2024年4月26日发(作者：windows 95)

ZJ70/4500D钻机

使 用 说 明 书

（长城钻井公司）

AZ60022-SM

2003年3月

ZJ70/4500D钻机使用说明书

前 言

ZJ70/4500D钻机是宝鸡石油机械有限责任公司(宝鸡石油机械厂)

根据用户的一般通用要求，按SY/T5609《石油钻机型式与基本参数》

标准及有关API规范设计制造的钻机，可满足深井石油及天然气井的

勘探和开发钻井的需要。

为了油田有关操作人员熟悉掌握本钻机的使用，我们特意编制了

本说明书，因钻机配套内容较多，本说明书仅叙述了部分内容，未涉

及到的或仅作简要介绍的配套设备或部件的结构参数和使用维护等

项内容请详见各自的使用说明书。

1

J70/4500D钻机使用说明书

前 言

............................................................................................................................................1

1 概 述........................................................................................................................................2

1.1用途及特点..............................................................................................................................2

1.2

ZJ70/4500D钻机设计及制造符合的标准............................................................................2

1.3

钻机技术参数..........................................................................................................................3

1.4

钻机总体布置与传动简介......................................................................................................4

1.5

钻机主机配套系统和设备....................................................................................................9

2 钻机主机部件及配套系统..........................................................................................................17

2.1

JC70D

2

绞车............................................................................................................................17

2.2

转盘驱动装置........................................................................................................................28

2.3

TC

7

-450天车.......................................................................................................................31

2.4

YC-450游车........................................................................................................................32

2.5

DG-450大钩........................................................................................................................33

2.6

SL-450水龙头.....................................................................................................................35

2.7

JJ450/45-K

5

井架..................................................................................................................39

2.8

DZ450/10.5-S底座...............................................................................................................42

2.9

空气系统................................................................................................................................44

2.10

仪表系统..............................................................................................................................50

2.11

井口机械化工具................................................................................................................52

2.12

F-1600机泵组....................................................................................................................53

2.13高压管汇..............................................................................................................................54

2.14

固井管汇............................................................................................................................57

2.15

动力系统............................................................................................................................57

2.16

电传动控制系统................................................................................................................61

2.17

自动送钻系统....................................................................................................................63

3 钻机的安装及调试......................................................................................................................63

3.1

钻机安装前的准备工作........................................................................................................63

I

J70/4500D钻机使用说明书

3.2

钻机基础................................................................................................................................63

3.3钻机的安装............................................................................................................................65

3.4

井架、底座起升后安装的部分............................................................................................68

3.5

钻机安装后的检查................................................................................................................69

3.6

钻机调试..............................................................................................................................71

3.7

钻机起升..............................................................................................................................73

4 钻机的使用..................................................................................................................................74

4.1

警

示...................................................................................................................................74

4.2

钻机使用注意事项..............................................................................................................74

4.3

操作与维护保养规程..........................................................................................................75

5 拆卸及运输................................................................................................................................75

5.1

钻机下放..............................................................................................................................75

5.2

钻机拆卸..............................................................................................................................76

5.3

钻机运输..............................................................................................................................76

6 钻机外购传动零件清单..............................................................................................................77

6.1

钻机所用轴承清单................................................................................................................77

6.2

钻机所用链条、皮带............................................................................................................78

