JC50D型一橇式绞车的提升特性及关键技术分析

鞠家奎，张忠平，孟萌，王祥伟，黄占鳌

（南阳二机石油装备（集团）有限公司，河南南阳 473006）①

20世纪70年代，直流驱动钻机就开始应用。发展至今，该种技术仍然具有很大发展空间［1］。绞车是钻机的关键部件，其工作性能关系到钻井质量、成本和钻井效率。以前的直流驱动绞车在调速性、传动稳定性、大扭矩直流电机的研究应用方面取得较好发展［2］，但存在几个特点：配备捞砂滚筒及猫头，不带自动送钻系统，分两橇布置，搬家、维修复杂。为此，开发高度自动化和智能化、一橇、模块式、低成本、配置更具现代化的钻井绞车尤为重要。南阳二机集团研制了新一代JC50D 型一橇式直流驱动绞车，以便进一步提高该类型钻机整体水平，满足目前钻井工艺要求。

1 传动原理

JC50D 型直流驱动绞车传动原理如图1。

1）主传动系统由2台直流电动机经联轴器同步驱动，经过中间轴变速后传动滚筒轴，实现绞车4个正挡和4个倒挡。主电机可按钻机的要求进行平滑柔性调速。

2）自动送钻系统由一台功率较小交流变频电机驱动，经大扭矩、超大减速比减速器和径向离合器后，将动力传递到滚筒轴，完成自动送钻过程。

图1 JC500D 绞车传动原理

2 技术参数

3 提升特性分析

以南阳二机集团生产的ZJ50D 型钻机为例，绞车的提升特性是大钩钩载与大钩钩速的关系。

大钩钩载可由式（1）计算：

式中：T为驱动电机的转矩，选用2台800kW 直流电动机为动力；i为传动系统总传动比；η1为传动系统总效率，η1＝0.78；η2为游动系统总效率，η2＝0.77（6×7绳系）；Z为支承游动载荷的钢丝绳根数，Z＝12；……