想,效率较低。     

关于涡轮变矩器的选型问题

在我国,绝大多数的石油钻机都采用柴油机传动。柴油机传动的尺寸小、重量轻和效率高等优点,使它在勘探井、新油田钻井和缺电源地区的钻井中具有独特的优越性。柴油机传动的缺点是起动性能差、转矩余量小(只允许超载10—15％)和调节范围狭。为了使柴油机的外特性更好地满足石油钻机的工作要求,必须在柴油机和传动装置间按装涡轮传动(涡轮偶合器或涡轮变矩器)。美国从30年代初期开始在石油钻机中试用涡轮传动,当时主要采用涡轮偶合器,而从50年代以后,涡轮变矩器获得了广泛的应用。苏联从40年代初期在石油钻机上开始进行涡轮传动的工业试验,当时仅采用涡轮变矩器,而从50年代     

再谈降低钻机燃油消耗的途径

作者认为,选择燃油消耗率低的柴油机装备和改造钻机,控制柴油机水温,合理匹配涡轮增压器及采用变泵速钻井程序,能大大降低钻机的燃油消耗。     

柴油机液力传动绞车转盘驱动特性设计

论述了柴油机与偶合器、变矩器共同工作特性曲线的制作方法及液力元件在钻机驱动中的主要作用。通过变矩器传动绞车特性设计分析，阐明了变矩器传动有助于绞车驱动特性的改善，体现了液力传动的优点。     

钻机用冷启动装置的研制与应用

石油钻机柴油机启动是整台钻机的关键之一，而提供压缩空气又是启动柴油机的必要条件。冷启动机组是为钻机供气的重要部件，相对于辅助电动压缩机而言，构成了柴油机启动双保险；文章叙述了冷启动装置在设计中关键设备的选型以及优点；本装置是由雅马哈汽油发动机和Z系列压缩机组成．具有启动使用可靠、体积小、安全环保等特点；用户使用反映良好，是现代钻机的重要辅助设备。     

节能发电机在钻井中的应用

在石油钻井生产中，钻机多用柴油机驱动，因而提高柴油机运行效率，减少燃油消耗，是节能降耗、降低钻井成本的重要途径。为此，安徽石油勘探开发公司对钻井队现有动力系统进行了改进，引进IFC4046LA42型发电机取代原有独立的柴油发电机组NTA855GI，利用钻井平台柴油机驱动钻机的剩余功率拖动发电，由于与原柴油发电机组比，该型发电机具有节油作用，故称为节能发电机。     

ZJ20L型钻机新设计方案

ZJ20 L型钻机的新设计方案采用2台810 kW柴油机、液力偶合器、整体链条箱并车的统一驱动方案,配备节能发电机、风冷液压盘式刹车和辅助风冷电磁涡流刹车、自动送钻装置和集中控制司钻操作室、四级泥浆净化系统,模块化设计和HSE理念得到了充分体现,钻机在动力匹配上实现了功率互补,满足了钻井新工艺要求,体现了国内轻型钻机的最新设计水平.     

机械驱动钻机柴油机节油控制器的设计

针对钻井用柴油机起钻、下钻过程中,柴油机工作在1 300r/min时,存在着燃油浪费的问题,在分析机械驱动钻机柴油机扭矩速度特性及喷油速度特性的基础上,研制了一种基于DSP TMS320F2812的柴油机转速的节能控制系统。通过与绞车同轴安装的扭矩转速传感器计算得到绞车功率,实时调节柴油机转速,降低油耗。介绍了系统主要构成和工作原理,设计了系统相应的硬件电路,编写了DSP控制软件。应用表明,该系统具有良好的操控性,降低了柴油机的燃油消耗。     

新型ZJ40/2250J型钻机研制

针对大庆130型钻机钩载储备系数低、配置的高位开式绞车钻台面不开阔、并车联动机组等部件安全性和可靠性差等问题研制了新型ZJ40/2250J钻机。该钻机采用整体皮带并车传动机组,安装搬家方便、快捷;配置电动应急装置,提高了钻机平稳起升及处理事故的能力;配置节能发电机,提高了柴油机的功率互济性。试验及应用表明,该钻机生产运行成本低,性价比高,实用性强,具有低成本、高性能、结构简单、拆装方便等特点,可作为大庆130型钻机的替代机型。     