II

ZJ70/4500D钻机使用说明书

1 概 述

1.1用途及特点

ZJ70D钻机是满足油田深井勘探开发钻井的一种SCR直流电传动钻机。钻机

基本参数符合中国SY/T5609标准,主要配套部件符合API规范，能满足钻井新工

艺的要求，钻机安全可靠。主要技术性能达到当代同类钻机的国际先进水平,该

钻机还可配置顶部驱动钻井装置。

ZJ70D钻机技术和结构特点

1) 采用AC-SCR-DC一对二全数控电传动动力系统，绞车、转盘和泥浆泵可

实现无级调速，获得良好的钻井特性。启动平稳、传动效率高、负荷能自动均衡

分配。

2) 采用国内外成熟的先进技术和结构， 并注意符合标准的要求，使钻机的

先进性、可靠性和标准化程度进一步提高。

3) 采用组合方式模块化设计、钻机布置整齐、设备块数少，搬家安装方便，

同时增强了钻机通用性、互换性，适应不同用户的选择需求。

4) 台面设备和井架低位安装，依靠绞车动力整体起升，方便安装并节省吊

装设备。

5) 钻机配套齐全、完善，可适应不同地区和环境的深井钻井要求。

6) 钻机配置液压盘式刹车、自动送钻装置和司钻控制房，使钻井更加安全

可靠，操作舒适省力送钻均匀、准确、可提高钻井速度。

7) 采用独立驱动的转盘结构，使钻机的机动性提高，电机与转盘驱动箱之

间采用万向轴联接，方便了二次安装。

8) 采用了高效泥浆固控系统，固控设备和系统流程能满足不同的钻井工艺

技术要求，系统搬家方便，罐面平整并满足HSE的要求。

9) 适应国内外钻井市场的需要，满足新型钻井工艺的要求。在环境温度-20

℃～+50℃，相对湿度≤90%(+20℃时)及其它恶劣情况下均可正常工作。

1.2 ZJ70/4500D钻机设计及制造符合的标准

1)API Spec Q1 《质量纲要规范》

2)SY/T5609-1999 《石油钻机形式与基本参数》

3)API Spec 4F 《钻井和修井井架、底座规范》

4)API Spec 8A 8C 《钻井和开采提升设备规范》

5)API Spec 7K 《旋转钻机设备规范》

6)API Spec 7F 《石油钻机传动滚子链》

7)API Spec 9A 《钢丝绳规范》

8)API spec 16C 《节流与压井装置规范》

9)AWS D1.1 《钢结构焊接规范》

10)API spec 9A 《钢丝绳规范》

11)API RP 53 钻井井控设备用控制系统设计的推荐作法

12)API spec 16D 钻井井控设备控制系统规范

13)AISC 《钢结构手册》第八版

2

ZJ70/4500D钻机使用说明书

1.3 钻机技术参数

1)名义钻深范围: Ф127mm(5″)钻杆 4000-6000m

Ф114mm(4 1/2″)钻杆 4500-7000m

最大钩载 4500kN

2) 绞车额定功率 1470kW(2000HP)

绞车档数 4+4R 直流电机驱动,无级

主刹车 液压盘式刹车

辅助刹车 DSF70风冷式电磁刹车

3)提升系统最大绳系 6×7

钻井钢丝绳直径 Ф38mm(1 1/2″)

提升系统滑轮外径 Ф1524mm(60″)

4)水龙头中心管通径 Ф75mm

5)钻井泵型号及台数 3

6)转盘开口名义直径 Ф952.5mm（37 1/2″）

转盘挡数 1+1R（独立驱动）无级调速

7)井架型式及有效高度 前开口型，45.5m

8) 底座型式 双升式(即主体结构为平行四边形)

钻台高度 10.5m

钻台面积 13.5m×12.5m

转盘梁底面高度 9m

9) 动力传动方式

10) 柴油发电机组

柴油机台数×主功率

柴油机转速

发电机型号

发电机参数

功率因数

11) 辅助发电机组 CAT3406

台数×功率 1×365kVA,1500r/min，

400V/230V,50HZ,3

12)直流电动机台数×功率

额定转速 970r/min

电 压 750V,DC

电 流 1150A

13) 电传系统

可控硅控制单元 一对二控制 5

输入电压 600VAC

输出电压 0-750VDC

输出电流 1800A,DC(长期)

MCC系统 600V/400V(3

14)钻井液管汇

固井管汇

立 管

台F-1600

AC-SCR-DC

CAT3512DITA,1500kVA

4×1087bkW（1458bHP）

1500r/min

SR4

1500kVA,600V,50HZ

0.7 无刷励磁

相4线

9×800kW（独立驱动）

套柜

可调

相)/230V(单相),50HZ

Ф103mm×35MPa

Ф70mm×70MPa

Ф103mm×35MPa，双立管

3

ZJ70/4500D钻机使用说明书

15)井控系统 F54-14、F35-70防喷器组

16)泥 浆 罐 6罐 总容量：358m

3

17)储 气 罐 （3+4）m

3

,(带止回阀等附件)

