Система трансмиссии буровой установки для добычи нефти представляет собой устройство, передающее энергию от источника питания к различным рабочим машинам, что позволяет подъемным, вращательным, циркуляционным и другим системам буровой установки работать согласованно. Ниже приводится подробное введение в ее состав и характеристики:

Ⅰ. Компоненты

• Редуктор: используется для снижения скорости вращения и увеличения крутящего момента для удовлетворения требований к скорости вращения и крутящему моменту различных рабочих машин. Например, лебедка требует большого крутящего момента для подъема и опускания бурового инструмента. С помощью редуктора высокая скорость вращения и низкий крутящий момент источника питания могут быть преобразованы в низкую скорость вращения и высокий крутящий момент, требуемые лебедкой.
• Сцепление: это компонент в системе трансмиссии, используемый для соединения и отключения передачи мощности. Он позволяет рабочей машине взаимодействовать с источником питания, когда это необходимо для получения мощности для работы, а также может отключать питание, когда оно не требуется, для достижения независимой работы или остановки рабочей машины. Распространенные типы включают кулачковые муфты и фрикционные муфты.
• Муфта: используется для соединения валов различных компонентов, передачи крутящего момента и вращательного движения, а также компенсации погрешностей монтажа и относительных смещений между валами. Например, при соединении валов источника питания и редуктора, а также редуктора и рабочей машины муфта может обеспечить эффективную передачу мощности и адаптироваться к незначительной деформации и смещению валов во время работы оборудования.
• Приводной вал: Это важный компонент для передачи мощности, обычно изготавливаемый из высокопрочной стали, и используется для передачи крутящего момента и вращательного движения между различными компонентами. Приводной вал должен иметь достаточную прочность и жесткость, чтобы выдерживать огромный крутящий момент и изгибающий момент во время процесса передачи.
• Цепь и шестернякет для установки для капитального ремонта скважин: В трансмиссионной системе некоторых нефтяных буровых установок для передачи мощности используются цепи и звездочки. Цепь надевается на звездочку, а вращение звездочки приводит цепь в движение, тем самым передавая мощность от одного компонента к другому. Цепной привод имеет преимущества высокой эффективности передачи и может адаптироваться к относительно большому межосевому расстоянию.
• Устройство ременного привода: Обычно состоит из bклиновые ремни и шкивы, он передает мощность через силу трения между ремнем и шкивами. Ременной привод имеет характеристики плавной передачи, буферизации и поглощения вибрации, а также защиты от перегрузки. Он часто используется в деталях, где требования к точности передачи не высоки и необходима определенная степень гибкой передачи.

Ⅱ. Режимы передачи
На реальных нефтяных буровых установках обычно применяется составная система трансмиссии, объединяющая несколько режимов трансмиссии, в зависимости от таких факторов, как тип буровой установки, условия работы и требования к производительности, чтобы в полной мере использовать преимущества различных режимов трансмиссии и соответствовать сложным требованиям операций по бурению нефтяных скважин.

Механическая система трансмиссии

• Состав и функции компонентов
• Зубчатая передача: состоит из зацепляющихся шестерен, передает мощность и движение посредством зацепления зубьев шестерен. Может достигать большого передаточного отношения, имеет высокую эффективность передачи, компактную конструкцию и надежную работу. Часто используется в таких компонентах, как коробки передач и раздаточные коробки, чтобы соответствовать требованиям к скорости вращения и крутящему моменту различных рабочих машин.
• Цепная передача: состоит из цепи и звездочек, цепь надевается на звездочки, а вращение звездочек приводит цепь в движение, тем самым передавая мощность другим компонентам. Подходит для передачи между двумя валами с относительно большим межосевым расстоянием, может адаптироваться к суровым условиям работы и имеет относительно высокую эффективность передачи. Например, приводная часть лебедки буровой установки может использовать цепную передачу.
• Ременной привод: Обычно состоит из ремня и шкивов, он полагается на силу трения между ремнем и шкивами для передачи мощности. Он имеет преимущества плавной передачи, буферизации и поглощения вибрации, а ремень будет скользить по шкиву, играя защитную роль при перегрузке. Он часто используется в трансмиссии вспомогательного оборудования буровой установки, где требования к точности передачи невысоки и необходима определенная степень гибкости трансмиссии.
• Характеристики: Механическая система трансмиссии имеет высокую эффективность трансмиссии, надежную работу, может передавать большой крутящий момент и мощность, имеет относительно простую конструкцию и низкие затраты на техническое обслуживание. Однако передаточное отношение фиксировано, гибкость плохая, имеется много компонентов, а требования к установке и отладке относительно высоки.