再谈钻机柴油机的节能

钻机柴油机有很大一部分时间处于低速、低负荷运行，在这种状态下，因其增压器效率，增压匹配，冷却水等因素，会引起燃油耗率上升，其解决的办法有采取提高内空气温度和压力的，也有采和电控喷油和部分停缸的，文中给出钻机柴油机低负荷下的节能实例和机器以外采取有利于低负荷下节能的新措施，例如采用磁化柴油、柴油掺水、柴油添加剂和机油添加剂等。     

钻机大马力机泵组液力偶合器的设计和应用

目前,在国内外大中型石油钻机的驱动装置上全部都配备了各种类型的液力传动,从而克服了柴油机外特性所固有的严重缺点,如起动性能差,扭矩适应系数小和调节性能差等。液力传动的应用改造了柴油机性能上的上述缺点,使输出性能能在多方面满足钻机绞车、转盘和钻井泵等工作机组的工作要求,显示了巨大的优越性。     

提高钻机用柴油机——变矩器动力机组的经济性

本文从节约能源出发,分析了柴油机功率标定、柴油机变矩器匹配、钻机总功率配备及柴油机台数等因素对动力机组经济性的影响,进而提出了提高柴油机-变矩器动力机组经济性的建议。     

错层式钻机

Qime公司所研制的错层式钻机是一种新型钻机。这种钻机与传统钻机的主要区别在于驱动传动和总体布置两方面。错层式钻机采用的柴油机是高速柴油机。三台柴油机的动力输出都经过五挡变速箱后才进入链条并车箱。变速部分在高速轴上,因此传动部件的重量就变得很轻。所谓错层就是将钻机分成上下错开的两层而不是条状布置。猫头轴和转盘在钻台上,而滚筒轴、并车箱和柴油机组在钻台     

提高经济性的涡轮变矩器

柴油机传动,打生产井用的所有现代国产钻机,均装有柴油机液力机组。为成批生产的钻机和正在进行工业性试验的钻机生产的柴油机液力机组基本参数见表1。 1958年生产的TTKI型变矩器与1964年生产的TTKIK型变矩器,在与柴油机联结的结构上不同,但其工作轮尺寸和循环腔的形状均一样。 TTK669型和TTK932型涡轮变矩器与TTKI型涡轮变矩器,具有相同的叶片系统元件的比例关系,并有近似的无因次特性曲线(图1)。     

高可靠性电动钻机用柴油机的开发研制

目前我国油田电动钻机动力的主要产品为190系列柴油机,其运行转速为1500r/min和1000r/min,均不能满足电动钻机需求。高可靠性电动钻机用柴油机的开发研制,满足了我国5000m以上电动钻机的配套动力机的需求。该柴油机在燃油系统、增压匹配、燃烧控制等方面充分考虑了油田的工作环境及电动钻机的使用工况。通过设计计算、性能开发、耐久试验和工业性试验,完成了高可靠性电动钻机用柴油机研制开发;通过实施可靠性工程,从产品总体质量评价、设计研究、工艺研究、实物质量控制、实物质量检测、总装试验、推广应用等方面进行了全面攻关提高,使产品在动力性指标、经济性指标、可靠性指标等方面均达到国外同类产品先进水平,首次使用无故障时间达到5000h。     

基于飞轮储能的钻机节能减排技术应用研究

飞轮储能是一种适合钻机调峰、势能回收应用的大能量、高功率的先进储能技术;钻机起下钻脉冲功率特性测试提出的储能技术指标要求是:总功率1000kW,总能量36MJ。基于飞轮储能将势能回收利用配合调峰运行的新方案是:起钻过程中,利用回收空游车势能并经过飞轮储能后可提供3s的加速功率550kW;在拆卸钻杆时柴油机功率输入飞轮储能机组储存,提升钻杆时较长时间投放功率。下钻过程中,回收储存钻杆下放势能,用于提升空游车,富于的能量经飞轮储能机组发电供给钻机的电力系统,下钻过程中停运主柴油机。采用飞轮储能调峰运行后,钻机的动力机组可以采用天然气发动机,节能减排的空间和意义更大。