气源压力 1MPa

18)柴 油 罐 45m

3

+55m

3

19)四油品罐 总容量20m

3

（5m

3

+5m

3

+5m

3

+5m

3

）

20)工业用水罐 套装水罐100m

3

冷却水罐40m

3

21)适应环境

温度：-20～+50°C

湿度：≤90%

风速：低于110km/h

1.4 钻机总体布置与传动简介

1)钻机采用4台CAT3512DITA柴油发电机组作为主动力，发出的600V,50HZ

交流电经SCR柜整流后变为0-750V直流电，分别驱动2000HP绞车、转盘和泥浆

泵的YZ08/ YZ08A串励直流电动机；转盘采用独立驱动方式。绞车由2台电机驱

动；转盘单独由1台电机驱动；三台泥浆泵各由2台电机驱动。电传系统采用一

对二控制方式，AC－SCR－DC传动。

2)前开口井架，双升式底座，利用绞车动力起升,井架和所有台面设备均低

位安装。

3)绞车主刹车为液压盘式刹车,辅助刹车为风冷式电磁涡流刹车。

4)钻机布置满足防爆、安全、钻井工程及设备安装、拆卸、维修方便的要求。

5)钻机分六个区域：钻台区、泵房区、动力区、泥浆循环与水罐区、油罐区、

井场用房区。

*钻台区: 包括井架、底座、绞车、转盘、游吊系统、井口机械化设备及工

具、钻台偏房、钻杆滑道及排放架、提升机等设备。

钻台上配2台50kN气动绞车。

二层台配1台5kN气动小绞车、逃生装置等。

配二个钻台偏房，房体尺寸为10000×2800×2800 mm，自背撬尺寸（长×

宽）2400×250 mm。

钻台上配井口机械化工具：

a．上扣液压猫头YM-7 最大拉力70kN

b．卸扣液压猫头YM-14 最大拉力140kN

c．TQ13 3/8-35液压套管钳 最大扭矩32-40kN.m

d．ZQ100液压钻杆钳（放在司钻对侧） 最大扭矩 100kN.m

e．YZ350液压站（放在钻台左偏房前端头） 额定压力16.6MPa

猫道和钻杆排放架高1070mm，猫道上设钻杆缓冲装置和一台50kN风动绞车。

固井管汇由钻台面沿坡道和猫道引出。

*泵房区：布置有3台F-1600泥浆泵组、钻井液管汇等。

*动力区：平行布置4栋主柴油发电机组房（含辅助发电机、2台空压机和1

套气源净化装置）形成一个整体机房，SCR(MCC)房与机组垂直靠齐摆放。井口中

心距SCR房左端为34.5m。

*泥浆循环及水罐区：包括泥浆循环罐、泥浆净化设备及水罐等。

4

ZJ70/4500D钻机使用说明书

*油罐区：包括各种油罐、泵及管线。

各区域之间油、气、水、电等连接管线铺设在管线槽内，上钻台管线槽采用

折叠式。地面管线槽大梁采用C型钢。

*井场用房区：包括井控房（防喷器液压系统）、材料房和钳工房。

5

ZJ70/4500D钻机使用说明书

图1-1 ZJ70D钻机立面图

1TC-450天车；2JJ450/45-K

5

井架；

3YC-450游车；4

○○○○

5

JC70D

2

绞车；

5DZ450/10.5-S

○

15排绳器；

○

2940t电动防喷器移动装置；

○

30钻井钢丝绳；

○

31死绳固定器；

○

32捞砂

底座；

○

33绞车遮阳棚

○

34水龙头；

○

35DG-450大钩

钢丝绳；

○

6

ZJ70/4500D钻机使用说明书

图1-2 ZJ70D钻机平面布置图

7

ZJ70/4500D钻机使用说明书

6F-1600机泵组三十四；

○

7总装配件；

○

8随机工具；

○

9钻井工具；

○

10吊装绳索；

○

11井口机械化

○

工具；

○

12油水电系统；

○

13空气系统；

○

14转盘驱动装置；

○

15排绳器；

○

16柴油发电机房；

○

17气源净

化系统；

○

18SCR/MCC房及传动系统；

○

19钻井液及固井罐管汇；

○

20测斜绞车；

○

21司钻偏房；

○

22钢丝

绳；

○

23钻杆排放架；