Гидравлическая система трансмиссии

• Состав и функции компонентов
• Гидротрансформатор: Это основной компонент гидравлической трансмиссионной системы, в основном состоящий из центробежный рабочее колесо насоса, турбина и направляющее колесо. Рабочее колесо насоса соединено с источником питания и преобразует механическую энергию в кинетическую энергию жидкости; турбина соединена с рабочей машиной и преобразует кинетическую энергию жидкости в механическую энергию для вывода; направляющее колесо играет роль изменения направления потока жидкости и увеличения крутящего момента. Гидротрансформатор может автоматически изменять выходной крутящий момент и скорость вращения в различных рабочих условиях, что позволяет буровой установке иметь хорошую адаптивность.
• Гидравлический насос: преобразует механическую энергию в гидравлическую, подает масло под высоким давлением в гидравлическую трансмиссионную систему и приводит в действие исполнительные компоненты, такие как гидротрансформатор и гидравлический двигатель.
• Гидравлический двигатель: преобразует гидравлическую энергию в механическую и используется для привода рабочих машин буровой установки, таких как лебедки и йe бурение нефтяных скважин поворотный стол. Гидравлический двигатель имеет хорошие характеристики регулирования скорости и большую выходную мощность крутящего момента.
• Характеристики: Гидравлическая система трансмиссии имеет хорошую защиту от перегрузки. Когда рабочая машина сталкивается с перегрузкой, гидротрансформатор автоматически проскальзывает, чтобы защитить оборудование от повреждения. В то же время она имеет бесступенчатую регулировку скорости, может плавно регулировать скорость вращения и крутящий момент в соответствии с требованиями работы, а также обладает сильными возможностями буферизации и поглощения вибрации, что может сделать запуск и работу буровой установки более стабильными. Однако эффективность трансмиссии гидравлической системы трансмиссии относительно низкая, особенно при низких нагрузках, а структура системы сложна и требует высоких затрат на техническое обслуживание.

Система электропередачи

• Состав и функции компонентов
• Генератор: преобразует механическую энергию в электрическую и обеспечивает источник питания для системы электропередачи. Обычно он приводится в действие дизельным двигателем или другими источниками питания для генерации трехфазного переменного тока.
• Электродвигатель: преобразует электрическую энергию в механическую и приводит в действие каждую рабочую машину буровой установки. В зависимости от различных рабочих требований можно выбирать различные типы и мощности электродвигателей. Например, двигатели постоянного тока имеют хорошие характеристики регулирования скорости, а двигатели переменного тока с переменной частотой имеют преимущества высокой эффективности, энергосбережения и широкого диапазона регулирования скорости.
• Преобразователь частоты: используется для регулировки частоты питания двигателя переменного тока, тем самым достигая бесступенчатого регулирования скорости двигателя. Изменяя выходную частоту преобразователя частоты, можно точно контролировать скорость вращения двигателя, чтобы соответствовать требованиям различных рабочих условий во время процесса бурения.
• Система управления: включает в себя различные электрические компоненты, контроллеры, датчики и т. д. и используется для контроля, управления и защиты системы электропередачи. Она может выполнять такие операции, как запуск, остановка, регулирование скорости, прямое и обратное вращение двигателя, и в то же время контролировать такие параметры, как напряжение, ток и температура системы. При возникновении нештатной ситуации она своевременно примет защитные меры для обеспечения безопасной работы системы.
• Характеристики: Система электропередачи имеет высокую эффективность передачи, хорошую производительность регулирования скорости, может достигать точного управления скоростью и крутящим моментом, легко реализует автоматизацию и интеллектуальное управление, может повышать эффективность и качество буровых работ. Кроме того, система электропередачи работает стабильно, имеет низкий уровень шума и мало загрязняет окружающую среду. Однако система электропередачи требует надежного электропитания, предъявляет высокие требования к стабильности электросети, а инвестиционные затраты на оборудование относительно велики.

Композитная система трансмиссии

• Состав и формы: Композитная система трансмиссии представляет собой систему трансмиссии, которая объединяет несколько режимов трансмиссии, таких как механическая трансмиссия, гидравлическая трансмиссия и электрическая трансмиссия. Обычные композитные формы трансмиссии включают механико-гидравлическую композитную трансмиссию, механико-электрическую композитную трансмиссию и гидро-электрическую композитную трансмиссию и т. д. Например, на некоторых крупных нефтяных буровых установках механико-гидравлический композитный режим трансмиссии дизельного двигателя-трансформатора-коробки передач может быть принят для привода лебедки, используя хорошую адаптивность преобразователя крутящего момента и высокую эффективность зубчатой ​​передачи для удовлетворения рабочих требований лебедки; в то же время электрический режим трансмиссии принят для привода роторного стола, чтобы достичь точного регулирования скорости и управления роторным столом.
• Характеристики: Композитная система трансмиссии может в полной мере использовать преимущества различных режимов трансмиссии, выбирать соответствующие режимы трансмиссии в соответствии с характеристиками и требованиями к условиям работы различных рабочих машин буровой установки, тем самым улучшая общую производительность и адаптивность буровой установки. Она может обеспечить надежность и эффективность трансмиссии буровой установки, достигая при этом лучших показателей регулирования скорости и уровня автоматизации управления. Однако структура системы сложна, а проектирование, установка и обслуживание более трудны.