ZJ20/1580CZ（P）型车装钻机的研制

陈述 蔡金萍 汤伦 付艳霞 翟镇

（南阳二机石油装备集团有限公司，河南 南阳473006）

ZJ20/1580CZ（P）型车装钻机的研制

陈述 蔡金萍 汤伦 付艳霞 翟镇

（南阳二机石油装备集团有限公司，河南 南阳473006）

ZJ20/1580CZ（P）车装钻机是RG公司为哈萨克研制的。该钻机的应急电机具有挂合、维修方便的特点。改进后的钻台及坡道极大减轻起下钻（钻杆上下钻台）的工作量。水基灭火星装置能彻底根除污染源，满足安全生产的需要。

车装钻机；结构设计；传动原理

近日，南阳二机石油装备（集团）有限公司（以下简称RG集团公司）和哈萨克斯坦布尔格劳钻井有限公司，双方的设计人员就哈方订购的8套全配套钻机（其中2000米车装钻机6台）进行了深入交流。针对哈方提出的使用要求和工作习惯，RG集团公司研制了一款2000米车装钻机，该车装钻机型号命名为ZJ20/ 1580CZ（P）。

1 技术分析

结构和传动原理。该钻机主要有发动机传动箱、分动箱、角传动箱、绞车、应急动力源、转盘传动装置、钻台（含转盘）及运载车等几部分组成。该钻机的传动原理图如图1所示，钻机的作业传动为中间传动轴传动。

2 关键技术

2.1 应急电机的安装。常规应急电机安装在角传动箱一侧，而在使用时，一旦角传动箱发生故障，很容易造成卡钻。根据用户的使用要求将应急动力源安装在绞车后面。这样需要解决的问题是应急电机带动的链轮转速过高，脂润滑难以满足安全生产，而此处没有动力源来驱动泵，难以用常规润滑方式进行润滑，通过在链条盒内加一接油盒来润滑轴承，特点是链轮转速快时润滑量大，链轮转速慢时润滑量小。常规挂合方式为花键套挂合，这对两轴的同轴度要求较高，再者挂合手柄被误碰到而挂合时容易烧减速机，花键套挂合为刚性连接，起不到联轴器的作用，通过链条挂合方式，不仅能解决上述问题还有费用低廉的优点。

2.2 钻台坡道安装改进。常规钻台坡道都是搭在大门立柱外侧，坡道距离井口中心较远，上下钻杆时作业人员需要将钻柱推到坡道边，作业人员的工作量较大，通过将坡道内移至井口边，作业时只需轻轻一推就能将钻柱送到坡道的凹槽内，极大地减轻工作量。

2.3 单机水基消声器的使用。通过将消声器改为立式结构，在消声器内部加水来解决柴油机长时间使用有火星喷出的安全隐患，且该消声器物美价廉，操作维修方便。

3 配套及试验情况

3.1 主机试验部分：

3.1.1 井架负荷（158吨）：井架负荷实验在RG公司第一实验场进行，最大负荷为1580KN，符合API和石油行业标准的要求；

3.1.2 抗风能力（满立根无载荷时为60节）试验：该实验是通过有限元分析进行的，模拟环境为哈萨克作业区气候条件，工况为无钩载，满立根，风速60节（结构及附件重量动载系数为1.1），0°、45°、90°正吹、斜吹、侧吹；在此工况下井架的稳定性判别系数最大为0.98763＜1.0，安全。

3.1.3 液气压系统：气压在0.7～0.8Mpa时，保压5min，压降不得大于0.03Mpa。液路系统压力为21MPa和14Mpa时，保压5min，不允许有压降和渗漏，各执行机构和元件动作是否可靠，检查与指示名牌标识的一致性等。

3.2 外围配套部分

3.2.1 发电机、MCC、空压机：MCC控制单发电机的运行以及双发动机的并机试验，空压机及其循环系统是否漏气，工作是否平稳，反馈系统的稳定性等。

3.2.2 固控部分：固控试验是用清水进行的，主要有罐体的密封、五级净化系统的运转，灌注和剪切泵的循环，搅拌器和泥浆枪的操作是否灵活。

3.2.3 井控部分：包括环形防喷器、闸板防喷器和防喷器的远、近控制柜操作是否灵活，压井和节流管汇的循环试验等。

3.2.4 机泵组：征得用户同意，机泵组的压力循环试验是在最大缸套的条件下运行的，达到了最大10.3MPa的设计压力，之后安全销被剪断。

4 结束语

钻机的试验结束后，MODUSPEC监理人员提了一些疑问，经工程技术人员的解释后，监理人员连称GOOD；用户也根据自己的使用习惯和他们国家的要求提了部分整改要求，并对钻机的整体运行情况给予很高的评价。

TE932

A

1671-0037（2014）01-71-1

2013年12月16日。

陈述（1984-），助理工程师，毕业于中国矿业大学机械工程及其自动化专业，研究方向：石油钻修机设计。