钻杆动力钳使用说明书

发布时间:2009-09-22 来源:扬子工具集团 浏览次数:9404

钻杆动力钳使用说明书
概    况 ZQ203—125钻杆动力钳为ZQl00钻杆动力钳的换代产品,可广泛适用于石 油矿场钻井(修井)作业,其钳头系开口型,能自由脱开钻杆,机动性强。本钳为旋 扣钳和扭矩钳一体结构,使用本钳上卸扣,不需猫头、吊钳和旋绳(或旋链),操作 简便、安全、省力,作业效率高,特别适用于起下钻频繁,钻井周期长的场合。 ZQ203—125钻杆动力钳比原ZQl00钻杆动力钳有较大的改进,其扭矩更大, 结构新颖,并安装了自动门和低档上扣自动卸荷等装置,对下钳夹紧和门栓关启、 钳身移送等进行了联动控制,机械化程度更高。 ZQ203—125钻杆动力钳所具有的特点: 1、采用液气联合控制系统,对钳子夹紧作业和门栓关启、气缸移送等动作进 行联动控制,增强了工作的可靠性: 2、采用上下钳合体结构,避免钻柱在大扭矩作用下弯曲的可能性,并防止钻 柱在卡瓦中打滑: 3、采用轻便灵活的钳头浮动方案,使吊装大大简化:自动对中夹紧机构可保 证新旧接头卡紧可靠: 4、增强型的钳身和与夹紧联动的自动门,有效限制了大扭矩作业时钳头的变 形: 5、钳头中独特的坡板与堵头联接结构,拆装维护极为方便; 6、气胎离合器不停车换档机构,操作简便,扭矩与速度均能控制,正反方向都 可产生最大扭矩和速度: 7、实现低档上扣大扭矩自动卸荷,有效地保护了钻柱接头丝扣; 8、上下钳夹紧分别采用刹带和夹紧缸,结构简单,采用气缸移送钳身,不需人 推拉钳子。 1、液压系统 额定流量 最高工作压力 2、气压系统 1作压力 一、钻杆动力钳的性能 1 14Lrain 20MPa 0.5—1MPa 3、在不同流量下,钳头转速如下表:

    流  量     钳头  转速r.P.m
    Lrain     高    档     低    档  
    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、在不同压力下,钳头扭矩如下表:

    液压系统压力 MPa     钳头扭矩N.m高    档     低    档
    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、适用管径 1)钳头颚板有5种规格尺寸选用。 颚板种类:8Ⅳ、512Ⅳ、5Ⅳ、412rr.,312t7 适用范围:8Ⅳ钻铤(0203—0193mm),5w钻杆接头(0178—0168mm), 5Ⅳ钻杆接头(0162—0152mm),412,7钻杆接头(0146—0136mm), 312,7钻杆接头(0121—01 11mm)。 2)每种规格接头允许磨损量为lomm,允许偏磨3mm。 3)公母接头总长应不低于420mm。 6、其它性能参数 1)移送显巨离    1500mm 2)门栓转角    900 3)拔盘转角    >750 4)外形尺寸、重量 动力钳外形:长×宽×高=1720×1050×1750mm 动力钳重量:2600kg 二、钻杆动力钳的作业范围 1、起下钻作业 在扭矩不超过l25kN.m的范围内上卸钻杆接头丝扣。 2、正常钻进时卸方钻杆接头。 3、上卸8Ⅳ钻铤。 4、甩钻杆 甩钻杆时,调节吊杆的螺旋杆,使钳头和小鼠洞倾斜方向基本一致。调节移 送气缸方向,使钳头对准小鼠洞后即可进行甩钻杆。 5、活动钻具 由于钻机传动系统的故障,使绞车、转盘不能工作,钻具在井内不能活动。为 了防止粘吸卡钻,可把下钳颚板取出,钳子送到井口,将钳尾左右两边绷上绳子, 以限制钳体转动.然后视钻具规格让上钳换上相应颚板咬住方钻杆接头或钻杆接 头打开转盘销子,摘开转盘离合器,转动上钳,驱动座在转盘上的井下钻具转动。 要求用低档(2.7rpm)转速活动井下钻具,时间不应太长(一般在半小时左右)。 三、钻杆动力钳的主要部件及结构 1、两档行星变速箱 1     为了实现钻杆动力钳作业时高速低扭矩旋扣和低速大扭矩冲扣,本钳采用了 两档行星变速机构和独特的不停车换档刹车机构,操作方便,提高了钳子的作业 时效。(图1,2) 图2为钻杆动力钳的传动示意图,钳子位于高档时,液马达带动装有游轮23 的上框架转动,当刹住上内齿圈22时,动力从太阳轮21输出:钳子位于低档时, 液马达带动上框架转动太阳轮Z6,当刹住下内齿圈24时,动力从装有游轮Z5的 下框架输出。 2、齿轮传动装置 参见图1,加强型的动力钳下壳(27)与安装行星变速箱的上壳(22)及压盖 (29)组成了减速齿轮的传动箱,惰轮轴(40)将上、下壳和压盖三件联接,使结构更 可靠,保证了各齿轮的正常转动。 参见图2,两档行星变速箱的输出轴就是二级齿轮减速装置的输入轴,动力 经第一级齿轮减速(Z7。Z8),第二级齿轮减速(Z9。Zl0。Zll),最后带动缺口齿 轮Zll转动。两个惰轮Zl0的作用是考虑齿轮29运转时,动力连续传至缺口齿 轮Zll.即“过缺口”的需要。 3、钳头 1)卡紧机构 参见图1,卡紧机构由传动部分的缺口齿轮(4),通过三个销子(12),带动浮 动体(5)转动。刹带(42)始终以1000N.Ill左右的力矩刹住制动盘(6),带有颚板 (43)的颚板架(7)与制动盘用螺栓相连,当浮动体开始转动时,钳牙未与接头接 触,故制动盘和颚板架均被刹住而不转动。由于有一定坡角的坡板(46)随浮动体 转动,所以颚板背部的滚子(45)将沿坡板的曲面上坡,颚板向中心靠拢,最后夹紧 接头。这时缺口齿轮将带动浮动体上的制动盘、颚板架、颚板及钻柱旋转,进行上 卸扣作业。下钳用夹紧气缸(49),推动颚板架在壳体内转动,从而卡紧或松开下 部接头。 本钳坡板直接装在浮动体和下壳的坡板槽内,不需螺栓等联接件,结构简便。 堵头(10)装在颚板架的燕尾槽内,用于对正钻杆,并用活动销(11)将堵头联接,按 下活动销,即可取出堵头,拆装极方便。 2)浮动机构 参见图1,本钳采用轻便灵活的钳头浮动的方案,浮动体通过四个弹簧(56) 和弹簧座筒(55)座到缺口齿轮上,依靠弹簧的弹性可保证浮动体有足够的垂直位 移。为了保证在接头偏磨时仍能夹紧,浮动体还可以相对于缺口齿轮作水平方向 的位移。该位移靠装在缺口齿轮上的三个销子(12)及方套(1 3)与浮动体上的矩 形孔间的间隙来保证。 3)制动机构 参见图1,制动盘外边的两根刹带(42),连杆(39)和刹带调节筒(35)组成制 动机构,转动调节筒可调节筒内弹簧的弹力,以改变刹车力矩的数值。本制动机 构还能对浮动体有良好的扶正作用和适应偏心接头的要求。 4)复位机构 本动力钳有三个复位对缺口要求,即:浮动体与壳体对正:上钳颚板与浮动体 对正:下钳颚板架与壳体对正。采用高档大致对正后,再以低档准确对正的方法, 使浮动体与壳体对正。