液力传动钻机驱动分析外文文献翻译、中英文翻译
附录 A1
液力传动钻机驱动分析
[摘要]液力传动钻机采用液力机械变速箱, 传动,以适应变化的负载能力,可
实现连续可变扭矩和反转制动。 现场试验表明,钻机功率利用率,高吊装速度; 相
反的制动性能,减少刹车带负荷; 时刻变化的特点,加强事件处理能力。 通过变矩
器驱动钻井泵可同时保护原动机和工作; 保持额定转速柴油机的条件下,泵压可
以控制整个过程。热反应,倒挡离合器和过滤器等方面暴露的问题提出了改进。
使用了 2000 米深的钻井液力传动钻机。台钻机部分由美国纽约内燃发动机
和英国石油厂研制的电源设备,传输设备和系统平台。目前,已通过测试,并使用
这种钻机表现出了良好的性能, 特别是在电力驱动时更加突出的特点,但也暴露
出一些问题。据笔者驱动程式和现场试验结果,分析了驱动钻机的特点, 并针对
这些问题提出改进意见。
驱动程序
目前, 使用中型钻机(可钻深 1500 ~2500 )用交流电动机或柴油机为原动机由
一个单独变速机械变速箱,而拨号驱动绞车。钻井泵用的是单发动机直接驱动。
钻机液压传动普通机械变速箱设定变矩器，液压机械传动耦合于一体的液压机
械变速箱,钻井泵是通过驱动的变矩器。岩芯组成的液压变速箱 , 这是一个类似
加拿大钾 650 钻机和美国威尔逊钻机 65B。对艾里逊变速箱, 其结构及工作原理
如图 1 。
图1液压变速箱图
1激活液力变矩器; 2-泵; 3,6-泵; 4 输入轴; 5 反向齿轮摩擦离合器; 7 冷却风
扇; 8 块高速耦合; 9 -输出轴; 10 , 中速座液力偶合器
液压变速箱有 3座水力机械及反向齿轮. 各档的电力线如下.
Ⅰ挡：输入轴→Z1→Z2→启动液力变矩器→Z6→Z5→输出轴；
Ⅱ挡：输入轴→Z1→Z2→中速挡液力偶合器→Z6→Z5→输出轴；
Ⅲ挡：输入轴→Z1→Z3→高速挡液力偶合器→Z7→Z5→输出轴；
倒挡：输入轴→Z9→Z10→Z11→倒挡摩擦离合器→Z7→Z5→输出轴。
操作特征
1 . 泵及驱动特性
如图 2所示,泵Ⅰ档的操作特性, 柴油和变矩器,其输出特性的联合工作(涡轮
轴力矩 MW、泵轮轴力矩 MB、变矩器效率 η与涡轮轴转速 nw 的关系)的内容。
其优势主要表现在三个方面:第一,根据负载的变化,自动和无级变速扭矩。从主
体开始钻探,可提高功率效率 从而提高钻机的工效。第二,无论怎样的负荷变化,
柴油机在最佳的营运状态, 这是规模较大的负荷变化泵 I组表现更为突出。第三，
是变矩器能力改变适应机组负荷变化的能力大大加强, 起重事故,并承载能力强。
图2柴油变矩器联合工作的输出特性
2 . 二档和三档的操作性
图3所示,在二档和三档驱动的特性,即柴油和耦合联合工作输出特性(涡轮
轴力矩 MW、偶合器效率 η与涡轮轴转速 nw 的关系)。理论上,涡轮,可任意转速
运行,甚至停转, 泵轮的速度取决于柴油发动机转速允许范围内。但这个速度,以
扩大有关的功率损耗为代价, 为确保传动效率高,一般不应作为耦合限速装置。
图3柴油耦合联合工作输出特性
3 .钻机的提升特性
根据柴油机和柴油耦合的联合工作特性曲线, 以及钻机的具体性能参数。可
以得到液力传动钻机性能提升特性(见图 4 )。整个提升曲线abcdef。理论上, Ⅰ 挡、
Ⅱ挡和Ⅲ挡的工作范围分别为 EF 段、CDE 段和ABC 段。事实上,为了保证高耦
合效率的工作, 最佳工作状态, 实际上，为了保证偶合器有较高的工作效率，最
好让Ⅰ挡工作在 D′EF 段，Ⅱ挡工作在 B′CD 段，Ⅲ挡工作在 AB 段。
图4钻机性能提升特性
4 . 液力变矩器逆向制动性能
在下钻和套管过程中, 钻机挂合液力Ⅰ挡，此时变矩器处于反转制动工况，
柴油机带动泵轮正转，钻具或套管柱带动涡轮反转。变矩器内的液体作用于涡
轮的力矩方向与涡轮转向相反，这种力矩起阻止涡轮反转的作用。这样利用变
矩器的反转制动特性就起到了等同于钻机辅助刹车（如水刹车）的作用，减小
了带刹车的载荷。反转制动力的大小与充油量成正比，通过控制进入Ⅰ挡变矩
器的充油量，可以控制制动力的大小。适当提高柴油机的转速，使泵轮的转速
提高，也可使反转制动力增大。再辅以带刹车，即可根据钩载的大小，随意调
节制动力的大小，从而获得满意的下放速度。
总之,液压传动的三个钻机是全液压传动的电力传输, 可以吸收和降低发动
机和工作机的振动,冲击,驱动等。提高柴油发动机,传动部分机器的效率和寿命。
现场试验结果
液力传动钻机现场试验
现场测试深度 1950m 试验井。现场试验表明,钻机液压驱动钻机有以下优点。
( 1 )起升一档的无级变速特性,功率利用率将提高到90% ,确保更高的启动速
度. 比传统的机械传动钻机时间减少在 20%~23% 。
( 2 )钻头变矩器用反向制动的特点,在钻井中未经任何处理的制动能充分实
现速度控制,操作简单, 减少制动轮制动摩擦片的磨损。
( 3 )作为一个大变矩器有着较大的变矩系数,在处理钻井事故电力设备有充
足的电力, 传输设备驱动力矩大。
( 4 )消除猫头,井口,以加强利用机械化设备,运行安全情况已经有所改善。
( 5 )变速传动装置的噪音,在一定程度上降低了,可以操作的过程中的转向.
简化换挡操作。
钻机在试验过程中也暴露出以下几个问题。
( 1 )用一档传输变矩器,液压齿轮箱传动油温度上升较快, 一般温度迅速达到
摘要：
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附录A1液力传动钻机驱动分析[摘要]液力传动钻机采用液力机械变速箱,传动,以适应变化的负载能力,可实现连续可变扭矩和反转制动。现场试验表明,钻机功率利用率,高吊装速度;相反的制动性能,减少刹车带负荷;时刻变化的特点,加强事件处理能力。通过变矩器驱动钻井泵可同时保护原动机和工作;保持额定转速柴油机的条件下,泵压可以控制整个过程。热反应,倒挡离合器和过滤器等方面暴露的问题提出了改进。使用了2000米深的钻井液力传动钻机。台钻机部分由美国纽约内燃发动机和英国石油厂研制的电源设备,传输设备和系统平台。目前,已通过测试,并使用这种钻机表现出了良好的性能,特别是在电力驱动时更加突出的特点,但也暴露出一些问...
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