絞車潤滑外置油泵設計及應用

李鵬+白東+李武偉+范軍

摘 要：絞車是整個鉆機系統的核心部件之一，絞車潤滑用齒輪油泵又是絞車的核心部件之一，它為絞車運轉提供足量的潤滑油，以保證軸承和傳動鏈條及齒輪的潤滑、冷卻及清洗作用。近年來，隨著國際油價在每桶100美元以上的價格持續走高，各石油生產國對于石油鉆采設備的需求迅速增長。特別是機械傳動絞車由于其價格低、維修方便，更加得到用戶的喜愛。絞車潤滑用外置油泵結構的設計應用，避免了潤滑油泄露造成的污染環境，還減少了經濟損失，滿足鉆井作業QHSE環保的要求，提高了井隊的安全生產。

關鍵詞：鉆機 ?絞車 ?潤滑油泵 ?外置結構 ?QHSE

中圖分類號：TE923.02 ?文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0036-01

近年來，隨著國際油價在每桶100美元以上的價格持續走高，各石油出產國對于石油鉆采設備的需求迅速增長，石油鉆機用絞車的配套生產也隨之增加，特別是機械傳動絞車由于其價格低、維修方便，更加得到用戶的喜愛。但是，以往這類絞車潤滑油泵的設計是安裝在絞車內部。潤滑用齒輪油泵受徑向拉力及轉矩的作用容易損壞，更換油泵及調節潤滑系統壓力費工費時，極不方便，而且潤滑油泄漏嚴重。針對這些情況，我們在查閱大量潤滑油泵及其使用方法相關資料的基礎上，根據絞車潤滑系統的工作特性，確定了絞車潤滑用外置油泵結構的設計應用，避免了潤滑油泄露造成的污染環境，還減少了經濟損失，滿足鉆井作業QHSE環保的要求，提高了井隊的安全生產。

1 主要研究內容及原理

1.1 主要研究內容

絞車潤滑外置油泵結構的主要研究內容如下。

（1）絞車潤滑用齒輪油泵安裝位置的設計，根據潤滑油泵的安裝位置，選用合理旋向和足夠排量的油泵。

（2）絞車潤滑用齒輪油泵傳動總成的設計。

（3）吸油過濾器型號的選用及安裝位置的設計。

（4）溢流閥型號的選用及安裝位置的設計。

1.2 工作原理

絞車潤滑外置油泵結構的動力來源于絞車的輸入軸。以我公司生產的JC-70LDB絞車為例，絞車輸入軸上安裝Z=52，P=19.05的鏈輪通過2-3/4″鏈條126節驅動油泵傳動總成上Z=19，P=19.05的鏈輪，輸入軸轉速417 r/min，傳動比52/19，因此油泵可以獲得1140 r/min的轉速。油泵傳動總成的主要結構是由鏈輪（Z=19）、傳動心軸、兩付32212軸承及外殼（軸承座）組成。鏈輪（Z=19）承受鏈條的拉力同時將轉速1140 r/min的扭矩傳遞到CBGA63-2-X7（左旋）齒輪油泵，油泵與傳動總成依靠可滑動花鍵形式連接，因此，油泵的安裝既方便又可靠。

2 特點

我們參考行業標準SY/T5532-2002《石油鉆機用絞車》，并嚴格按照API 7K-2005《鉆修井設備規范》進行設計，具體介紹如下。

（1）吸油過濾器（NJU-160×180L）、溢流閥（MG20）、潤滑用齒輪油泵（CBF-F63H右旋）型號選用合理。

（2）絞車潤滑用齒輪油泵安裝位置合理，潤滑油泵傳動裝置安裝在絞車架箱體內，油泵、吸油過濾器、溢流閥安裝在整機箱體外。

（3）原結構油泵不但要傳遞扭矩同時承受徑向拉力，一只油泵只能使用5～6個月。而外置油泵結構油泵在工作中僅承受軸向轉矩，延長油泵使用壽命5倍以上。

（4）維修更換方便，縮短維修時間，提高了設備的正常使用時間。

（5）更換易損件及調節潤滑系統壓力時，沒有潤滑油泄漏，符合QHSE環保的要求。

3 現場應用

目前，絞車潤滑外置油泵結構已設計安裝在我公司新生產的JC50型、JC70型絞車共計22臺，作業現場分布在國內東北、新疆、內蒙、陜北、中原、川西南，國外沙特、伊朗、哈薩克斯坦等地。經過近兩年來的現場應用，該裝置未出現任何故障。

4 經濟效益分析

由于我公司研制的絞車潤滑用外置油泵結構的應用，同老式絞車潤滑用齒輪油泵內置結構裝置結構相比，雖然單臺增加制作費用0.1萬元（傳動轉置），但是單臺節約了潤滑油泵易損壞問題出現的上井服務及材料費用和井隊停鉆修理費用約4.32萬元（上井維修用車輛費用8 h×300=0.24萬元，人工費用2人×8 h×50=0.08萬元，井隊停鉆損失4 h×10000=4萬元），相當于單臺創效益4.32-0.1=4.22萬元，每年按生產15臺絞車計算，可創直接經濟效益4.22×15=63.3萬元。并且避免了更換潤滑油泵時潤滑油泄漏問題，得到用戶的高度信任，間接提高了經濟效益和社會效益。

5 安全環保評述

絞車潤滑用外置油泵結構，在我公司新制造絞車的應用，使我廠設計制作的絞車在真正意義上做到了潤滑、安全、可靠，密閉性好，噪音小，可維護性好，完全符合QHSE要求。

6 結論

（1）絞車潤滑用齒輪油泵安裝位置及結構合理，潤滑油泵傳動裝置安裝在絞車架箱體內，傳動裝置由兩副軸承支撐，將扭矩傳遞給潤滑油泵，油泵僅承受軸向載荷;油泵、吸油過濾器、溢流閥安裝在整機箱體外，維修更換及調節潤滑系統方便。

（2）通過絞車潤滑用外置油泵結構的設計及應用，使我廠新制造鉆機的整機性能有所提高。

（3）絞車潤滑用外置油泵結構可推廣應用于石油鉆機鏈傳動設備。

（4）絞車潤滑用外置油泵結構的設計及應用，使絞車滿足鉆井施工中的QHSE要求。

參考文獻

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