○

24猫道；

○

255t风动小绞车；

○

26司钻控制；

○

27游车数显防碰装置；

○

28液压提

升机；

○

36钻井仪表系统；

○

37一年备件；

○

38井场用房；

○

3945m

3

+50m

3

柴油罐；

○

4020m

3

四品油罐；

柴油发电机组；

○

42辅助发电机组；

○

43100m

3

套装水箱；

○

44固控系统；

○

45井场标准电路；

40m

3

绞车冷水箱

8

○

41

○

46

ZJ70/4500D钻机使用说明书

图1-3 钻机传动原理图

1.5 钻机主机配套系统和设备

序号 名 称

每套钻机

Ⅰ

钻台区设备

1

JC70D绞车：

最大输入功率2000HP，适用钢丝绳直径Φ38mm，开槽滚筒，四档

无级变速。由绞车主体和动力机组两部分组成。

主体包括：滚筒轴、猫头轴（带捞砂滚筒）、变速轴、绞车架、盘式

刹车和过卷装置等；

动力机组包括：并车轴、链条箱、直流电动机底座等，两部分采用

法兰螺栓连接。

2

3

DSF70风冷式电磁涡流刹车

司钻控制房：

安装气控操作箱、电控操作箱、顶驱操作箱、钻井参数显示仪、液

压系统操纵、液压猫头操纵、电子数控防碰装置等、预留工业监控

安装位置和进线接口。

设施：转椅、防爆电器(灯)、1P防爆单制窗式空调、喊话器、雨刮器等。

游车数显防碰装置

9

数量 单位 备 注

1

套

1

套

1

1

套

套

4 1

套

ZJ70/4500D钻机使用说明书

5

液压盘刹系统

盘式刹车包括执行机构(6把工作钳、2把安全钳、刹车盘和钳架)、

液压站和操作系统组成。

转盘独立驱动装置

一台直流电机通过万向轴、链条箱驱动转盘、转盘固定为耳板销子

固定

5 1/4″滚子补芯,,四销驱动,适于四方钻杆

3 1/2″滚子补芯,四方驱动,适于四方钻杆

2 3/8″-8 5/8″补芯,用于下7″套管

9 5/8″-10 3/4″补芯,用于下9 5/8″套管

11 3/8″-13 3/8″补芯,用于下13 3/8″套管

20″补芯,用于下20″套管

主补芯装置

2 3/8″-8 5/8″补芯，用于钻井

主补芯吊环装置

补芯吊环装置

钻头盒座

转盘防滑垫

1

套

6 1

套

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

9)

10)

11)

12)

7

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

套

套

套

套

套

套

套

套

套

套

套

套

套

TC450天车：

最大静负荷4500kN，Φ1524mm滑轮6个，快绳滑轮1个，捞砂滑

轮1个，Φ400mm辅助滑轮4个。包括5t桁架式天车起重架、天车

架、栏杆、缓冲梁及防护网等，采用顺穿大绳，符合API Spec 8A、

4F规范。

8

YC450游车：

最大钩载4500kN，Φ1524mm滑轮6个，适合钢丝绳Φ38mm，符合

API Spec 8A规范。

9

DG450大钩

最大钩载4500kN，主钩开口尺寸220mm,付钩开口直径Φ120mm,

符合API Spec 8A规范。打API标记。

10

SL450-5两用水龙头

最大静负荷4500KN，最高转速300r/min，最高工作压力34.3MPa，

带风动旋和器，符合API Spec 8A规范。打API标记

11

JJ450/45-K井架

“K”型井架，有效高度45m，最大负荷4500kN，分为四段，下部

宽度9m,二层台容量：4 1/2″钻杆，28m立根7000m，9″钻铤4柱、

8″钻铤6柱。包括：登梯助力机构，2套2.5t旋吊扒杆和遮阳伞。

井架设计适合安装顶驱装置。符合API Spec 4F规范。

1)

电动伸缩式套管扶正台

2)

钻工防坠落装置

3)

