HXJ60海洋修井机产品使用说明书.docx
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HXJ60海洋修井机产品使用说明书
HXJ60海洋修井机
产品使用说明书
第四石油机械厂
湖北荆州
目录
HXJ60海洋修井机
第一部分：
产品说明书
第二部分：
操作维护手册
第三部分：
维护资料图册
HXJ60海洋修井机
产品说明书
（第一部分）
目录
第一章整机的主要技术参数6
第二章产品概述6
1整机概述6
2动力系统7
（1）发动机（参看生产厂家说明书）7
（2）传动箱（参看生产厂家说明书）7
3传动系统8
（1）结构特点8
（2）性能参数8
（3）转盘总成9
（4）球笼传动轴9
4绞车系统10
（1）主滚筒总成10
（2）主滚筒刹车系统10
（3）绞车架及护罩总成11
（4）角传动箱总成11
（5）辅助刹车11
（6）转盘传动装置12
（7）刹车冷却装置12
（8）水刹车循环系统13
（9）天车防碰装置13
5井架系统13
（1）结构特点13
（2）性能参数13
（3）井架下体14
（4）井架上体14
（5）天车总成14
（6）二层工作台14
（7）二层工作台15
（8）大钳平衡装置15
（9）大钳平衡装置15
（10）锁销装置15
（11）游车大钩床座16
6液压系统16
（1）结构特点16
（2）性能参数16
（3）起升油缸16
（4）伸缩油缸17
（5）移动油缸17
（6）卸扣油缸17
（7）锁销油缸18
（8）液压绞车18
7气压系统18
（1）结构特点18
（2）性能参数19
8电气系统19
（1）结构特点19
（2）性能参数19
9游动系统19
（1）结构特点19
（2）性能参数20
（3）游车大钩20
（4）死绳固定传感器20
（5）水龙头21
（6）水龙带21
10上移动座系统21
（1）结构特点21
（2）性能参数22
11下移动座系统22
（1）结构特点22
（2）性能参数22
12泥浆循环系统22
（1）结构特点22
（2）性能参数22
13挡风墙与防雨棚总成23
（1）结构特点23
（2）挡风墙结构23
（3）防雨棚结构23
（4）钻台挡风墙的作用23
第1章整机的主要技术参数
1最大钩载900KN
2公称钩载600KN
3修井深度4000m（2-1/2”油管）
3200m（3-1/2”钻杆）
4装机功率360HP/2100rpm
5井架净空高度29m双节
6游动系统结构3×4
7传动方式液力机械传动
8钻台高5.6m
9钻台净空高4.6m
10最大抗风力93节（满立根）/107节（无立根）
11甲板滑轨中心距11m
12移动底座滑轨中心距4.535m
13气压系统最大压力0.95MPa
14液压系统最大压力14MPa
15电气照明系统电压AC220V/50Hz
16电气系统防护等级IP44
17电气系统防爆标志EXDⅡBT4
18主刹车冷却方式喷水冷却
19辅助刹车系统122型水刹车
20甲板导轨承重量1000KN
第2章产品概述
1整机概述
HXJ60海洋修井机为撬装单滚筒移动式钻修两用作业机，适用于海洋石油的钻探开发和油气井的维护作业。
HXJ60海洋修井机主要由以下部分组成。
1、游动系统
2、井架系统
3、动力系统
4、电气系统
5、绞车系统
6、气路系统
7、附件
8、上移动座系统
9、下移动座系统
10、传动系统
11、移动装置
12、液路系统
13、泥浆循环系统
2动力系统
动力提升系统主要包括：
发动机、传动箱、动力绞车撬座总成、百叶窗总成、热交换器、油门熄火装置、油门控制装置、燃油系统等组成。
