石油钻采设备及工艺-李振林 §4-1 转盘

§4-1转盘一、转盘的功用与使用要求二、转盘的结构组成与工作原理三、转盘的结构特点返回附：本节复习题四、转盘的特性参数一、转盘的功用与使用要求•钻井过程中，转盘要完成如下工作：1）转动井中钻具，传递足够大的扭矩和必要的转速；2）下套管或起下钻时，承托井中全部套管柱或钻杆柱重量；3）完成卸钻头、卸扣，处理事故时倒扣、进扣等辅助工作；涡轮钻井时，转盘制动上部钻杆柱，以承受反扭矩。•为保证转盘能实现上述职能，要求：1）转盘的主轴承有足够的强度和寿命；2）转台和锥齿轮能传递足够大的扭矩，能倒转，能可靠地制动；3）密封性好，严防外界的泥浆、油水污液渗入转盘内部，减缓齿轮和轴承的磨损。二、转盘的结构组成与工作原理•结构组成：转盘实质上是一个结构特殊的角传动减速器，主要由水平轴（快速轴）总成、转台总成、主辅轴承（负荷轴承、防跳轴承）和壳体等组成。•工作原理：三、转盘的结构特点•转盘结构特点主要表现在转盘轴承布置方案上。转盘轴承布置方案可分为两大类：1.主、辅轴承同在大齿轮下方2.主、辅轴承分置在大齿轮两侧，主轴承在下，辅轴承在上这种转盘主轴承易偏磨；转台－迷宫盘做成两体，污水、泥浆易漏入油池。•水平轴总成的结构方案1）水平轴上用同样一付调心轴承，分别从水平轴两端装配，这种结构不便于更换靠近小齿轮处的轴承油封；2）水平轴上两轴承采用不同型式或不同尺寸，且都由轴的一端进行装配。•转盘制动装置1）水平轴上装棘轮，采用这种方案时，对锥齿轮有损害；2）用销子或棘爪直接去制动转台，制动时齿轮副不参加传力综上所述：现代钻井转盘结构上应选取主、辅轴承同在大齿轮一侧；水平轴两轴承采用不同型式，可从轴一端装配，及直接制动转台的方案。四、转盘的特性参数1.通孔直径转盘通孔直径是转盘的主要几何参数，比第一次开钻时最大号钻头直径至少大10mm；2.最大静载荷转盘上能承受的最大重量，应与钻机的最大钩载相匹配；该载荷经转台作用到主轴承上，因此决定着主轴承的规格；3.最大工作扭矩转盘在最低工作转速时应达到的最大工作扭矩，决定着转盘的输入功率及传动零件的尺寸；4.最高转速转盘在轻载荷下允许使用的最高转速；5.中心矩转台中心至水平轴链轮第一排轮齿中心的距离。主、辅轴承分置在大齿轮两侧，主轴承在下，辅轴承在上：这种转盘主轴承易偏磨；转台－迷宫盘做成两体，污水、泥浆易漏入油池。主、辅轴承分置在大齿轮两侧，主轴承在下，辅轴承在上：这种转盘主轴承易偏磨；转台－迷宫盘做成两体，污水、泥浆易漏入油池。快速轴方补心辅助轴承大方瓦转台迷宫圈大锥齿轮转台制动块制动销迷宫圈负荷轴承调节锁紧螺母制动螺栓上迷宫盘下迷宫盘止动盘小锥齿轮制动棘轮双列调心轴承水平轴上装棘轮，采用这种方案时，对锥齿轮有损害；快速轴方补心辅助轴承大方瓦转台迷宫圈大锥齿轮转台制动块制动销迷宫圈负荷轴承调节锁紧螺母制动螺栓上迷宫盘下迷宫盘止动盘小锥齿轮制动棘轮双列调心轴承水平轴上用同样一付调心轴承，分别从水平轴两端装配，这种结构不便于更换靠近小齿轮处的轴承油封；水平轴上两轴承采用不同型式或不同尺寸，且都由轴的一端进行装配。用销子或棘爪直接去制动转台，制动时齿轮副不参加传力快速轴方补心辅助轴承大方瓦转台迷宫圈大锥齿轮转台制动块制动销迷宫圈负荷轴承调节锁紧螺母制动螺栓上迷宫盘下迷宫盘止动盘小锥齿轮制动棘轮双列调心轴承工作时，动力经水平轴上的法兰或链轮传入，通过锥齿轮传动转台，借助转台通孔中的方补心和小方瓦带动方钻杆、钻杆柱和钻头转动；同时，小方瓦允许方钻杆轴向自由滑动，实现钻杆柱的边旋转边送进；起下钻或下套管时，钻杆柱或套管柱可用卡瓦或吊卡座落在转台上。主、辅轴承：•主轴承为向心止推球轴承，起承载和承转作用。静止时，承受最重套管柱重量；旋转工作时，承受主要由方钻杆下滑造成的轴向载荷及锥齿轮传动所形成的径向载荷。主轴承、锥齿轮共用一个油池，飞溅润滑。•辅助轴承也是向心止推球轴承，起径向扶正和轴向防跳作用。辅助轴承单独用黄油润滑，迷宫密封。也有的转盘，主、辅轴承共用一个油池。快速轴方补心辅助轴承大方瓦转台迷宫圈大锥齿轮转台制动块制动销迷宫圈负荷轴承调节锁紧螺母制动螺栓上迷宫盘下迷宫盘止动盘小锥齿轮制动棘轮双列调心轴承转台总成如同一根又短又粗的空心立轴，借助主轴承（负荷轴承）坐在壳体上。下部辅助轴承防止转台倾斜和向上振跳。转台中心通孔都比较大，以便通过钻井中开井所用的最大号钻头。通孔内装着方补心和跟方钻杆相配合的小方瓦，两者通过锁销锁在转台体上。转台上部静配合装着一个迷宫盘，构成一整体结构，防止泥浆污水漏入转盘油池内。快速轴方补心辅助轴承大方瓦转台迷宫圈大锥齿轮转台制动块制动销迷宫圈负荷轴承调节锁紧螺母制动螺栓上迷宫盘下迷宫盘止动盘小锥齿轮制动棘轮双列调心轴承快速轴方补心辅助轴承大方瓦转台迷宫圈大锥齿轮转台制动块制动销迷宫圈负荷轴承调节锁紧螺母制动螺栓上迷宫盘下迷宫盘止动盘小锥齿轮制动棘轮双列调心轴承水平轴总成：水平轴（快速轴）头部装有小锥齿轮，尾部装联接法兰（万向轴传动时）或链轮（链传动时）。轴通过一付双列调心轴承和套筒座在壳体中，套筒的作用是使水平轴能进行整体式装配。轴中部有制动棘轮，通过壳体上的棘爪可实现转台的制动。水平轴下方壳体构成一独立油池，使水平轴轴承得到良好的润滑。结构复习题1.何谓