新聞摘要:摘要:為了滿足在山地、叢林、島嶼或沙漠腹地等無公路或道路條件不適合車輛行駛的油區進行鉆井和修井作業要求,江漢石油四機廠研制開發了直升機吊裝的模塊式鉆機,適合于高空運輸,鉆機在現場安裝和拆卸非常方便,并榮獲了2007年實用新型專利技術。
對于一些山地、叢林、島嶼或沙漠腹地等特殊地域,即使蘊藏豐富的石油資源,也因為無法修筑公路或交通條件不適合地面行駛而使勘探開采變得非常困難。 為了適應這些地域開采的特殊要求,需要研制開發一種直升機吊裝的模塊式鉆機,每個模塊的重量受到直升機提升能力的限制,而現有的車載式絞車和模塊式絞車均不能滿足直升機吊裝的要求,新設計的這種適應直升機吊裝的可拆分絞車模塊正好滿足了直升機對重量的要求,同時,由于鉆井工藝技術的不斷提高,每口井的純鉆井時間占整個鉆井周期的比例不斷下降,而拆卸、移運、安裝時間占的比例越來越大,因此要求設計出的鉆機各個模塊能拆裝便捷、吊裝可靠、移運高效。
本論文以SL20H鉆機為例,介紹這種適應直升機吊裝的可拆分絞車模塊的結構及其特點。
1結構
不同重量的絞車模塊,可以適合于不同噸位的直升機運輸, SL20H鉆機是一種高度集成的模塊鉆機。用戶要求整臺鉆機可以用4噸的小型直升飛機吊運,也可用12t的大型直升飛機吊運。根據這個要求,我們以車載ZJ20鉆機作為基本車型,進行了合理的模塊劃分和優化設計?？紤]4噸的模塊較小,各個系統設計時都按照4噸的小模塊進行,同時可以滿足12t的模塊組合。絞車作為鉆機的主要傳動部件,按4t的小模塊設計,滿足小型直升機搬運鉆機的要求。
如圖1和圖2所示,該絞車模塊分成了兩個吊裝模塊,每個吊裝模塊重量不超過4t,能夠滿足小型直升機吊裝的要求,其中一個吊裝模塊包括了帶離合器的角傳動箱, 帶離合器的202型水剎車,前半截動力輸入護罩,前半截水剎車鏈條護罩,連接座(用于固定角傳動箱和水剎車),另外一個吊裝模塊包括了絞車架,主滾筒,后半截動力輸入護罩和后半截水剎車鏈條護罩。連接座及絞車架都是通過螺栓螺母和撬座固定,前、后兩截鏈條護罩端部均焊有法蘭,通過活節螺栓連接,拆卸和安裝都非常方便。在吊裝模塊上焊有耳板,保證吊裝的可靠性,由于離合器是安裝在角傳動箱和水剎車輸出軸端,與安裝在主滾筒軸端相比,速度大扭矩小,選用的離合器型號要小,運行會更加平穩。
1. 角傳動箱;2. 離合器;3. 螺栓;4. 螺母;5. 連接座;6. 202型水剎車;7. 主滾筒;8. 絞車架;9. 前半截動力輸入護罩;10. 前半截水剎車鏈條護罩;11. 后半截動力輸入護罩;12. 后半截水剎車鏈條護罩;13 撬座;14.限位塊;15. 活節螺栓。
2特點
這種可拆分的絞車模塊能方便實現絞車空中搬運,作業現場的快捷安裝和拆卸,并且這是國內乃至國際直升機吊裝的模塊鉆機上首次實現吊裝模塊重量低于4t。
現有的單滾筒絞車,離合器都是安裝在主滾筒軸的兩端,動力通過角傳箱輸出軸上的鏈輪以及鏈條傳到主滾筒輸入鏈輪,再通過離合器帶動主滾筒軸轉動,水剎車布置在絞車架和主滾筒后側,也是通過輸出軸上的鏈輪、鏈條以及主滾筒軸端的離合器,實現輔助剎車的作用,現有的絞車重量均超過了4t,并且都是直接焊在車架或者撬座上,不能滿足直升機吊裝的要求。
可拆分模塊絞車與之最大不同之處在于,將離合器分別移到了角傳動箱和水剎車輸出軸上,由于角傳動箱輸出鏈輪的齒數比主滾筒上輸入鏈輪的齒數少,這樣角傳動箱輸出鏈輪的轉速比主滾筒輸入鏈輪的轉速大,而軸所承受的扭矩要小,所以選用的離合器型號比安裝在主滾筒軸上時要小,同樣,在水剎車上安裝的離合器型號比安裝在主滾筒軸上時也要小,另外,為滿足直升機吊裝的要求,將水剎車布置在了絞車架和主滾筒之前,和角傳動箱固定在同一個連接座上,絞車動力輸入護罩和水剎車鏈條護罩做成了分體式,前、后兩半截護罩分別固定在兩個不同的吊裝模塊上。為方便拆卸和安裝,前、后兩半截鏈條護罩端部均焊有法蘭,用活節螺栓連接,絞車模塊和撬座之間用螺栓螺母連接,并且在撬座上都定好了安裝位置,前、后、左、右均焊有限位塊,這樣既滿足了強度要求,又給安裝和拆卸帶來方便。動力傳輸方式詳見傳動示意圖3:
3安裝及拆卸
該絞車模塊可拆分成兩個吊裝模塊,分別為圖4和圖5所示。
用螺栓螺母將角傳動箱和202型水剎固定在連接座上,布置在主滾筒和絞車架之前,前半截動力輸入護罩和水剎車鏈條護罩分別固定在角傳動箱和水剎車上,組成了第一個吊裝模塊(圖4),后半截動力輸入護罩和水剎車鏈條護罩分別固定在主滾筒的兩側,與絞車架組成另外一個吊裝模塊(圖5),通過直升機或者其他運輸工具將兩個吊裝模塊搬運到作業現場,安裝時,將兩個吊裝模分別放在撬座上,由于撬座上均焊有限位塊,能保證安裝的準確定位,用螺栓螺母將連接座與撬座固定好,將絞車架與撬座固定好,分體式動力輸入護罩與水剎車鏈條護罩連接的法蘭均用活節螺栓固定,拆卸時,只需要松開活節螺栓,卸掉與撬座固定的螺栓螺母及傳動的鏈條后即可搬運,非常方便。
4現場應用
這臺直升機吊裝的模塊式鉆機在巴布亞新幾內亞作業三年的時間,反應良好,故障率低,創造了較好的經濟效益,作為主要傳動部件的絞車模塊也得到了用戶的肯定。當然,對于局部出現的密封失效和漏油問題,經過更改密封型式,已徹底得到解決,總體上受到了作業工人的歡迎。
