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鉆桿動力鉗使用說明書

發布時間:2009-09-22 來源:揚子工具集團 瀏覽次數:28050

鉆桿動力鉗使用說明書
概    況 ZQ203—125鉆桿動力鉗為ZQl00鉆桿動力鉗的換代產品,可廣泛適用于石 油礦場鉆井(修井)作業,其鉗頭系開口型,能自由脫開鉆桿,機動性強。本鉗為旋 扣鉗和扭矩鉗一體結構,使用本鉗上卸扣,不需貓頭、吊鉗和旋繩(或旋鏈),操作 簡便、安全、省力,作業效率高,特別適用于起下鉆頻繁,鉆井周期長的場合。 ZQ203—125鉆桿動力鉗比原ZQl00鉆桿動力鉗有較大的改進,其扭矩更大, 結構新穎,并安裝了自動門和低檔上扣自動卸荷等裝置,對下鉗夾緊和門栓關啟、 鉗身移送等進行了聯動控制,機械化程度更高。 ZQ203—125鉆桿動力鉗所具有的特點: 1、采用液氣聯合控制系統,對鉗子夾緊作業和門栓關啟、氣缸移送等動作進 行聯動控制,增強了工作的可靠性: 2、采用上下鉗合體結構,避免鉆柱在大扭矩作用下彎曲的可能性,并防止鉆 柱在卡瓦中打滑: 3、采用輕便靈活的鉗頭浮動方案,使吊裝大大簡化:自動對中夾緊機構可保 證新舊接頭卡緊可靠: 4、增強型的鉗身和與夾緊聯動的自動門,有效限制了大扭矩作業時鉗頭的變 形: 5、鉗頭中獨特的坡板與堵頭聯接結構,拆裝維護極為方便; 6、氣胎離合器不停車換檔機構,操作簡便,扭矩與速度均能控制,正反方向都 可產生最大扭矩和速度: 7、實現低檔上扣大扭矩自動卸荷,有效地保護了鉆柱接頭絲扣; 8、上下鉗夾緊分別采用剎帶和夾緊缸,結構簡單,采用氣缸移送鉗身,不需人 推拉鉗子。 1、液壓系統 額定流量 最高工作壓力 2、氣壓系統 1作壓力 一、鉆桿動力鉗的性能 1 14Lrain 20MPa 0.5—1MPa 3、在不同流量下,鉗頭轉速如下表:

    流  量     鉗頭  轉速r.P.m
    Lrain     高    檔     低    檔  
    1 14     40     2.7
    100     35.1     2.4
    90     3 1.6     2.1
    80     28     1.9
    70     24.5     1.7
    60     21     1.4

4、在不同壓力下,鉗頭扭矩如下表:

    液壓系統壓力 MPa     鉗頭扭矩N.m高    檔     低    檔
    20     12500     125000
    17     10000     100000
    15.5     9300     90500
    1 3.0     8500     8 1 100
    1 1.0     7700     66100
    9.0     5700     53900
    7.0     3900     41700
    5.0     3070     29500