上钳颚板架与浮动体对正和下钳颚板架与壳体对正完全 相同。 参见图1,B—B剖视图中,定位销(57)装在浮动体上,半月形定位转销(58)与 定位手把(14)相联,装在制动盘上。显然,图示位置浮动体可向右对制动盘作相 对运动,即作逆时针转动(卸扣位置)。若将定位手把反转1 800,浮动体可向左对 制动盘作相对运动,即作顺时针转动(上扣位置)。当浮动体反方向转到定位销 (57)碰到半月形定位转销时,制动盘与浮动体对正。 为了便于观察,在安装时使上钳定位手把指向与上扣(或卸扣)旋转工作方向 一致。下钳定位手把与上钳定位手把一致。下钳复位机构的定位销与夹紧气缸叉 头的销轴合并为拔盘销(53),并用开口销固定于气缸叉头(54)上,夹紧气缸装在 下壳的支架上。 4、自动门 参见图1,在本钳下壳开口的一侧,安装有自动门。自动门的门栓(30)将下壳 的开口联接,门栓上的齿与齿条(32)相啮合。当联动缸(1)在控制系统的作用下 动作时,长活塞(3)带动齿条转动门栓,实现门栓的关启。齿条(32)与滑动机构安 装于小壳(3 1)内,联动缸装在小壳上,小壳联接在下壳的开口侧。该自动门的动 作与动力钳的夹紧移送实现了联动。当钳子未夹紧管柱时,门在复位弹簧(2)的 作用下,处于开启状态,钳身可前后移送,便于管柱进出钳口。当钳子夹紧管柱时, 在联动缸的作用下,门自动关闭,将开口联接,使动力钳工作的强度增加:同时钳 身不能移送,钳子处于工作状态。 5、液压系统 参见图3,本钳液压系统简便,只有液马达用液压油。液压动力站(1)输出的 液压油经手动换向阀(3)到液压马达(4),操作手动换向阀可使液压马达实现正反 转。 系统上装有压力扭矩表(2),操作时可直接读出上卸扣压力和工作扭矩。为了 实现上扣扭矩控制,装有低档扭矩可控的上扣溢流阀(5),该溢流阀可在溢流气缸 的作用下,低档上扣大扭矩时自动溢流卸荷(图4)。 本动力钳有专用液压动力站,需要可另行订购。 6、气控系统 参见图4,本动力钳采用钻机本身的压缩空气作为气源。为了避免长距离输 气管线影响流量,本钳用吊杆内腔贮存压缩空气,吊杆内腔就是气路中的气包 (6)。 采用三个三位四通手动换向阀(5)分别控制气胎(1,2),夹紧气缸(11)和移送 气缸(12)的动作,三个手动换向阀装于统一的气控板上,便于操纵作业。 控制低档气胎(2)的气路上装有溢流气缸(3),当低档上扣扭矩超过额定值 时,溢流气缸动作,打开上扣溢流阀,液压系统溢流卸荷,对保护钻杆丝扣很有帮 助。 控制移送气缸(12)的气路上装有二位三通气控阀(8),控制夹紧气缸的气路 上装有联动气缸(1 0),对动力钳的夹紧作业与气缸移送和门的关启实现了互动,从 而减少了操作时的误动作,增强了工作的可靠性。 7、移送装置 参见图5,本钳采用移送气缸(7)对钳身进行前后移送,将移送气缸一端的叉 头用万向节(2)和销轴(1),与动力钳下壳的耳子相联,另一端与卡子(8)相联。用 钢丝绳(3)在两侧分别将动力钳下壳上的尾板和套于移送气缸上的滑套(6)连接, 弹簧(4)保证了钳身移送时的平稳。卡子(8)与固定于井台上的方形尾柱联接。 四、钻杆动力钳的安装与运转 1、大庆I一1 30型钻机上的安装(图6) 1)将5吨单滑轮固定在天车底部大梁上。 2)用58Ⅳ一34Ⅳ钢丝绳穿过滑轮,钢丝绳一端卡在钻杆动力钳吊杆螺旋杆 上,另一端穿过5吨单滑轮,固定在3吨手拉葫芦钩子上,而手拉葫芦是用钢丝绳 固定在底座大梁上。钳子的高度按规定离开吊卡40毫米。 3)安装尾柱,尾柱安装在井架底座上。尾座上部用卡子和井架卡紧,安装时 应注意井口、钳子、尾柱在一条线上。 4)移送气缸头部与钳子相连。活塞杆叉头通过万向节与尾柱的卡子相连。注 意:移送缸靠尾柱端应比靠大钳端低l00—250毫米。 5)为了使钳子自动远离井口(无压缩空气时),可以在二层台附近装正反螺 一、一 杆.以向后拉大钳。 2、罗马6000米钻机上的安装(图7) 罗马6000米钻机钻台面积大,又采用A型井架,钳子可装在猫头轴附近,在 底座上焊一个很短的尾套,即代替原来的尾柱。移送缸放在钳子尾部,尾套与移 送缸固定端和钳子与移送缸固定端的高度差100—200毫米。 3、ZJ45钻机上的安装(图8) 4、钳子的调平 钳子调平是一个极重要的问题,钳子不平不仅会出现打滑,而且会造成钳子 的损坏。 将液压系统的管路和气路管线接好后,把移送气缸和钳尾联接起来,操作换 向气阀将钳子送到井口(井口应有钻杆便于调节)。调节钳子高度,使其钳子底部 与吊卡上平面保持一定距离(40毫米)。钳子缺口进入钻杆后,可站在钳头前边观 察左右平不平,如不平转动吊杆上螺旋杆,改变吊装钢丝绳的左右位置来调平,左 右基本调平后,观察上下钳两个堵头(图1中序号10)是否分别与钻杆公母接头 贴合,若有一个没贴合,则说明钳子不平,可用调节吊杆的调节丝杆(图1中序号 19)的办法,把钳头调到使公母接头与上下两堵头相贴合。