石油机械的动力传动与特性.ppt
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1、1第三章第三章 石油机械的动力传动与特性石油机械的动力传动与特性2第一节、石油钻机用柴油机第一节、石油钻机用柴油机研究问题:发动机(研究问题:发动机(柴油机)驱动特点?驱动特性柴油机)驱动特点?驱动特性?动力的特性指标?动力的特性指标?3发发动动机机原原理理4一、一、驱动设备驱动设备的特性指标的特性指标1 1、适应系数:、适应系数:K=K=最大稳定扭矩最大稳定扭矩/额定扭矩额定扭矩2 2、速度范围:、速度范围:R=R=最高稳定转速最高稳定转速/最低稳定转速最低稳定转速3 3、燃料的经济性:同样功率下消耗燃料费用、燃料的经济性:同样功率下消耗燃料费用4 4、发动机比质量:、发动机比质量:K=K=
2、发动机质量发动机质量/额定功率额定功率5 5、使用经济性:燃料经济性;工作地区适应性;启、使用经济性:燃料经济性;工作地区适应性;启 动性;灵活性;可靠性;安全性;动性;灵活性;可靠性;安全性;维护保养难易维护保养难易第一节、石油钻机用柴油机第一节、石油钻机用柴油机一、一、驱动设备驱动设备的特性指标的特性指标第一节、石油钻机用柴油机第一节、石油钻机用柴油机6几种动力机几种动力机适应性系数适应性系数K K与速度范围与速度范围7驱动机外特性:驱动机外特性:扭矩扭矩M M随转速随转速n n的变化规律的变化规律一、一、驱动设备驱动设备的特性指标的特性指标第一节、石油钻机用柴油机第一节、石油钻机用柴油机
3、8二、柴油机驱动特点:二、柴油机驱动特点:1、不受地区限制,有自持力、不受地区限制,有自持力2、采用、采用“积木式积木式”增加机组的办法,较少柴油机品种增加机组的办法,较少柴油机品种3、转速可平稳调节,、转速可平稳调节,4、结构紧凑、体积小、便于移运、结构紧凑、体积小、便于移运5、不足:扭矩曲线平坦,适应性系数小,过载能力有、不足:扭矩曲线平坦,适应性系数小,过载能力有 限,噪音大限,噪音大9三、柴油机驱动特性:三、柴油机驱动特性:柴油机驱动特性:包括柴油机驱动特性:包括外特性;负荷特性;外特性;负荷特性;调速特性调速特性外特性:外特性:固定柴油机的最大供油量时固定柴油机的最大供油量时,功率、
4、,功率、扭矩、油耗、等随转速的变化规律。扭矩、油耗、等随转速的变化规律。负荷特性:负荷特性:定转速时,定转速时,油耗、排气温度、吸气油耗、排气温度、吸气 压力,等随负荷压力,等随负荷(功率)(功率)的变化规律。的变化规律。调速特性:油门固定调速特性:油门固定时,功率、扭矩时,功率、扭矩等与转速等与转速 的关系。的关系。10三、柴油机驱动特性:三、柴油机驱动特性:Z12V190B型柴油机型柴油机外特性外特性g ge e-油耗率;油耗率;M Me e-扭矩;扭矩;N Ne e-功率功率11三、柴油机驱动特性:三、柴油机驱动特性:Z12V190B型柴油机型柴油机负荷特性负荷特性负荷特性:负荷特性:给
5、定转速下,给定转速下,油耗与负荷油耗与负荷(功率)(功率)的变的变化规律化规律依据此特性可以确定,依据此特性可以确定,给定转速下,油耗最小的功率范围给定转速下,油耗最小的功率范围12三、柴油机驱动特性:三、柴油机驱动特性:Z12V190B型柴油机型柴油机调速特性调速特性调速特性:调速特性:功率,扭矩与功率,扭矩与转速的关系。转速的关系。当外载超过当外载超过Me时,超负荷,动力性和经济性变坏时,超负荷,动力性和经济性变坏13 PZl90 PZl90系列柴油机型号编制的含义如下:系列柴油机型号编制的含义如下:型号示例:型号示例:PZl2V190BDPZl2V190BD四、国产四、国产190柴油机介
6、绍柴油机介绍14 国产钻机主要采用国产钻机主要采用济南柴油机厂济南柴油机厂生产的生产的Z190Z190系列柴系列柴油机,该类机型已有油机,该类机型已有九千多台九千多台服务于石油钻探市场。服务于石油钻探市场。四、国产四、国产190柴油机介绍柴油机介绍15 为适应钻机对动力要求,为适应钻机对动力要求,190190系列柴油机在近十年来系列柴油机在近十年来性能和可靠性都有较大的提高。例如主导产品性能和可靠性都有较大的提高。例如主导产品Z12V190BZ12V190B改型为改型为G12V190ZLG12V190ZL,于,于19991999年研制成功。年研制成功。该型柴油机在该型柴油机在性能指标、可靠性、