发动机、传动箱、传动系统、绞车及转盘传动装置，共同设置于一个整体的撬座上。
（1）发动机（参看生产厂家说明书）
1）结构特点
发动机为卡特公司生产的Cat3406DITA“B”柴油机。
该发动机为6缸直列、四冲程水冷涡轮增压供能。
整机重量轻、体积小，功率范围宽广。
该机燃油经济性好，可靠性高。
2）性能参数
发动机型号：
Cat3406DITA“B”
发动机功率：
360HP/2100rpm
缸数和排列：
6缸直列
缸径和冲程：
Φ137.2mm×165.1mm
排量：
14.6L
压缩比：
14.5:
1
旋转方向：
（从飞轮端看）逆时针方向旋转
冷却方式：
水冷
额定扭矩：
1518N.m/1200rpm
燃油箱容量：
0.37m3×2
（2）传动箱（参看生产厂家说明书）
1）结构特点
艾里逊LCT5961传动箱由TC-580液力变矩器和行星轮传动箱组成。
当涡轮转速达1600~1800rpm时，变矩器可自动闭锁，此时动力直接由行星轮传动输出。
这样实现了修井装置柔性无级调速和较高的发动机功率利用率。
钻修作业时，司钻通过操作台上的换档阀控制换档。
变矩器由液力元件、泵轮、涡轮和导轮组成。
发动机驱动泵轮叶片泵动油液，油液驱动涡轮转动，从涡轮流出的油液经导轮叶片的作用，改变其流动方向，再进入泵轮，形成循环流动，由于泵轮涡轮由液力传递功率，输入输出为非刚性联接，输入输出转速不相等；由于系统对油液的作用，使输入输出力矩不相等。
因此，当变矩器的输出转速较低时，输出力矩将大于输入力矩。
当输出转速高于某一特定值，其输出力矩小于输入力矩。
变矩器有以下几个工作特点：
A.发动机怠速运转，泵轮的输入转速、力矩较低，不足以驱动涡轮阻力矩，此时处于离开工况，相当于一个离合器，离开状态。
B.涡轮转速远低于泵轮转速，涡轮以低速、大扭矩（高于发动机数倍）输出，此时处于变矩工况，最大变矩比2.81:
1。
C.涡轮转速达到泵轮转速80%时，变矩比接近于1，涡轮力矩等于泵轮力矩，处于耦合工况，此时相当于一个耦合器。
整体多档动力换档变速器，行星齿轮传动，齿轮与齿轮间常啮合传动，液压多片式摩擦离合器控制，能在带载状态下（不切断动力）接合和脱开齿轮传动，实现动力换档。
2）性能参数
传动箱型号：
AllisonCLT5961
变矩器型号：
TC-580
最大变矩比：
2.81:
1
最大输入转速：
2500rpm
最大净输入扭矩：
1898N.m
传动比：
iⅠ=4:
1
iⅡ=2.684:
1
iⅢ=2.013:
1
iⅣ=1.351:
1
iⅤ=1:
1
i倒=5.12:
1
3传动系统
（1）结构特点
HXJ60海洋修井机传动是由发动机作为动力的液力机械传动。
发动机为C阿图06DITA与艾里逊CLT5961传动箱串接，经球笼式传动轴后经角传动箱和链条传动至交叉系统主滚筒，实现修井机游动系统的起下作业；经角传动箱、转盘传动装置和万向节式传动轴至转盘，实现钻修机旋转作业。
传动系统由液力传动、行星齿轮传动、螺旋锥齿传动、传动轴及套筒滚子链等传动所组成。
（2）性能参数
角传动箱传动比1.985:
1
角传动箱至主滚筒传动比3.33:
1
角传动箱至主滚筒链条24A-2×138/GB1243.1-83（节距38.1）
角传动箱至转盘传动装置传动比1:
1
转盘传动装置传动比1.76:
1
转盘传动装置离合器型号ATD214H
转盘传动装置至转盘动轴万向节式传动轴
转盘传动比3.58:
1
传动箱传动比及各轴转速（见下表）
发动机转速2100rpm时各轴转速表
档次
5961传动箱
角传动箱输出转速
滚筒轴转速
转盘装置输出转速
转盘转速
传动比
输出转速rpm
rpm
rpm
rpm