二层台逃生装置，符合美国安全标准

12

DZ450/10.5-S底座

弹弓式。钻台面高10.5m，净空高9m，转盘梁最大负荷4500kN,立

根盒容量：4 1/2″钻杆，28m立根7000m，9″钻铤4柱，8″钻柱6柱。

下方设有1个4m

3

的贮气罐、防喷器移动导轨，安全滑梯1个，梯

子3个，泥浆伞1个。符合API Spec 4F规范。

13

40t 电动防喷器移动装置

14

钻台偏房

钻台左右侧各配一个10000×2800的钻台偏房。

10

1

套

1

套

1

套

1

套

1

1

1

1

套

套

套

套

1

1

套

套

ZJ70/4500D钻机使用说明书

左偏房分为三间：一间为升降机走道；一间作为仪表间和钻工休息

间，设有防爆排风扇、1.5P分体式防爆单冷空调和防爆灯；另一间

右偏房分二间；修理间和工具摆放间

液压缓冲装置：

井架、底座均采用液压油缸缓冲，含油缸、操作箱和管线等。

气动绞车5t(含带舌头吊钩和150m钢丝绳）

气动绞车0.5t（含钢丝绳）

井口机械化工具

YZ-350液压站，1套，额定压力16MPa

YM-7液压上扣猫头， 1套，最大拉力70kN

YM-14液压卸扣猫头，1套，最大拉力140kN

ZQ-100钻杆动力钳，1套，最大扭矩10kN.m

TQ-35液压套管钳， 1套，最大扭矩35kN.m

总装配件

JZG41死绳固定器（不含传感器和指重表）

死绳稳绳器

快绳排绳器

猫道（表面钢板16mm）

排管架（12件）

电动倒绳机（满足1200m钢丝绳）

Φ38钻井钢丝绳

右旋绳，绳芯采用6×19S+IWRC结构，符合API Spec 8A规范。

Φ14.5捞砂滚筒钢丝绳，符合API Spec 8A规范

绞车电机遮雨棚

泥浆泵电机遮雨棚

钻台液压升降机1.5t

空气系统

供油系统

供水系统

移动式干油站

液压剪绳器

穿绳器

YQ1-50T液压千斤顶

QL16机械千斤顶

伸缩式铝梯

吊装绳索具

仪表系统及备件

测斜绞车：

测量深度6000m,功率7.5kW, 最大提升力：4077N。包括CJ6000(F)

测斜绞车1台，Ф2.5 – 1×7钢丝绳6000米，防爆开关及电机1套及

垫圈等

测斜仪器（带Ф110mm、Ф91mm托盘各一），

高温单点照像测斜仪，1台，

最高工作温度：250℃，

最大工作压力：140 MPa，

测量范围：方位：0° - 360°，倾角：0° - 90°

11

15 1

3

1

1

1

套

台

台

套

套

16

17

18

1)

2)

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

1

1

1

1

1

1

1

1200

1

1

3

1

1

1

1

1

1

套

套

套

套

套

套

套

米

套

套

套

套

套

套

套

套

套

6

1

2

1

1

1

1

套

套

套

套

套

套

套

42

1

套

ZJ70/4500D钻机使用说明书

Ⅱ

动力及电传动控制区

1

柴油发电机房11.6m×2.9m×2.9m

每台机房端墙可拆卸，可形成整体机房，风扇端设对开门，两侧设

有推拉门，房内设施齐全，满足钻机动力要求. 包括与SCR连接的

全部电缆,及线鼻子。

模拟电气传动控制系统，包括：

⑴发电机组控制单元4套及并车装置；SCR整流单元，主变压器馈

电柜及全套钻机MCC单元（抽屉式结构）；电控房体及空调2台。

600v/400v-1250KVA主变压器1台。

⑵司钻电控箱和绞车脚踏开关。

⑶全套直流电动机动力、控制电缆及附件。

YZ08直流电动机，串激(等效于GE752)，不带防砂装置

CAT3512柴油机发电机组：柴油机 为CAT3512DITA，发电机为

SCR4，额定容量1500kVA、600V、500Hz、0.65PF、1443A、1500r/min

辅助发电机组

配CAT3406柴油发电机组，额定功率365kVA 400V/230V 50Hz电马

达启动

井场标准防爆电路：包括：

(1) 井架标高灯及井架照明防爆荧光灯：底座、泥浆罐区、井场其

它 区域的防爆荧光灯、投光灯照明线路和灯具，防爆箱用钢板

焊接而成。

(2) 钻机所有交流电动机和用电设备的动力和控制线路。

(3) 接地保护系统。符合API标准。

管线槽

电气传动控制系统工具及一年备件(详见清单)