  5、適用管徑 1)鉗頭顎板有5種規格尺寸選用。 顎板種類:8Ⅳ、512Ⅳ、5Ⅳ、412rr.,312t7 適用范圍:8Ⅳ鉆鋌(0203—0193mm),5w鉆桿接頭(0178—0168mm), 5Ⅳ鉆桿接頭(0162—0152mm),412,7鉆桿接頭(0146—0136mm), 312,7鉆桿接頭(0121—01 11mm)。 2)每種規格接頭允許磨損量為lomm,允許偏磨3mm。 3)公母接頭總長應不低于420mm。 6、其它性能參數 1)移送顯巨離    1500mm 2)門栓轉角    900 3)拔盤轉角    >750 4)外形尺寸、重量 動力鉗外形:長×寬×高=1720×1050×1750mm 動力鉗重量:2600kg 二、鉆桿動力鉗的作業范圍 1、起下鉆作業 在扭矩不超過l25kN.m的范圍內上卸鉆桿接頭絲扣。 2、正常鉆進時卸方鉆桿接頭。 3、上卸8Ⅳ鉆鋌。 4、甩鉆桿 甩鉆桿時,調節吊桿的螺旋桿,使鉗頭和小鼠洞傾斜方向基本一致。調節移 送氣缸方向,使鉗頭對準小鼠洞后即可進行甩鉆桿。 5、活動鉆具 由于鉆機傳動系統的故障,使絞車、轉盤不能工作,鉆具在井內不能活動。為 了防止粘吸卡鉆,可把下鉗顎板取出,鉗子送到井口,將鉗尾左右兩邊繃上繩子, 以限制鉗體轉動.然后視鉆具規格讓上鉗換上相應顎板咬住方鉆桿接頭或鉆桿接 頭打開轉盤銷子,摘開轉盤離合器,轉動上鉗,驅動座在轉盤上的井下鉆具轉動。 要求用低檔(2.7rpm)轉速活動井下鉆具,時間不應太長(一般在半小時左右)。 三、鉆桿動力鉗的主要部件及結構 1、兩檔行星變速箱 1     為了實現鉆桿動力鉗作業時高速低扭矩旋扣和低速大扭矩沖扣,本鉗采用了 兩檔行星變速機構和獨特的不停車換檔剎車機構,操作方便,提高了鉗子的作業 時效。(圖1,2) 圖2為鉆桿動力鉗的傳動示意圖,鉗子位于高檔時,液馬達帶動裝有游輪23 的上框架轉動,當剎住上內齒圈22時,動力從太陽輪21輸出:鉗子位于低檔時, 液馬達帶動上框架轉動太陽輪Z6,當剎住下內齒圈24時,動力從裝有游輪Z5的 下框架輸出。 2、齒輪傳動裝置 參見圖1,加強型的動力鉗下殼(27)與安裝行星變速箱的上殼(22)及壓蓋 (29)組成了減速齒輪的傳動箱,惰輪軸(40)將上、下殼和壓蓋三件聯接,使結構更 可靠,保證了各齒輪的正常轉動。 參見圖2,兩檔行星變速箱的輸出軸就是二級齒輪減速裝置的輸入軸,動力 經第一級齒輪減速(Z7。Z8),第二級齒輪減速(Z9。Zl0。Zll),最后帶動缺口齒 輪Zll轉動。兩個惰輪Zl0的作用是考慮齒輪29運轉時,動力連續傳至缺口齒 輪Zll.即“過缺口”的需要。 3、鉗頭 1)卡緊機構 參見圖1,卡緊機構由傳動部分的缺口齒輪(4),通過三個銷子(12),帶動浮 動體(5)轉動。剎帶(42)始終以1000N.Ill左右的力矩剎住制動盤(6),帶有顎板 (43)的顎板架(7)與制動盤用螺栓相連,當浮動體開始轉動時,鉗牙未與接頭接 觸,故制動盤和顎板架均被剎住而不轉動。由于有一定坡角的坡板(46)隨浮動體 轉動,所以顎板背部的滾子(45)將沿坡板的曲面上坡,顎板向中心靠攏,最后夾緊 接頭。這時缺口齒輪將帶動浮動體上的制動盤、顎板架、顎板及鉆柱旋轉,進行上 卸扣作業。下鉗用夾緊氣缸(49),推動顎板架在殼體內轉動,從而卡緊或松開下 部接頭。 本鉗坡板直接裝在浮動體和下殼的坡板槽內,不需螺栓等聯接件,結構簡便。 