rpm
Ⅰ
4.000
525
277
83.1
298
83
Ⅱ
2.684
782
413
124
444
124
Ⅲ
2.013
1043
551
165
593
166
Ⅳ
1.351
1554
820
246
883
247
Ⅴ
1.000
2100
1108
332
1193
333
倒
5.120
410
216
65
233
65
（3）转盘总成
1）结构特点
转盘主要由底盘、水平轴系总成、锁紧装置、转盘体、顶盖等组成。
补心是两片式，底座内腔是一个足够大的密封油池。
主轴承是特殊的球轴承。
转盘体以底座采用迷宫机械密封，大、小齿轮传动采用螺旋齿锥齿轮传动，使传动平衡、承载能力高。
锁紧装置动作灵活，安全可靠，并能承受很大的冲击负荷。
发动机到转盘的传动是液力传动、行星齿轮传动、螺旋锥齿轮传动、球笼档速度。
驱动转盘的离合器为两片14”轴向推盘式，其操纵控制布置在司钻控制总台上。
转盘还配有能量释放装置，专门用于防止钻杆柱的高速反向回转。
2）性能参数
型号ZP150
最大静载荷2250KN
最大输入功率200HP
额定载荷1500KN
最高转速300rpm
通孔直径Φ445mm
齿轮传动比3.58:
1
方补心3”~5-1/4”
外形尺寸（长×宽×高）1935mm×1280mm×585mm
重量（无油）3.9T
主轴承型号（国产）91682/530
扶正轴承型号（国产）1682/530
两水平轴承型号（国产）3622和32622
转盘驱动离合器型号轴向推盘式ATD214H
（4）球笼传动轴
1）结构特点
球笼式传动轴是由高强度的低碳合金渗碳钢内轴套、外套及钢球、保持架、联接螺栓、密封件和法兰盘组成。
球笼传动轴有如下优点：
a.滑移阻力小。
轴向移动是靠在滚道上滚动来实现，滑移阻力非常小，大约为一般滑移花键的1/6，因此这种形式对轴位置发生变化，中间轴往返伸缩等特别有效。
b.中间轴无滑动花键。
因不需要之间花键滑动，易于进行动平衡，使用中也无叉式中间连接滑动花键的磨损而使平衡破坏的现象，最合适于高速运转。
c.具有非常紧凑的结构，适用于两同轴线的传动轴系，具有较好的补偿两同角向偏移，角向偏移量达10°。
d.具有全密封结构，可以保持长期使用的需求。
e.可以替代无伸缩短型，有少量伸缩短型十字轴式万向联轴器以及钢球（滚球）联轴器等。
f.安装方便，轴心对中非常简便，可以大大降低安装费用和基础费用。
g.传动力矩大，传动效率高，具有较好的角向偏移性和等速性。
2）性能参数
型号BC175D
安装长度200mm
伸缩量±15mm
公称扭矩24850N.m
角位移5°
连接螺栓M12×95/12个
4绞车系统
绞车部件设置在动力绞车撬座上，结构紧凑、安装、拆卸方便。
绞车系统注意包括：
主滚筒总成、绞车架及护罩总成、角传动箱总成、转盘传动装置、主滚筒刹车系统、主刹车冷却循环系统、水刹车、水刹车水循环系统、绞车动力输入输出护罩、天车防碰装置等所组成。
（1）主滚筒总成
1）结构特点
主滚筒主要由滚筒体、轴及轴系零件、推盘离合器、轮幅输入输出链轮、刹车毂、护罩连接盘等所组成。
主滚筒轴采用优质合金钢制造，由两个主轴承采用调心轴承支撑，刹车毂为合金钢整体锻压成型，滚筒体上设置有Lebus绳槽，此装置优点是，1、安全消除钢丝绳的错乱插入排列；2、延长了钢丝绳的使用寿命；3、快速操作能够高速运转。
主滚筒是靠两侧轴承盒上18个联接孔与绞车架相连的，每侧有9个M22的调质螺栓与绞车上原12mm侧板紧固联接，主滚筒一侧有122水刹车控制钻柱下放速度，在两侧还设有两个护罩联接盘，它们是用来联接输入端护罩和水刹车链条的，主滚筒内轴承均采用黄油润滑。