气源净化系统：

配LS12-50HH风冷式电动螺杆压缩机2台，干燥器1台，2.5m

3

贮气

罐1个，S195冷启动空压机1台，气源工作压力1MPa，与辅助发

电机房共用机房。

4

套

2

1

套

3

4

5

9

4

1

台

套

套

6 1

套

7

8

1

1

1

套

套

套

9

Ⅲ

泵房区

1

套

2

3

4

5

6

1

2

3

F-1600电动钻井泵组：

每套泵组配一台F-1600钻井泵、功率1600HP，最大排量46.54L/S，

最大泵压34.3MPa。包括：电动机底座、窄V皮带传动、张紧调整

装置、护罩等。泵可整体拖动。放喷管线至固控罐。

1

钻井液管汇：

103mm(通径)×34.3MPa，双立管，双通道,H形结构(五个出口)。包

括：地面管汇、立管、水龙带（19m，22.8m）、阀组、放空丝堵等

由泥浆泵排出口至水龙头入口的全部管汇。

1

固井管汇

包括：1502由壬、环型弯管等。

2

水龙带65ft(20m，35MPa)

水龙带75ft(23m，35MPa)

充气机1-0.27/150A(含高压软管)

泥浆净化罐，有效容积260m

3

泥浆储备罐，有效容积220m

3

12

套

套

根

根

根

个

个

1

1

5

3

Ⅳ

固控系统

ZJ70/4500D钻机使用说明书

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

1

2

3

4

1

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

9)

10)

2

1)

2)

3)

4)

GW-2振动筛（进口马丁激振电机）

除砂器

除泥器

除气器

离心机

剪切泵（55kW）

15kw 搅拌器

5.5kw 搅拌器

砂泵（其中2台为灌注泵）

11kW补给泵

混合漏斗

泥浆枪

罐间柔性联结管

蝶阀

管件、浮台、栏杆

暖气管

泥浆吸入滤清器

40m

3

绞车冷却水罐

1

1

1

1

1

1

1

1

2

各1

1

3

2

1

1

1

1

1

1

1

13

3

1

1

1

1

1

17

1

6

1

2

15

36

40

1

1

3

1

台

台

台

台

台

套

台

台

台

台

台

把

套

件

套

套

套

套

套

套

套

套

套

套

套

套

套

付

付

件

件

套

套

套

台

台

件

件

Ⅴ

油水罐区

100m

3

套装水罐

45m

3

柴油罐

55m

3

柴油罐储备罐

20m

3

四品油罐

F35-35/70防喷器组:

FZ35-70单闸板防喷器

2FZ35-70双闸板

FH35-35/70环形防喷器

FS35-70四通

闸板:9 5/8″,7″,6 5/8″,5 1/2″,5″,3 1/2″,2 7/8″,4 1/2″, 全封

剪切闸板

变径法兰

拖撬底座

钻机警示标志牌

防喷器井场试压装置QST140-J

导流器F54-14

FHZ54-14防喷器

FS54-14四通

F54-14顶法兰

F54-14底法兰

Ⅵ

井控设备

ZJ70/4500D钻机使用说明书

5)

6)

7)

8)

