修井动力水龙头（经典）
,, 年 第, 卷 ,, , 闷应用技术 卜 增 扛 ,一 一 石 油 机 械 , ， , , , , , , ， , , , , , ,, , , , , , , , 修井动力水龙头装置的国产化 史永庆( 于新哉 胡 勇 摘要 、 前 胡 辛
( 大港油田新世纪机械制造有限公司) ( 大港油田井下作业公司) 国外 修井动力水龙头装置应用十分广泛，而国内 还没有生产该装置的专业厂 家 因此，很有必要进行修井动力水龙头装里的国产化研究。国产动力水龙头装置主要由动力水 龙头本体、 液压站和辅助控制系统, 部分组成。在介绍其结构原理的 墓础上，根据我国 石油提升 设备 规范， 结合国内 修井设备和工艺需要，并借鉴国外,,, ,动力水龙头装置， ,, ,, , 确定了国 产动力水龙头装里的主要技术参数。 升 ,勺 了 , 关键词 修井作业 动力水龙头 国产化
才 , , 国外动力水龙头装置应用十分广泛， 有多家公 司可提供系列化的动力水龙头装置， 其中以,,, ,, 公司生产的, 系列动力水龙头装置最为著名。,, ,, , 公司动力 , 水龙头装置的特点如下。 ()设备规模小、 , 结构紧凑、 运输方便、整 机质量仅为, ,, ,, , , ()可以在修井机、 , 通井机上安装使用， 适 合于多种,况。 〔 ()采用绷绳导向并承担工作扭矩，安装、 , 拆卸方便 ()采用液压驱动和气动控制，扭矩、 , 转速 输出无级调节， 操作简单灵活。 () 现, 顶部驱动的,作方式，可 , 直接接 单根或双根， 提高了 工作效率， 降低了 作业成本。 国内曾开展过动力水龙头方面的研究， 并研制 出 旋扣水龙头装置， 这种水龙头具有普通水龙头的 功能， 又可在接单根时旋转上扣， 但不能替代转盘 和方钻杆驱动钻柱旋转，因此不是真正意义上的动 力水龙头，目 前我国还没有生产动力水龙头装置的 专业厂家， 所以进行该装置国 产化研究 卜 分必要。 械产品， 对其进行国产化需要结合我国石油机械的 相关
标准
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和具体情况， 研制与国内 修井装备和作业 工 艺配套 的动力水龙头装置。 需解决以下几个 题: 问 ()根据国产修井装备确定动力水龙头的主 , 要技术参数， 提高配套能力。 ()配套件选用国 , 产标准件， 如水龙头提环和 冲 管组件， 提高国 产化率， 降低制造和维护成本。 ()关键元件选用国外优质产品， , 如液压泵、 液压马达，提高整机的工作性能 ()在国 , 外动力水龙头装置的基础上进一步 改进优化， 使之更加适合现场情况。 国产动力水龙头装置 , 装置构成 ( 开发 目 标和 内容 动力水龙头装置是机 、电、液一体化的石油机 国 产动力水龙头装置由动力水龙头本体、 液压 站和辅助控制系统, 部分组成汇。 ’ , ()动力水龙头本体 动力水龙头本体是装 , 置的执行部件，由 提环、 水龙头组件、 减速器三部 分组成 ( 如图 , 所示) ,, 动力水龙头采用 , 。,,, 形提环，上端与吊卡相连， 下端与减速器壳体相 连， 这种提环为非标准提环， 加工难度大、制造成 本高。考虑国内 水龙头提环标准， 选用国产标准提 环(上端与大钩直接连接， 这样， 一方面不影响其 史水庆，裔 ， 级 : 程师。 生干, , , 年， ,, , , 年毕业于西安石油学院机械系。获 , 硕士学位， 现从事石油钻采设备的研究和开发工作。地 址 :(,,, ,,“ ,,, ) , 大,,。电话:(, ) ,,, ， ， ,, , ,,, , ( 收搞 日期 : ,, , , ,, , , ;修改稿到 日期 :,, , , , , , ,, , )
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?,) , 石 油 机 械 ,, 年 第, 卷 增刊 ,, , 、作性能， , ( 另一方面可以降低设备造价。 水龙头组 件主要包括鹅颈管、 冲管总成和密封圈，与减速器 一体化连接，选用国内通用的,,, ,, 水龙头组件， 与减速器中空主轴构成钻井液通道。减速器为三级 齿轮减速， 采用双马达输人，两点啮合，主轴为减 速器输出轴，并通过圆锥滚子轴承和推力轴承支 撑 ，承受管柱载荷。 地区工作， 在油箱中安装热电偶对液压油加热，以 保证冬季作业液压油顺利进泵。 ()扭矩臂 装置采用绷绳和扭矩臂形式承 , 受工作过程中的 反扭矩， 如图, 所示，在提环销轴 上加装扭矩臂， 其前端铰接一圆环， 可穿入绷绳。 在动力水龙头安装时， 绷绳上端固定在天车底部， 下端与钻台连接， 在无需钻台的作业中，下端可以 用地锚固定。 在工作过程中， 主轴的工作扭矩施加 在扭矩臂上， 扭矩臂将扭矩施加在绷绳上， 当绷绳 绷紧时，限制了扭矩臂反转， 从而抵消了工作扭 矩。扭矩臂采用伸 缩式结构， 可以 根据作业机井架 的情况进行调整。 , 主要技术参数 ( 根据我国 石油提升设备规范， 结合国内 修井设 备和工艺需要，并借鉴 ,,, ,动力水龙头装 ,, ,, , ,， 确定国产动力水龙头装置的 技术参数如下: 额 载: , , , , ; 定钩 , , ,, , 允许钩载: , , ; ,, , , , ,, , 图 , 动力水龙头本体结构图
, 管总成; ,减 , 一提环; ,鹅 , 颈管; ,冲 , 速 器; , , ,液压马达; , ,主轴( ,扭矩臂; , ,绷绳 ( )液压站 液压站向整个系统提供液压 , 油，由主 液压泵、 辅助液压泵、 油箱、 控制元件和 油路附件构成， 主泵与动力水龙头本体上, 部液压 马达构成的闭式循环回路为主回路，驭动主轴旋 转， 最高系统压力为, , , ,,, , 。与 ,, 动力水龙 , 头装置液压回路相比，主液压泵进出口增设溢流 阀， 对进出口 压力进行设定， 从而控制本体主轴正 反转输出扭矩，达到保护钻具的目的。同时考虑到 气动控制系统工 作性能不稳定， 且经济性不好，改 用液压系统控制。申接在主泵上的辅助泵与液压绞 车 构成辅助液压系统， 最高压力为 , , , 用于 , ， , 驱动液压绞车和支持系统散热。 ( )发动机 选用 ,, , , , ,, , , ,, , , ( , 柴油发 动机， 输出功率 , , 最高转速, , , , ,， , ,, , , , ， , 与主泵连接为系统提供动力。 ()液压纹车 液压绞车是液压软管的盘卷 , 机构。由液压马达驱动绞车旋转， 通过换向阀改变 液压纹车的旋转方向， 在作业过程中配合本体上下
运动时收放液压软管。 最大 扭矩: , , 输出 ,, ; ,? 最高转速: , , , , , , , ; , 柴 机功 , , ; 油 率: , , , 最 钻井 环压 , ,, 循 力: , ; 大 液 , 钻井液管直径: , ; ,, , 中心管直径: , , , ,
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