主滚筒刹车毂采用喷水冷却，刹车毂上带有喷嘴和水管线，防止刹车毂温度过高与刹车带产生胶合或刹车毂龟裂，从而达到延长刹车片使用寿命的目的。
主滚筒在加工装配结束均进行静、动平衡试验，以及相当于快绳拉力的滚筒体强度试验。
2）性能参数
滚筒直径Φ429mm（带1”绳径的Lebus里巴斯绳槽）
滚筒宽度965mm
刹车毂直径Φ1070mm
刹车毂宽度260mm
离合器型号ATD224H轴向推盘式
离合器摩擦盘直径24”
离合器摩擦盘数量2片
离合器传递功率290HP/100rpm
离合器传递扭矩20.4KN/0.7MPa
最大快绳拉力199.92KN
最高转速440rpm
（2）主滚筒刹车系统
1）结构特点
主滚筒刹车系统是绞车滚筒的主刹车，绞车滚筒的制动靠它来实现。
主滚筒刹车系统是一种机械杠杆式刹车机构，用来制动主滚筒刹车毂，使游车大钩或钻具停止在某一位置。
它主要由钢带、刹车块、平衡梁、限位圈、调节丝杆、拉杆、刹车轴、刹把轴、轴承、轴承座、回位弹簧及刹把等组成。
该刹车系统包角大，刹车增力比大，刹车时省力可靠。
在主滚筒刹车系统刹把上，设计有棘轮、棘爪机构，能使刹把在任意位置锁住。
2）性能参数
刹带直径Φ1070mm
刹带宽度255mm
刹车带包角340°
刹车增力比（刹把角30°）30
刹把力（刹把角35°）250N
刹车块数量10×2
（3）绞车架及护罩总成
1）结构特点
绞车架及护罩总成是安装主滚筒、主滚筒刹车系统、水刹车链条、天车防碰装置的构件。
绞车架是由各种型钢与钢板在特定工装上牢固焊接起来的。
组焊后整个构架的形位误差小，能很好的适应主滚筒的各种作业工况。
两侧的护罩是为了保护刹车钢带而设计的，在绞车架上方装有天车防碰阀支架，防碰阀装在其中间并固定，并可根据实际需要作横向调整，此外，绞车架后部伸出安装座用来支撑安装水刹车。
2）性能参数
外形尺寸（长×宽×高）1940mm×1719mm×1397mm
重量0.51T
（4）角传动箱总成
1）结构特点
角传动箱主要由输入轴、输出轴、大小螺旋锥齿轮、输出轴承座、箱体、支座、法兰、链轮和轴承等组成。
该装置箱体采用整体铸钢件，结构紧凑。
齿轮是螺旋锥齿传动，传动平稳，传递扭矩大，输入和输出轴采用优质合金钢制造，轴承采用双列圆锥滚子轴承和单列向心短圆柱滚子轴承，使该装置的强度高、装配性好。
密封采用组合密封，润滑为油浴飞溅润滑，密封性好，润滑可靠。
2）性能参数
减速比1.895
传动形式螺旋锥齿轮正交传动
输入法兰至输出轴距离517mm
输入轴至输出链轮中心距离954mm
输入轴支柱轴承（国产）97516（一套）、32515（一套）
输出轴支柱轴承（国产）97520（一套）、2519（一套）
外形尺寸（长×宽×高）1400mm×896mm×520mm
重量（无油）0.58T
（5）辅助刹车
1）结构特点
122型水刹车体积小、重量轻、结构紧凑。
水刹车主轴（转子）上装有链轮，通过链条与主滚筒相联接。
由司钻控制台上的离合器控制阀控制离合器的挂合，从而控制水刹车挂合。
水刹车上主轴通过一对滚柱轴承坐在外壳上（外壳即定子），用键将转子装在轴上。
转子和定子都有辐射方向的直叶片，两叶片之间形成小室，左右两片定子通过螺钉和底座联接在一起。
底座下部有进水口，顶部有出水口，壳体内有水套。
通过定子壳上通孔，水套和水室出口可沟通。
在定子和转子之间的水通过流体之间的摩擦和冲击吸收下钻时释放的机械能。
吸收能量的大小与水的数量和速度有关。
2）性能参数
型号122
出口最高水温82℃
出口最大压力0.171MPa
最高转速2300rpm
大钩均匀下降最大钩载686KN
