《机械毕业设计（论文）-修井机绞车设计（全套图纸）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械毕业设计（论文）-修井机绞车设计（全套图纸）（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 1 页 共 43 页摘要修井机是油田用于修井作业不可缺少的设备，绞车是修井机上的核心部分。本文介绍了修井机的类型、特点以及国内外的发展状况。XJ-450 修井机是一种较小规模，它的设计是为小型修井作业而设计的。通过对已有的方案对比分析确定了 XJ-450 修井机绞车总体设计方案:通过对载荷及动力传动方式的分析选择了钢丝绳，完成了滚筒体，滚筒轴和链轮的结构设计;同时，在文中对刹车和离合器进行了简单的介绍和选择，确定了刹车盘的冷却方式;完成了绞车组成系统设计选择和主要构件的设计选择;并对滚筒轴等主要构件进行了校核:对链条计算方法进行探讨;最后，对修井机进行了经济型评价，从而完成了整体的设计，得
2、出了一些结论。关键词:修井机;绞车;滚筒；滚筒轴 XJ-450全套图纸，加第 2 页 共 43 页第 3 页 共 43 页AbstractWorkover rig is the necessary equipment that is used for workover jods in oil tied .And drawworks is the core of parts in worover rig .This article inuduced the workover rig type, the characteristic as well as the domestic and fore
3、ign development present situation .XJ-450 workover rig is developed for small scale workover jobs.XJ-450 workover rig overall design project is selected based on making conparision and analysis of the current transmission project design. Through analyzing the load power transfer manner chose proper
4、wirerope and competed the structure design of drawwork and drumbo and drum shaft .Meanwhile simply introduced and chosed Allison transmission box installation, brakes and clutch. Chosed proper cooling system for brakes. And the match analysis between twist alter apparatus and diesel oil power is fin
5、ished. Also designed and chosed the main component and finally carded out force analysis to make sure the safe of dram body, drum shaft. Finally, has carried on the economy appraisal to the workover rig and competed the whole design the work, and get some conclusion.Keywords:Workover rig;drawworks；d
6、rumbo ；drum shaft第 4 页 共 43 页目 录摘要 .1第一章 修井机绞车基本参数 .51.1 绞车工作原理及主要结构图 .51.2 XJ450 的基本参数及要求 .71.3 确定参考的绞车类型 .81.4 XJ450 传动系统 .9第二章 滚筒和滚筒轴的设计计算 .102.1 快绳的运动分析 .102.2 游动系统钢绳拉力和效率 .122.3 各个参数计算与选取 .14第三章 轴的设计 .18第 5 页 共 43 页3.1 按扭转强度条件估计最小轴径 .183.2 轴的设计 .19第四章 滚筒的计算 .284.1 扭矩与弯矩 .284.2 滚筒体所受的载荷 .29第五章 刹
