絞車潤滑外置油泵設(shè)計(jì)及應(yīng)用

李鵬+白東+李武偉+范軍

摘 要：絞車是整個(gè)鉆機(jī)系統(tǒng)的核心部件之一，絞車潤滑用齒輪油泵又是絞車的核心部件之一，它為絞車運(yùn)轉(zhuǎn)提供足量的潤滑油，以保證軸承和傳動(dòng)鏈條及齒輪的潤滑、冷卻及清洗作用。近年來，隨著國際油價(jià)在每桶100美元以上的價(jià)格持續(xù)走高，各石油生產(chǎn)國對于石油鉆采設(shè)備的需求迅速增長。特別是機(jī)械傳動(dòng)絞車由于其價(jià)格低、維修方便，更加得到用戶的喜愛。絞車潤滑用外置油泵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)用，避免了潤滑油泄露造成的污染環(huán)境，還減少了經(jīng)濟(jì)損失，滿足鉆井作業(yè)QHSE環(huán)保的要求，提高了井隊(duì)的安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：鉆機(jī) ?絞車 ?潤滑油泵 ?外置結(jié)構(gòu) ?QHSE

中圖分類號(hào)：TE923.02 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）11（a）-0036-01

近年來，隨著國際油價(jià)在每桶100美元以上的價(jià)格持續(xù)走高，各石油出產(chǎn)國對于石油鉆采設(shè)備的需求迅速增長，石油鉆機(jī)用絞車的配套生產(chǎn)也隨之增加，特別是機(jī)械傳動(dòng)絞車由于其價(jià)格低、維修方便，更加得到用戶的喜愛。但是，以往這類絞車潤滑油泵的設(shè)計(jì)是安裝在絞車內(nèi)部。潤滑用齒輪油泵受徑向拉力及轉(zhuǎn)矩的作用容易損壞，更換油泵及調(diào)節(jié)潤滑系統(tǒng)壓力費(fèi)工費(fèi)時(shí)，極不方便，而且潤滑油泄漏嚴(yán)重。針對這些情況，我們在查閱大量潤滑油泵及其使用方法相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)絞車潤滑系統(tǒng)的工作特性，確定了絞車潤滑用外置油泵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)用，避免了潤滑油泄露造成的污染環(huán)境，還減少了經(jīng)濟(jì)損失，滿足鉆井作業(yè)QHSE環(huán)保的要求，提高了井隊(duì)的安全生產(chǎn)。

1 主要研究內(nèi)容及原理

1.1 主要研究內(nèi)容

絞車潤滑外置油泵結(jié)構(gòu)的主要研究內(nèi)容如下。

（1）絞車潤滑用齒輪油泵安裝位置的設(shè)計(jì)，根據(jù)潤滑油泵的安裝位置，選用合理旋向和足夠排量的油泵。

（2）絞車潤滑用齒輪油泵傳動(dòng)總成的設(shè)計(jì)。

（3）吸油過濾器型號(hào)的選用及安裝位置的設(shè)計(jì)。

（4）溢流閥型號(hào)的選用及安裝位置的設(shè)計(jì)。

1.2 工作原理

絞車潤滑外置油泵結(jié)構(gòu)的動(dòng)力來源于絞車的輸入軸。以我公司生產(chǎn)的JC-70LDB絞車為例，絞車輸入軸上安裝Z=52，P=19.05的鏈輪通過2-3/4″鏈條126節(jié)驅(qū)動(dòng)油泵傳動(dòng)總成上Z=19，P=19.05的鏈輪，輸入軸轉(zhuǎn)速417 r/min，傳動(dòng)比52/19，因此油泵可以獲得1140 r/min的轉(zhuǎn)速。油泵傳動(dòng)總成的主要結(jié)構(gòu)是由鏈輪（Z=19）、傳動(dòng)心軸、兩付32212軸承及外殼（軸承座）組成。鏈輪（Z=19）承受鏈條的拉力同時(shí)將轉(zhuǎn)速1140 r/min的扭矩傳遞到CBGA63-2-X7（左旋）齒輪油泵，油泵與傳動(dòng)總成依靠可滑動(dòng)花鍵形式連接，因此，油泵的安裝既方便又可靠。