大钩均匀下降最大速度1.6m/s
（6）转盘传动装置
1）结构特点
转盘传动装置主要是将动力传送到转盘部件上，并能操纵动力分离。
转盘传动装置主要由齿轮箱、输入轴、输出轴、输出法兰、主动齿轮、从动齿轮、推盘离合器、导气龙头、轴承、箱体和底座等零部件组成。
输入轴和输出轴材质均选用40CrNi，2个齿轮材质采用20CrMnTi，并对齿轮表面渗碳淬火，箱体采用铸钢铸造而成。
在输入轴端安装有轴向推盘离合器和导气龙头，用来控制转盘的转动作业。
转盘输入轴轴端设置转盘防反转装置，此刹车装置中，刹车轮采用焊接件，在刹车轮外部是具有靠弹簧复位的两半刹瓦，刹瓦内侧铆接7mm的刹车带，当司钻控制台转盘刹车操作阀打开，则转盘刹车气缸动作，推动刹车拉杆凸轮，使刹瓦带抱住刹车毂，转盘就会慢慢停止转动，达到防止转盘反转释放其能量的目的。
2）性能参数
离合器型号ATD214推盘式
摩擦片数量2片
离合器摩擦片直径14”
齿轮传动比1.76
刹车轮毂直径×宽度350mm×80mm
刹车气缸压力0.75~0.95MPa
刹车气缸活塞直径Φ100mm
刹车气缸行程300mm
（7）刹车冷却装置
1）结构特点
刹车冷却装置主要由水罐、喷嘴和脚踏阀等组成，该装置的作用是降低刹车毂的温度，延长刹带块的使用寿命。
下钻时，司钻踩下脚踏阀后，冷却水便由喷嘴喷出，喷在刹车毂上，其喷水量可由司钻控制，喷水量一般控制在向地面滴水为宜。
并应使用软化水，在环境温度低于0℃时，应在水罐内加入适量的乙二醇（防冻液主要成分）以防冷却水和管路冻结。
2）性能参数
水箱容量227L
系统压力0.21MPa
（8）水刹车循环系统
1）结构特点
水刹车循环系统主要由水刹车、水箱、开关、管线及气控阀组成。
水刹车是在下钻和下油管时起减速作用，以保证大钩在下放过程以匀速下降，通过调节进水量以选择不同的悬重。
水刹车离合器的离或合是靠司钻控制箱上的气阀手柄旋转来实现的。
当气温低于0℃时，应在软化水中加入适量的乙二醇。
2）性能参数
水箱容量1.1m3
（9）天车防碰装置
1）结构特点
天车防碰装置由曲拐阀、换向阀、防碰气缸、防碰控制管线和防碰司钻控制阀等组成。
当滚筒上快绳排绳到位，游车上升到一定高度时，曲拐阀被碰开，该常闭阀打开，压力气体通过曲拐阀进入防碰气缸，再经过连杆机构使主刹车刹死滚筒；同时另一路气路通过换向阀，切断进入司钻台的主气路，从而使滚筒离合器气路切断，绞车停止转动，提升系统运动停止，达到天车防碰的目的。
防碰天车装置结构简单，动作灵敏，限位准确，可靠性高。
2）性能参数
气缸气压0.75~0.95MPa
气缸活塞直径Φ100mm
气缸行程300mm
试验压力15MPa
5井架系统
（1）结构特点
井架结构为Π型两节伸缩式无绷绳井架，结构主体材料为角型低碳合金钢。
井架起升和伸缩均为双起升油缸和双伸缩油缸，全程液压控制。
井架上体的定位锁紧是液压控制机械锁死。
二层工作台设有防风墙。
井架系统配有照明系统和天车顶部的红色信号警示灯。
井架系统主要包括：
井架上体、井架下体、二层工作台、井架底座、上下体锁销装置、天车总成、猫头装置、立管、扶梯、大钳平衡筒和游车大钩床座等。
经计算机有限元设计，井架系统强度可靠，稳定性好，能承受最大静钩载的同时，还能承受海洋强风力的作用。
井架表面经喷抛丸处理，并涂以耐海洋盐雾侵蚀的特别涂料，能长期保证作业安全可靠。
（2）性能参数
型号60-29
最大静载90T
井架高度29m-双级
二层台高度16.8m
二层台容量2500m（3-1/2”油管或钻杆）
最大抗风力93节（满立根）/107节（无立根）
井口中心距1224mm
井架上体伸出行程≥8040mm