7、车类型的分析和选取 .35结论 .37参考文献 .38致 谢 .39第 6 页 共 43 页第一章 修井机绞车基本参数1.1 绞车工作原理及主要结构图绞车一般有五种类型，即单轴，三轴，五轴等。单轴绞车是将滚筒和猫头在同一根轴上操作，该绞车的不足是猫头的转速过高，位置过低，操作不便：双周绞车是将滚筒和猫头各自装在两根轴上，靠链条联系在一起，其不足是由于变速机构与传动系统采用了齿轮和链条两种方式，使得管理和维修不方便：三轴绞车能实现独立的三低一高档转速，是重型和超重型绞车的典型方案，但是机构复杂，效率低下：两个单轴绞车是将主滚筒与猫头分开在不同的两个单元上，可高低位布置，结构简单，特别适宜于电驱动
8、方式，在超深井和海洋钻井中应用较多。如图 1-1 所示，动力机 1 将自身的能量以旋转的形式传递给绞车变速系统 2，变速系统根据钻机、修井机等所要执行的动作将速度调整到合适的数值范围，然后将扭矩传递给运动转换系统 3（即滚筒） ，滚筒再通过钢丝绳 5 带动天车 6、游车7、大钩 8 等游吊系统，最终完成大钩上移或下行的垂直运动，达到下放或起出钻具等目的。在这一运动转换过程当中，如遇紧急情况需要停车或需要绞车承受部分钻第 7 页 共 43 页具载荷，改第 8 页 共 43 页善井下钻头钻压，则需通过刹车控制系统 4 来实现。绞车的工作原理如图：图1 绞车工作原理1.2 XJ450 的基本参数及要
9、求小修深度 m 2-7/8钻杆 5500修井深度 m 2-7/8钻杆 4500最大钩载 kN 1125提升系统绳系 8大钩最大提升速度 m/s 1.5井架形式 桅杆、双层、液缸起升、伸缩第 9 页 共 43 页表 1 Xj450 相关参数1.3 确定参考的绞车类型表 2 xj450 绞车相关参数井架高度（净空） m 31 .3游动系统结构 45大绳直径 mm 26绞车形式 单滚筒、配 22SR 水刹车绞车额定功率 kW(HP) 400绞车提升档位 五正一倒快绳最大拉力 kN 210型 号 JC21D形 式 单滚筒额定功率 400kW技术参数 主滚筒(里巴斯绳槽)直径 mm 450滚筒体长度 m
10、m 912直径 mm 1070宽度 mm 310刹车毂冷却方式 喷水冷却刹车带包角 345o钢丝绳直径 mm 26第 10 页 共 43 页1.4 Xj450 传动系统Xj450 传动系统图快绳拉力 kN 210(第二层)型号 ATD-324H（气动推盘）型式 气动推盘传递扭矩 54731N.m离合器工作压力 0.7Mpa辅助刹车 Wcb224第 11 页 共 43 页第二章 滚筒和滚筒轴的设计计算2.1 快绳的运动分析本机为 45 结构，钢丝绳的死端固定在死绳固定器， 活端固定在主滚筒上。如图所示：图 2 游动系统穿绳图3 游动系统穿绳简图第 12 页 共 43 页设 V 为大钩速度， 为钢
11、丝绳速度，v为天车滑轮速度，Z 为有效绳数。0为滑轮直径。则钢丝绳速度由快绳侧至死绳依次为:D轮01823645V672890天车滑轮的切向速度 V，和转速 n 依次为:116088,VvnD轮226,轮33044,Vvn轮44622,D轮550,vn结论:通过上述分析一可见，在起钻过程中快绳一侧的滑轮转速比死绳一侧的转速快数倍。所以，当天车、游车进行检修时，应将其滑轮及轴承相互倒换，以使轴第 13 页 共 43 页承第 14 页 共 43 页的寿命均衡。在设计轴承选型计算时，应以快绳的轴承工况为依据。同样，在快绳侧的钢绳由于弯曲次数比死绳次多出数倍，前边的钢绳会提前疲劳断丝，所以钢绳经过一定
12、时间后，应从死绳端储绳卷筒中放出新绳，从滚筒上截掉一段旧绳，然后重新固定缠好，即一段一段向滚筒力方向补充新绳。2.2 游动系统钢绳拉力和效率设 为起升时游动系统的起重质量和效率， 为下钻时游系统的,Q游游 ,Q游游起重质量和效率，P、P为快绳和死绳的拉力， 为游绳的拉力。12,zP(1) 大钩静止时，各绳拉力相等。即: 12zZQP绳(2) 当起升时，由于滑轮轴承的摩擦阻力和通过滑轮时的弯曲阻力，使各绳拉力发生变化：即: 21zP设 为一个绳轮的效率，则:因为 12+zQ游第 15 页 共 43 页故 231+.zPQ（ ）游所以 ()=z游Z游 游所以起升时的游动系统效率为: (1)=z游可见游动系统的效率上要取决于游动系统的有效绳数 Z，Z 越多则效率越低。其次是与单轮效率有关， 的大小取决于滑轮轴承类型和钢绳的特性。（3）下钻时的情况与上升时刚好相反。即: 121zzPP12 1(.) zzQ游因为 (1)Zz游 游(1)=z游起钻和下钻时游绳拉力时不同的，其中起钻时快绳拉力最大，这是快绳拉力为 P 时绞车的参数选择和核算钢丝绳的重要依据。 第 16 页 共 43 页2.3 各个参数计算与选取2.3.1 钢丝绳的选取因为大钩起升时快绳拉力为