堵頭(10)裝在顎板架的燕尾槽內,用于對正鉆桿,并用活動銷(11)將堵頭聯接,按 下活動銷,即可取出堵頭,拆裝極方便。 2)浮動機構 參見圖1,本鉗采用輕便靈活的鉗頭浮動的方案,浮動體通過四個彈簧(56) 和彈簧座筒(55)座到缺口齒輪上,依靠彈簧的彈性可保證浮動體有足夠的垂直位 移。為了保證在接頭偏磨時仍能夾緊,浮動體還可以相對于缺口齒輪作水平方向 的位移。該位移靠裝在缺口齒輪上的三個銷子(12)及方套(1 3)與浮動體上的矩 形孔間的間隙來保證。 3)制動機構 參見圖1,制動盤外邊的兩根剎帶(42),連桿(39)和剎帶調節筒(35)組成制 動機構,轉動調節筒可調節筒內彈簧的彈力,以改變剎車力矩的數值。本制動機 構還能對浮動體有良好的扶正作用和適應偏心接頭的要求。 4)復位機構 本動力鉗有三個復位對缺口要求,即:浮動體與殼體對正:上鉗顎板與浮動體 對正:下鉗顎板架與殼體對正。采用高檔大致對正后,再以低檔準確對正的方法, 使浮動體與殼體對正。上鉗顎板架與浮動體對正和下鉗顎板架與殼體對正完全 相同。 參見圖1,B—B剖視圖中,定位銷(57)裝在浮動體上,半月形定位轉銷(58)與 定位手把(14)相聯,裝在制動盤上。顯然,圖示位置浮動體可向右對制動盤作相 對運動,即作逆時針轉動(卸扣位置)。若將定位手把反轉1 800,浮動體可向左對 制動盤作相對運動,即作順時針轉動(上扣位置)。當浮動體反方向轉到定位銷 (57)碰到半月形定位轉銷時,制動盤與浮動體對正。 為了便于觀察,在安裝時使上鉗定位手把指向與上扣(或卸扣)旋轉工作方向 一致。下鉗定位手把與上鉗定位手把一致。下鉗復位機構的定位銷與夾緊氣缸叉 頭的銷軸合并為拔盤銷(53),并用開口銷固定于氣缸叉頭(54)上,夾緊氣缸裝在 下殼的支架上。 4、自動門 參見圖1,在本鉗下殼開口的一側,安裝有自動門。自動門的門栓(30)將下殼 的開口聯接,門栓上的齒與齒條(32)相嚙合。當聯動缸(1)在控制系統的作用下 動作時,長活塞(3)帶動齒條轉動門栓,實現門栓的關啟。齒條(32)與滑動機構安 裝于小殼(3 1)內,聯動缸裝在小殼上,小殼聯接在下殼的開口側。該自動門的動 作與動力鉗的夾緊移送實現了聯動。當鉗子未夾緊管柱時,門在復位彈簧(2)的 作用下,處于開啟狀態,鉗身可前后移送,便于管柱進出鉗口。當鉗子夾緊管柱時, 在聯動缸的作用下,門自動關閉,將開口聯接,使動力鉗工作的強度增加:同時鉗 身不能移送,鉗子處于工作狀態。 5、液壓系統 參見圖3,本鉗液壓系統簡便,只有液馬達用液壓油。液壓動力站(1)輸出的 液壓油經手動換向閥(3)到液壓馬達(4),操作手動換向閥可使液壓馬達實現正反 轉。 系統上裝有壓力扭矩表(2),操作時可直接讀出上卸扣壓力和工作扭矩。為了 實現上扣扭矩控制,裝有低檔扭矩可控的上扣溢流閥(5),該溢流閥可在溢流氣缸 的作用下,低檔上扣大扭矩時自動溢流卸荷(圖4)。 本動力鉗有專用液壓動力站,需要可另行訂購。 6、氣控系統 參見圖4,本動力鉗采用鉆機本身的壓縮空氣作為氣源。為了避免長距離輸 氣管線影響流量,本鉗用吊桿內腔貯存壓縮空氣,吊桿內腔就是氣路中的氣包 (6)。 采用三個三位四通手動換向閥(5)分別控制氣胎(1,2),夾緊氣缸(11)和移送 氣缸(12)的動作,三個手動換向閥裝于統一的氣控板上,便于操縱作業。 控制低檔氣胎(2)的氣路上裝有溢流氣缸(3),當低檔上扣扭矩超過額定值 時,溢流氣缸動作,打開上扣溢流閥,液壓系統溢流卸荷,對保護鉆桿絲扣很有幫 助。 