2 特點(diǎn)

我們參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5532-2002《石油鉆機(jī)用絞車》，并嚴(yán)格按照API 7K-2005《鉆修井設(shè)備規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體介紹如下。

（1）吸油過濾器（NJU-160×180L）、溢流閥（MG20）、潤滑用齒輪油泵（CBF-F63H右旋）型號(hào)選用合理。

（2）絞車潤滑用齒輪油泵安裝位置合理，潤滑油泵傳動(dòng)裝置安裝在絞車架箱體內(nèi)，油泵、吸油過濾器、溢流閥安裝在整機(jī)箱體外。

（3）原結(jié)構(gòu)油泵不但要傳遞扭矩同時(shí)承受徑向拉力，一只油泵只能使用5～6個(gè)月。而外置油泵結(jié)構(gòu)油泵在工作中僅承受軸向轉(zhuǎn)矩，延長油泵使用壽命5倍以上。

（4）維修更換方便，縮短維修時(shí)間，提高了設(shè)備的正常使用時(shí)間。

（5）更換易損件及調(diào)節(jié)潤滑系統(tǒng)壓力時(shí)，沒有潤滑油泄漏，符合QHSE環(huán)保的要求。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

目前，絞車潤滑外置油泵結(jié)構(gòu)已設(shè)計(jì)安裝在我公司新生產(chǎn)的JC50型、JC70型絞車共計(jì)22臺(tái)，作業(yè)現(xiàn)場分布在國內(nèi)東北、新疆、內(nèi)蒙、陜北、中原、川西南，國外沙特、伊朗、哈薩克斯坦等地。經(jīng)過近兩年來的現(xiàn)場應(yīng)用，該裝置未出現(xiàn)任何故障。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

由于我公司研制的絞車潤滑用外置油泵結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，同老式絞車潤滑用齒輪油泵內(nèi)置結(jié)構(gòu)裝置結(jié)構(gòu)相比，雖然單臺(tái)增加制作費(fèi)用0.1萬元（傳動(dòng)轉(zhuǎn)置），但是單臺(tái)節(jié)約了潤滑油泵易損壞問題出現(xiàn)的上井服務(wù)及材料費(fèi)用和井隊(duì)停鉆修理費(fèi)用約4.32萬元（上井維修用車輛費(fèi)用8 h×300=0.24萬元，人工費(fèi)用2人×8 h×50=0.08萬元，井隊(duì)停鉆損失4 h×10000=4萬元），相當(dāng)于單臺(tái)創(chuàng)效益4.32-0.1=4.22萬元，每年按生產(chǎn)15臺(tái)絞車計(jì)算，可創(chuàng)直接經(jīng)濟(jì)效益4.22×15=63.3萬元。并且避免了更換潤滑油泵時(shí)潤滑油泄漏問題，得到用戶的高度信任，間接提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

5 安全環(huán)保評(píng)述

絞車潤滑用外置油泵結(jié)構(gòu)，在我公司新制造絞車的應(yīng)用，使我廠設(shè)計(jì)制作的絞車在真正意義上做到了潤滑、安全、可靠，密閉性好，噪音小，可維護(hù)性好，完全符合QHSE要求。

6 結(jié)論

（1）絞車潤滑用齒輪油泵安裝位置及結(jié)構(gòu)合理，潤滑油泵傳動(dòng)裝置安裝在絞車架箱體內(nèi)，傳動(dòng)裝置由兩副軸承支撐，將扭矩傳遞給潤滑油泵，油泵僅承受軸向載荷;油泵、吸油過濾器、溢流閥安裝在整機(jī)箱體外，維修更換及調(diào)節(jié)潤滑系統(tǒng)方便。

（2）通過絞車潤滑用外置油泵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用，使我廠新制造鉆機(jī)的整機(jī)性能有所提高。

（3）絞車潤滑用外置油泵結(jié)構(gòu)可推廣應(yīng)用于石油鉆機(jī)鏈傳動(dòng)設(shè)備。

（4）絞車潤滑用外置油泵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用，使絞車滿足鉆井施工中的QHSE要求。

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