7、自动监控、解决性能指标、可靠性、自动监控、解决“三漏三漏”和外观质和外观质量等方面都有显著提高。量等方面都有显著提高。16 随着钻探技术和装备的更新,对随着钻探技术和装备的更新,对钻机动力钻机动力提出了提出了以下要求:以下要求:(1)(1)适应沙漠纵深地区风沙大、日温差大以及自动适应沙漠纵深地区风沙大、日温差大以及自动化程度高、无人值守的要求;化程度高、无人值守的要求;(2)(2)适应高原、高寒地区空气稀薄、超低温的环境;适应高原、高寒地区空气稀薄、超低温的环境;(3)(3)深井钻探,要求柴油机单台功率大、载荷深井钻探,要求柴油机单台功率大、载荷 变化频繁,在部分载荷下经济性好;变化频繁,在部
8、分载荷下经济性好;(4)(4)每台钻机配备柴油机台数少,移运方便;每台钻机配备柴油机台数少,移运方便;(5)(5)能远距离控制,可靠性高,故障率能远距离控制,可靠性高,故障率低。低。1718主要讨论:主要讨论:液力传动原理;液力传动原理;为什么变矩器可以实现为什么变矩器可以实现优越的驱动特性?优越的驱动特性?第二节第二节 石油钻机液力传动装置石油钻机液力传动装置19一、液力传动原理一、液力传动原理20二、柴油机二、柴油机-耦合器驱动耦合器驱动液液力力耦耦合合器器21三、柴油机三、柴油机-变矩器驱动变矩器驱动液液力力变变矩矩器器-原原理理22三、柴油机三、柴油机-变矩器驱动变矩器驱动液液力力变变
9、矩矩器器-涡涡流流与与环环流流231-1-泵轮泵轮2-2-涡轮涡轮3-3-导轮导轮4-4-工作轮工作轮内环内环5-5-涡轮槽涡轮槽24液力变矩器外特性曲线液力变矩器外特性曲线变矩系数变矩系数效率效率25特性指标:特性指标:26 (1)(1)、随外载变化能、随外载变化能自动无级地变速、变矩自动无级地变速、变矩。驱动。驱动绞车时,可明显绞车时,可明显提高钻机起升工效提高钻机起升工效。(2)(2)、使柴油机始终、使柴油机始终维持在经济合理的工况维持在经济合理的工况下运行,下运行,即使外载增大导致涡轮轴处于制动状态时,柴油机即使外载增大导致涡轮轴处于制动状态时,柴油机也不会被蹩灭。也不会被蹩灭。柴油机
10、变矩器驱动柴油机变矩器驱动优势优势:(3)(3)K K值大,使机组适应外载变化的能力大大增强值大,使机组适应外载变化的能力大大增强,例如,在高效区范围内例如,在高效区范围内K2K2(柴油机本身(柴油机本身K K:1.15)1.15);在重载时可高达;在重载时可高达4 4,使钻机解除事故,使钻机解除事故,负载启动负载启动能力强,操作平稳能力强,操作平稳。27 (4)(4)调速范围调速范围R R增大增大,在高效工作区内,在高效工作区内,R Rn nT2T2/n/nT1T1,在重载,轻载区仍可以工作在重载,轻载区仍可以工作,只是效率较,只是效率较低。为了提高效率,一般只需低。为了提高效率,一般只需4
11、 4个机械挡,这既简个机械挡,这既简化了传动,又方便了操作。化了传动,又方便了操作。(5)(5)传动平稳柔和传动平稳柔和,吸收冲击振动,延长了机械,吸收冲击振动,延长了机械设备寿命。设备寿命。(6)(6)柴油机液力变矩器并车柴油机液力变矩器并车较皮带并车传动效率较皮带并车传动效率提高提高3 3,减少了并车损失。,减少了并车损失。柴油机变矩器驱动柴油机变矩器驱动优势优势:28 柴油机变矩器驱动主要不足之处是柴油机变矩器驱动主要不足之处是效率偏低,效率偏低,变矩器最高效率一般为变矩器最高效率一般为85859090,且随涡轮轴转且随涡轮轴转速变化其效率还要降低。纯钻进驱动泵时工效明速变化其效率还要降
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- 石油机械 动力 传动 特性
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