控制移送氣缸(12)的氣路上裝有二位三通氣控閥(8),控制夾緊氣缸的氣路 上裝有聯動氣缸(1 0),對動力鉗的夾緊作業與氣缸移送和門的關啟實現了互動,從 而減少了操作時的誤動作,增強了工作的可靠性。 7、移送裝置 參見圖5,本鉗采用移送氣缸(7)對鉗身進行前后移送,將移送氣缸一端的叉 頭用萬向節(2)和銷軸(1),與動力鉗下殼的耳子相聯,另一端與卡子(8)相聯。用 鋼絲繩(3)在兩側分別將動力鉗下殼上的尾板和套于移送氣缸上的滑套(6)連接, 彈簧(4)保證了鉗身移送時的平穩?ㄗ(8)與固定于井臺上的方形尾柱聯接。 四、鉆桿動力鉗的安裝與運轉 1、大慶I一1 30型鉆機上的安裝(圖6) 1)將5噸單滑輪固定在天車底部大梁上。 2)用58Ⅳ一34Ⅳ鋼絲繩穿過滑輪,鋼絲繩一端卡在鉆桿動力鉗吊桿螺旋桿 上,另一端穿過5噸單滑輪,固定在3噸手拉葫蘆鉤子上,而手拉葫蘆是用鋼絲繩 固定在底座大梁上。鉗子的高度按規定離開吊卡40毫米。 3)安裝尾柱,尾柱安裝在井架底座上。尾座上部用卡子和井架卡緊,安裝時 應注意井口、鉗子、尾柱在一條線上。 4)移送氣缸頭部與鉗子相連;钊麠U叉頭通過萬向節與尾柱的卡子相連。注 意:移送缸靠尾柱端應比靠大鉗端低l00—250毫米。 5)為了使鉗子自動遠離井口(無壓縮空氣時),可以在二層臺附近裝正反螺 一、一 桿.以向后拉大鉗。 2、羅馬6000米鉆機上的安裝(圖7) 羅馬6000米鉆機鉆臺面積大,又采用A型井架,鉗子可裝在貓頭軸附近,在 底座上焊一個很短的尾套,即代替原來的尾柱。移送缸放在鉗子尾部,尾套與移 送缸固定端和鉗子與移送缸固定端的高度差100—200毫米。 3、ZJ45鉆機上的安裝(圖8) 4、鉗子的調平 鉗子調平是一個極重要的問題,鉗子不平不僅會出現打滑,而且會造成鉗子 的損壞。 將液壓系統的管路和氣路管線接好后,把移送氣缸和鉗尾聯接起來,操作換 向氣閥將鉗子送到井口(井口應有鉆桿便于調節)。調節鉗子高度,使其鉗子底部 與吊卡上平面保持一定距離(40毫米)。鉗子缺口進入鉆桿后,可站在鉗頭前邊觀 察左右平不平,如不平轉動吊桿上螺旋桿,改變吊裝鋼絲繩的左右位置來調平,左 右基本調平后,觀察上下鉗兩個堵頭(圖1中序號10)是否分別與鉆桿公母接頭 貼合,若有一個沒貼合,則說明鉗子不平,可用調節吊桿的調節絲桿(圖1中序號 19)的辦法,把鉗頭調到使公母接頭與上下兩堵頭相貼合。一般鉗頭上平面與轉 盤平面平行即可。 5、試運轉 1)接好氣管線后,操作高低檔氣閥、下鉗夾緊氣閥和移送缸氣閥,觀察各件動 作是否靈活和漏氣,各聯動件動作是否正常。 2)用低檔空轉1—2分鐘,低檔空轉壓力在2.5MPa以內。 3)用高檔空轉1—2分鐘,高檔空轉壓力在5MPa以內。 4)馬達運轉試驗,并對鉗頭復位機構進行試動作。 5)將鉗子送入井口,下鉗卡住接頭。 用高檔試驗上扣和卸扣壓力(不用低檔,以免扭壞接頭),并調好上卸扣壓力 (上扣壓力在上扣溢流閥調節,卸扣壓力在總溢流閥調節),使其符合該井的需要。 五、鉆桿動力鉗的扭矩和轉速調節 1、鉗頭轉速 鉗頭轉速與油泵供油量成正比,出廠時,鉗頭轉速已調好。 2、鉗頭扭矩 鉗頭扭矩與液壓成正比。出廠時,上扣溢流閥的壓力已調定好。 一6一      六、操作規程     1、打開鉆機到鉗子氣管線閥門。(條件許可時此閥門應布置在司鉆操作臺 上、) 2、啟動油泵,使油泵在空載情況下運轉,系統壓力表的壓力不應超過l5大 氣壓為正常。 