一般钳头上平面与转 盘平面平行即可。 5、试运转 1)接好气管线后,操作高低档气阀、下钳夹紧气阀和移送缸气阀,观察各件动 作是否灵活和漏气,各联动件动作是否正常。 2)用低档空转1—2分钟,低档空转压力在2.5MPa以内。 3)用高档空转1—2分钟,高档空转压力在5MPa以内。 4)马达运转试验,并对钳头复位机构进行试动作。 5)将钳子送入井口,下钳卡住接头。 用高档试验上扣和卸扣压力(不用低档,以免扭坏接头),并调好上卸扣压力 (上扣压力在上扣溢流阀调节,卸扣压力在总溢流阀调节),使其符合该井的需要。 五、钻杆动力钳的扭矩和转速调节 1、钳头转速 钳头转速与油泵供油量成正比,出厂时,钳头转速已调好。 2、钳头扭矩 钳头扭矩与液压成正比。出厂时,上扣溢流阀的压力已调定好。 一6一      六、操作规程     1、打开钻机到钳子气管线阀门。(条件许可时此阀门应布置在司钻操作台 上、) 2、启动油泵,使油泵在空载情况下运转,系统压力表的压力不应超过l5大 气压为正常。 3、检查钳头颚板尺寸与钻杆接头尺寸相符合后,把钳头上两个定位手把根 据上扣或卸扣转动相应位置(图1中序号14、48)。 4、操纵移送气缸换向阀使钳子平稳地送到井口,严禁把气阀一次合到底使 钳子快速向井口运动造成撞击。若钳子高度不合适可操作手拉葫芦,调节到合适 位置。 5、在钳子送到井口,钻杆通过缺口进入钳头后,观察钳头上下两堵头是否与 公母接头贴合,尔后操纵夹紧缸换向气阀使下钳夹紧接头,将移送气缸换向阀回 到零位,将气放掉。 6、根据上卸扣需要,高低档的换向阀转到相应位置,在使用中可不停车进行 换档。 7、马达在正反转是通过H型手动换向阀来实现的,根据上卸扣的需要可更 换手柄位置。 8、复位:即是钳头缺口相互对准的过程。当上完一个扣或卸完一个扣时必 须操作手动换向阀,使其钳头向工作状态反向转动。在复位时根据各缺口相距远 近可操作高低档换向气阀.用高低档变换的办法实现。在高档复位时应尽量少用 手动换向阀,而应熟练地使用换向气阀以减少惯性冲击。 9、卸扣时,当公扣全部从母扣中旋出后(即钻具反转5圈半或听到钻具卸开 后下落的响声后),即可将换向气阀向上扣方向转动复位。在上钳松开钻具而未 对准缺口亦允许停车提立根,提出立根后继续复位,这样节约时间。 10、在公扣没有全部从母扣中旋出前不能上提以防滑扣顿钻。当上钳没有 松开钻具前不允许上提,以免提出浮动部分或钻具上砸损坏机件。 11、操作夹紧气缸换向气阀到工作位置的相反位置,使下钳恢复零位对准缺 口。 12、操纵移送气缸换向气阀使钳子平稳地离开井口。 1 3、若全部起完或下完钻后,把所有液气阀复零位,停止油泵,把钻机方向来 气阀门关死切断气路。 14、搬家时应封闭好液气管路接头,以防污物进入液气管路。     15、上下钳的定位手把(图1中序号14、48)的位置是根据上扣或卸扣要求 而定。但变换位置时,钳头的各个缺口必须对正后方可操作,否则机构失灵。 钻杆动力钳操作口诀: 钳子一定送到头,下钳卡牢转钳头,上卸扣完对缺口,松开下钳往回走。 七、钻杆动力钳的维护保养 1、建立岗位责任制。 2、液压系统的滤清器根据使用情况,要及时清洗或更换其滤芯,以防滤芯被 污物堵塞,影响正常使用。 3、新钳子使用后,一个月就应换掉液压油(或沉淀),以后每半年换一次液压 油。在使用过程中,油箱油面不允许低于油面指示器下限,若低于下限应随时补 充。向油箱加油时,应避免其它杂物混入油箱。 4、钳头每次起钻之后用清水冲洗干净,夏天用压缩空气吹干,冬天用蒸气吹 干。坡板(图1中序号46)和滚子(图1中序号45)部分清洗干净后涂一层薄黄油。 要求坡板清洁,滚子、销轴转动灵活。 5、每三口井换齿轮箱油一次,换变速箱二硫化钼润滑脂一次(井深按3000 米计算)。 6、液压和传动系统轴承的保养和压风机轴承座的要求相同。 7、移送缸、夹紧缸及联动缸在每次起下钻完后用清水洗净,活塞杆用棉纱擦 干涂一层薄油,伸出部分全部收入缸筒内。 8、每趟起下钻后加50毫升清洁机械油润滑气路各元件并防锈。 9、其它油嘴黄油润滑见下表:

部  位   黄油嘴数     周    期
    花键轴     1     每次起下钻前打一次黄油
  夹紧气缸支架     2     同上
    惰轮轴头     2     同上
    14个滚子     14     同上

   


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