井架底座高3145mm
井架底座宽4535mm
井架斜支撑高7049mm
重量26.5T
（3）井架下体
1）结构特点
井架下体是井架系统的主要承载钢架结构件，井架上体要能在井架下体内上下移动，要求其能承载来自上体的载荷、环境风力和立根载荷等。
井架下体主要由四根大腿主体、背面和两侧面的斜拉杆、横拉杆、外门框、各种连接固定座及梯子等组成。
2）性能参数
井架下体门框（长×宽）3734mm×1524mm
（4）井架上体
1）结构特点
井架上体是井架系统上部主要承载钢架结构件，它可以在井架下体内上下移动，它的受力主要是天车上部载荷、环境风力等。
井架上体主要由四根大腿主体、背面和两侧面的斜拉杆、横拉杆、内门框和梯子等组成。
2）性能参数
井架上体门框（长×宽）3678mm×1473mm
（5）天车总成
1）结构特点
天车由天车架、五个大绳滑轮、天车轴、支座和轴承等零部件组成。
整个定滑轮组与天车座用螺栓连接，滑轮采用铸钢件，并经动平衡测试，滑轮绳槽适合其配套钢丝绳，绳槽工作部分采用表面淬火处理，保证滑轮使用寿命长。
定滑轮组由五个滑轮组成，两个为快绳轮，一个为死绳轮，另外两个串成一体组成天车轮。
快绳轮和死绳轮分布在天车轮两侧，绳轮设有防止大绳跳槽的挡绳器。
滑轮的轴端设有黄油嘴，注入黄油润滑轴承。
天车平台设有护栏、安全可靠。
2）性能参数
四个天车滑轮底径525mm（配1”钢丝绳）
轴承型号（国产）97518（四套）
重量1.0T
（6）二层工作台
1）结构特点
二层工作台由优质低碳钢材质的矩形管为框架，通过销轴连接在井架大腿上，底部有刚性斜支撑，二层工作台设有护栏和防风板，指梁为横向分布，同时设有防止钻杆或油管从指梁滑出的防护装置。
在井架下体上的导轨板可上下调整。
2）性能参数
二层台工作高度16.764m
二层台上下可调高度0.762m×2=1.524m
二层工作台容量2500m（3-1/2”油管或钻杆）
指梁型式纵向可调
护栏防风墙高度2m
（7）二层工作台
1）结构特点
立管是泥浆输送管道，用固定座和U形卡安装在井架下体上。
立管是采用优质圆形钢材和铸钢弯头组焊成。
立管位于司钻对侧，上端带有150°~160°向下的鹅颈管。
整个立管设计为圆弧流线型，水利特性好。
2）性能参数
最大工作压力35MPa
立管通径Φ73mm
上部连接螺纹4-1/2”内加厚钻杆螺纹
下部连接螺纹4-1/2”内加厚钻杆螺纹
立管高11500mm
立管重122.8Kg
（8）大钳平衡装置
1）结构特点
大钳平衡装置是由吊桶、绳轮、滑杆、滑轮轴、钢丝绳及绳具等组成。
滑杆焊在井架上体上，吊桶可沿其上下滑动。
吊桶内可装一定量的平衡物，从而达到平衡大钳的目的。
2）性能参数
平衡吊桶容量29L
平衡吊桶可调范围3m
吊桶重量49Kg
（9）大钳平衡装置
井架上、下体均设有梯子，以便于井场工作人员到达二层工作台和天车顶部。
在梯子上设有安全防护栏圈，以利于保护作业工人的作业安全。
（10）锁销装置
1）结构特点
销锁装置主要是锁紧井架上体，使其可靠座在井架下体上，当井架上体在双伸缩油缸所用下，升到特定高度时，锁销装置在锁销液压油缸作用下，锁销耳板弹出，使井架上体牢固可靠座在下体上；当井架上体需收回时，人工爬上井架，取出两个安全锁，稍稍起升井架上体，动作锁销油缸，使锁销耳板收回，井架上体在自重作用下，在伸缩油缸单向节流口的限制下缓慢安全落下。
锁销装置是一个摇摆机构。
2）性能参数
单锁销装置两锁销耳板中心距864mm
销锁油缸工作压力14MPa
销锁油缸行
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