3、檢查鉗頭顎板尺寸與鉆桿接頭尺寸相符合后,把鉗頭上兩個定位手把根 據上扣或卸扣轉動相應位置(圖1中序號14、48)。 4、操縱移送氣缸換向閥使鉗子平穩地送到井口,嚴禁把氣閥一次合到底使 鉗子快速向井口運動造成撞擊。若鉗子高度不合適可操作手拉葫蘆,調節到合適 位置。 5、在鉗子送到井口,鉆桿通過缺口進入鉗頭后,觀察鉗頭上下兩堵頭是否與 公母接頭貼合,爾后操縱夾緊缸換向氣閥使下鉗夾緊接頭,將移送氣缸換向閥回 到零位,將氣放掉。 6、根據上卸扣需要,高低檔的換向閥轉到相應位置,在使用中可不停車進行 換檔。 7、馬達在正反轉是通過H型手動換向閥來實現的,根據上卸扣的需要可更 換手柄位置。 8、復位:即是鉗頭缺口相互對準的過程。當上完一個扣或卸完一個扣時必 須操作手動換向閥,使其鉗頭向工作狀態反向轉動。在復位時根據各缺口相距遠 近可操作高低檔換向氣閥.用高低檔變換的辦法實現。在高檔復位時應盡量少用 手動換向閥,而應熟練地使用換向氣閥以減少慣性沖擊。 9、卸扣時,當公扣全部從母扣中旋出后(即鉆具反轉5圈半或聽到鉆具卸開 后下落的響聲后),即可將換向氣閥向上扣方向轉動復位。在上鉗松開鉆具而未 對準缺口亦允許停車提立根,提出立根后繼續復位,這樣節約時間。 10、在公扣沒有全部從母扣中旋出前不能上提以防滑扣頓鉆。當上鉗沒有 松開鉆具前不允許上提,以免提出浮動部分或鉆具上砸損壞機件。 11、操作夾緊氣缸換向氣閥到工作位置的相反位置,使下鉗恢復零位對準缺 口。 12、操縱移送氣缸換向氣閥使鉗子平穩地離開井口。 1 3、若全部起完或下完鉆后,把所有液氣閥復零位,停止油泵,把鉆機方向來 氣閥門關死切斷氣路。 14、搬家時應封閉好液氣管路接頭,以防污物進入液氣管路。     15、上下鉗的定位手把(圖1中序號14、48)的位置是根據上扣或卸扣要求 而定。但變換位置時,鉗頭的各個缺口必須對正后方可操作,否則機構失靈。 鉆桿動力鉗操作口訣: 鉗子一定送到頭,下鉗卡牢轉鉗頭,上卸扣完對缺口,松開下鉗往回走。 七、鉆桿動力鉗的維護保養 1、建立崗位責任制。 2、液壓系統的濾清器根據使用情況,要及時清洗或更換其濾芯,以防濾芯被 污物堵塞,影響正常使用。 3、新鉗子使用后,一個月就應換掉液壓油(或沉淀),以后每半年換一次液壓 油。在使用過程中,油箱油面不允許低于油面指示器下限,若低于下限應隨時補 充。向油箱加油時,應避免其它雜物混入油箱。 4、鉗頭每次起鉆之后用清水沖洗干凈,夏天用壓縮空氣吹干,冬天用蒸氣吹 干。坡板(圖1中序號46)和滾子(圖1中序號45)部分清洗干凈后涂一層薄黃油。 要求坡板清潔,滾子、銷軸轉動靈活。 5、每三口井換齒輪箱油一次,換變速箱二硫化鉬潤滑脂一次(井深按3000 米計算)。 6、液壓和傳動系統軸承的保養和壓風機軸承座的要求相同。 7、移送缸、夾緊缸及聯動缸在每次起下鉆完后用清水洗凈,活塞桿用棉紗擦 干涂一層薄油,伸出部分全部收入缸筒內。 8、每趟起下鉆后加50毫升清潔機械油潤滑氣路各元件并防銹。 9、其它油嘴黃油潤滑見下表:

部  位   黃油嘴數     周    期
    花鍵軸     1     每次起下鉆前打一次黃油
  夾緊氣缸支架     2     同上
    惰輪軸頭     2     同上
    14個滾子     14     同上

   


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