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石油模塊鉆機用升降機的研制

技術應用 | 來源:中國輸送帶網 | 作者:[db:作者] 發布日期:2016-02-27 查看次數:2075

核心提示:  國內外陸地石油模塊鉆機通常使用K形井架,由于作業要求,井架有效高度通常在43m以上。為方便井隊專職人員作業、維護保養和巡檢,井架本體兩側設有通往二層臺、油管臺及天車平臺的梯子。由于井隊專職人員需經

  國內外陸地石油模塊鉆機通常使用K形井架,由于作業要求,井架有效高度通常在43m以上。為方便井隊專職人員作業、維護保養和巡檢,井架本體兩側設有通往二層臺、油管臺及天車平臺的梯子。由于井隊專職人員需經常上下井架(以7 000m鉆機為例,每個鉆井月操作人員上下井架達40多次)不但存在一定危險,而且費時費力,每次上下井架工人需要佩戴防墜裝置及助爬裝置;另外,在天氣狀況較惡劣時,操作人員上下梯子則更加不方便和不安全;如果需要進行維修,攜帶零部件登高操作則危險性更大。

  針對現有模塊鉆機井架梯子使用不便的問題,2007年江漢石油管理局第四機械廠(以下簡稱四機廠)以現有民用建筑用施工升降機為基礎,結合石油鉆機的使用要求,開發了適用于不同模塊鉆機井架、底座形式的升降機,實現了式的一次突破。

  1技術分析1.1結構目前,模塊鉆機井架有2種主流形式,一種是井架主體在鉆臺以上部分均為斜段,另一種是井架主體在鉆臺面上為直段加斜段形式。針對此種情況,開發了2種型式的升降機,分別如(S0Q50型)、(S0Q150型)所示。

  2種類型鉆機專用升降機主要包括底盤、導軌架、附著系統、吊籠、傳動機構、防墜安全器、電纜導向裝置、限位開關系統、電氣控制系統等部分,如所示。

  升降機主要組成件1導軌;2附著系統;3傳動機構;4吊籠;5底盤。

  1.2工作原理2種類型鉆機專用升降機通過如下技術方案實現與井架的集成:在井架各段上通過U形螺栓及連接架,將升降機的導軌架附著于井架各段。在井架低位時安裝,隨井架整體起升,SOQ150型升降機在井架起升后還需安裝鉆臺面至地面的導軌架。

  升降機吊籠在鉆臺起升后吊裝。吊籠與導軌架間采用齒輪齒條嚙合驅動,吊籠在滾輪的約束下沿導軌運行。電動機、減速器、防爆開關、接線盒等放置在防爆箱內,固定在吊籠頂部,隨吊籠一起升降。

  在升降機吊籠的正面及側面開門,SOQ50型實現升降機從鉆臺面到天車的升降,C150型實現從地面到天車的升降。

  1.3主要技術參數2種類型升降機主要技術參數如表1所示。表1 2種類型升降機主要技術參數升降機型號額定承載質量/kg額定運行速度/安全限速器速度(m.s1)整機質量/kg從表1數據可知,SCQ50型升降機主要用于載人,SOQ150型升降機除載人外,還可替代現有模塊鉆機配備使用率低的1. 5t夜壓升降機。

  1.4安全設計石油鉆機使用中對設備安全要求較高,升降機與井架集成一體在安全方面需進行以下幾項研究:①設備如何滿足井場防爆要求;②如何保障升降機安全升降及安全收放電纜;③由于作業載荷變化較大,造成井架彈性頻繁變形時,如何確保導軌使用可靠性。

  針對上述技術關鍵點,筆者通過研究采取如下措施來保障升降機的使用安全性。

  1設備滿足防爆要求升降機需滿足鉆機井場防爆區域劃分要求,其電控系統結構簡單,使用元器件少,可靠性高,易實現整體防爆。電控系統由以下防爆部分組成:下電箱、過渡箱、上電箱、操作按鈕盒、墜落試驗按鈕盒、照明燈以及各種安全保護裝置。采用防爆電動機升降吊籠;操作按鈕置于防爆上電箱門上;選用防護良好、適應性滿足要求的電纜。

  2安全裝置齊全升降機帶有齊全的安全裝置,保證任何工況下,升降機乘坐者都處于被保護狀態,防止發生意外。安全裝置包括:各種電氣限位、安全限速器、機械防冒頂、安全鉤等。

  吊籠傳動機構中帶常閉式電磁制動器,保證吊籠啟動、制動平穩,在斷電的情況下,升降機的剎車自動鎖死,吊籠不能運行(手動解除后,通過防墜安全器可安全下行)吊籠導軌頂節的*上端沒有安裝齒條,防止在雙道電氣限位裝置出現問題時吊籠冒頂。

  吊籠配有防墜安全器,又稱限速器,保證吊籠出現不正常超速運行時及時動作,將吊籠制停(手動解除后,通過防墜安全器可安全下行)在升降機底部設有底盤,底盤上安裝有彈簧,可以減緩吊籠墜地的沖擊力。

  電纜隨動采用電纜筒方式,電纜筒固定在底部標準節上,護架固定在導軌架上,以保護隨行電纜有序地運行而不被損壞,如所示。

  導軌架由多節標準節通過高強度螺栓連接而成,作為吊籠上下運行的導軌。導軌架由4根立柱管和角鋼框架組焊而成。標準節結構如所示。

  標準節結構示意標準節立柱管(60 2齒條;3角鋼框架;4標準節連接螺栓。

  為了保證導軌架及齒條間定位穩定以保證吊籠安全升降,導軌架間采用定位管,齒條間采用彈簧定位銷。依據國家標準,導軌架間定位精度低于齒條間定位精度,其定位管與導軌管間定位精度小于0. 8mm彈簧定位銷定位精度小于0.3mm導軌架間用定位管定位方便可靠,精度及經濟性滿足使用要求;齒條間用彈簧定位銷,既便于齒條間的安裝,又能確保齒條間精確過渡,保證齒輪齒條間的可靠運行。導軌架定位模式如所示。

  準節24齒條15彈簧定位銷;6齒條2導軌架通過附著系統與井架相連,保證了整體結構的穩定性。升降機附墻裝置屬直接附著,根據井架的實際使用情況,采用3種不同的附著方式,如所示。


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