绞车润滑外置油泵设计及应用

李鹏+白东+李武伟+范军

摘 要：绞车是整个钻机系统的核心部件之一，绞车润滑用齿轮油泵又是绞车的核心部件之一，它为绞车运转提供足量的润滑油，以保证轴承和传动链条及齿轮的润滑、冷却及清洗作用。近年来，随着国际油价在每桶100美元以上的价格持续走高，各石油生产国对于石油钻采设备的需求迅速增长。特别是机械传动绞车由于其价格低、维修方便，更加得到用户的喜爱。绞车润滑用外置油泵结构的设计应用，避免了润滑油泄露造成的污染环境，还减少了经济损失，满足钻井作业QHSE环保的要求，提高了井队的安全生产。

关键词：钻机  绞车  润滑油泵  外置结构  QHSE

中图分类号：TE923.02  文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（a）-0036-01

近年来，随着国际油价在每桶100美元以上的价格持续走高，各石油出产国对于石油钻采设备的需求迅速增长，石油钻机用绞车的配套生产也随之增加，特别是机械传动绞车由于其价格低、维修方便，更加得到用户的喜爱。但是，以往这类绞车润滑油泵的设计是安装在绞车内部。润滑用齿轮油泵受径向拉力及转矩的作用容易损坏，更换油泵及调节润滑系统压力费工费时，极不方便，而且润滑油泄漏严重。针对这些情况，我们在查阅大量润滑油泵及其使用方法相关资料的基础上，根据绞车润滑系统的工作特性，确定了绞车润滑用外置油泵结构的设计应用，避免了润滑油泄露造成的污染环境，还减少了经济损失，满足钻井作业QHSE环保的要求，提高了井队的安全生产。

1 主要研究内容及原理

1.1 主要研究内容

绞车润滑外置油泵结构的主要研究内容如下。

（1）绞车润滑用齿轮油泵安装位置的设计，根据润滑油泵的安装位置，选用合理旋向和足够排量的油泵。

（2）绞车润滑用齿轮油泵传动总成的设计。

（3）吸油过滤器型号的选用及安装位置的设计。

（4）溢流阀型号的选用及安装位置的设计。

1.2 工作原理

绞车润滑外置油泵结构的动力来源于绞车的输入轴。以我公司生产的JC-70LDB绞车为例，绞车输入轴上安装Z=52，P=19.05的链轮通过2-3/4″链条126节驱动油泵传动总成上Z=19，P=19.05的链轮，输入轴转速417 r/min，传动比52/19，因此油泵可以获得1140 r/min的转速。油泵传动总成的主要结构是由链轮（Z=19）、传动心轴、两付32212轴承及外壳（轴承座）组成。链轮（Z=19）承受链条的拉力同时将转速1140 r/min的扭矩传递到CBGA63-2-X7（左旋）齿轮油泵，油泵与传动总成依靠可滑动花键形式连接，因此，油泵的安装既方便又可靠。

2 特点

我们参考行业标准SY/T5532-2002《石油钻机用绞车》，并严格按照API 7K-2005《钻修井设备规范》进行设计，具体介绍如下。

（1）吸油过滤器（NJU-160×180L）、溢流阀（MG20）、润滑用齿轮油泵（CBF-F63H右旋）型号选用合理。

（2）绞车润滑用齿轮油泵安装位置合理，润滑油泵传动装置安装在绞车架箱体内，油泵、吸油过滤器、溢流阀安装在整机箱体外。

（3）原结构油泵不但要传递扭矩同时承受径向拉力，一只油泵只能使用5～6个月。而外置油泵结构油泵在工作中仅承受轴向转矩，延长油泵使用寿命5倍以上。

（4）维修更换方便，缩短维修时间，提高了设备的正常使用时间。

（5）更换易损件及调节润滑系统压力时，没有润滑油泄漏，符合QHSE环保的要求。

3 现场应用

目前，绞车润滑外置油泵结构已设计安装在我公司新生产的JC50型、JC70型绞车共计22台，作业现场分布在国内东北、新疆、内蒙、陕北、中原、川西南，国外沙特、伊朗、哈萨克斯坦等地。经过近两年来的现场应用，该装置未出现任何故障。

4 经济效益分析

由于我公司研制的绞车润滑用外置油泵结构的应用，同老式绞车润滑用齿轮油泵内置结构装置结构相比，虽然单台增加制作费用0.1万元（传动转置），但是单台节约了润滑油泵易损坏问题出现的上井服务及材料费用和井队停钻修理费用约4.32万元（上井维修用车辆费用8 h×300=0.24万元，人工费用2人×8 h×50=0.08万元，井队停钻损失4 h×10000=4万元），相当于单台创效益4.32-0.1=4.22万元，每年按生产15台绞车计算，可创直接经济效益4.22×15=63.3万元。并且避免了更换润滑油泵时润滑油泄漏问题，得到用户的高度信任，间接提高了经济效益和社会效益。

5 安全环保评述

绞车润滑用外置油泵结构，在我公司新制造绞车的应用，使我厂设计制作的绞车在真正意义上做到了润滑、安全、可靠，密闭性好，噪音小，可维护性好，完全符合QHSE要求。

6 结论

（1）绞车润滑用齿轮油泵安装位置及结构合理，润滑油泵传动装置安装在绞车架箱体内，传动装置由两副轴承支撑，将扭矩传递给润滑油泵，油泵仅承受轴向载荷;油泵、吸油过滤器、溢流阀安装在整机箱体外，维修更换及调节润滑系统方便。

（2）通过绞车润滑用外置油泵结构的设计及应用，使我厂新制造钻机的整机性能有所提高。

（3）绞车润滑用外置油泵结构可推广应用于石油钻机链传动设备。

（4）绞车润滑用外置油泵结构的设计及应用，使绞车满足钻井施工中的QHSE要求。

参考文献

[1] 周士昌.液压气动系统设计运行禁忌47例[M].机械工业出版社，2002.

[2] SY/T-5532-2002 石油钻机用绞车[Z].

[3] SY-5306-87 石油钻采产品机械加工通用技术条件[Z].

[4] ANSI/API 7K-2005钻井和进口操作设备规范[S].2005.endprint