3

4

5

6

1

10″液动球阀

10″焊径法兰

7 1/16″盲板

拖撬底座

节流压井管汇，压力等级为10000PSI

防硫放喷管线

高压控制软管

防喷器液控系统及操作台

1

4

4

1

1

2

800

8

2

20

40

8

1

1

1

1

2

353

1

1

6000

30

6

9

20

14

1

1

1

1

1

1

1

1

件

件

件

只

套

套

套

套

个

个

瓶

瓶

套

m

个

个

个

个

个

套

套

套

套

套

m

3

套

套

m

根

根

根

根

Ⅶ

安全设施

八通道固定式气体监测仪（EX，H

2

S）

1）

控制系统

2）

可燃气体探测器

3）

毒气探测器

4）

标准气样（4升，EX）

5）

标准气样（4升，H

2

S）

6）

减压阀、软管、流量计

7）

信号传输线

2

3

4

5

6

迷你型单一气体检测仪

智能型单一气体检测仪

全面具过滤式防毒面具

H

2

S过滤罐

紧急生呼吸器（正压，15min）

Ⅷ

井场通讯系统

井场通讯设施(MOTOROLA对讲机8个,含充电器）

Ⅸ

辅助设备

1

2

3

4

5

1

2

A

1

2

4

5

6

3t手拉倒链

5t手拉倒链

清洗机（含管线和喷枪）

排污泵（气动隔膜泵，含管线、接头和阀门）

钢木基础（除固控罐和油水罐部分）

材料房（含电焊机等）

钳工房（含机械工具，不含 机床）

钻具

钻杆：5″×9.19,S135,19.5lb/ft,18°,NC50,RⅡ,带耐磨带,内涂层

加重钻杆：5″×30’,S135, 18°,NC50，RⅡ。

钻铤：9″×30’（带应力槽，吊卡槽）

钻铤：8″×30’（带应力槽，吊卡槽）

钻铤：7″×30’（带应力槽，吊卡槽）

Ⅹ

井场用房

Ⅺ

钻井工具

ZJ70/4500D钻机使用说明书

7

8

9

钻铤：6 1/4″×30’（带应力槽，吊卡槽）

钻铤：4 3/4″×30’（带应力槽，吊卡槽）

方钻杆（四方）5-1/4″×12.2m

28

15

2

1

1

3

1

3

1

4

2

2

2

2

2

3

3

3

3

3

3

3

5

5

3

3

3

3

3

3

3

2

2

2

2

2

2

2

2

15

根

根

根

根

台

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

10

方钻杆（四方）3-1/2″×12.2m

11

5t抓管机

12

螺旋扶正器 17-1/2″ 731×730（带测径规）

13

螺旋扶正器 17-1/2″ 730×730（带测径规）

14

螺旋扶正器 12-1/4″ 631×630（带测径规）

15

螺旋扶正器 12-1/4″ 630×630（带测径规）

16

螺旋扶正器 8-1/2″ 4A1×4A0（带测径规）

17

螺旋扶正器 8-1/2″ 4A0×430（带测径规）

B

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

C

配合接头

配合接头 730×730

配合接头 730×630

配合接头 730×620

配合接头 731×630

配合接头 630×630

配合接头 630×620

配合接头 630×410

配合接头 631×631双反

配合接头 631×421双反

配合接头 631×410

配合接头 621×410

配合接头 520×411

配合接头 410×411

配合接头 410×4A1

配合接头 4A0×430

配合接头 410×430

配合接头 4A0×411

配合接头 410×411（长810mm）

配合接头 410×311

配合接头 410×311（长810mm）

配合接头 310×330

配合接头 731×410

配合接头 621×630

配合接头 630×521

配合接头 630×411

配合接头 521×410

配合接头 421×410

配合接头 421×4A0

钻铤提丝，提升短节

ZJ70/4500D钻机使用说明书

1

2

3

4

5

6

2)

3)

4)

5)

7

提丝 311

提丝 4A1

提丝 411

提丝 631

提丝 731

钻铤吊卡

8″钻铤吊卡

7″钻铤吊卡

6 1/4″钻铤吊卡

4 3/4″钻铤吊卡

短钻杆:

2

2

2

2

2

3

3

3

3

3

2

2

2

个

个

个

个

个

个

个

个

个

个

根

根

根

付

付

只

只

只

只

只

只

只

只

付

付

付

付

付

付

件

件

件

只

只

只

只

只

件

1)

9″钻铤吊卡

1）

短钻杆：5″,S135, 18°,1.5m长

2）

短钻杆：5″,S135, 18°,2m长

3）

短钻杆：5″,S135, 18°,2.5m长

D

1

2

3

4

5

6

7

8

9

钻井工具

DH500吊环：最大负荷5000kN,符合API Spec 8A规范。L=3660mm

1

吊环（单臂250T）,用于31/2″钻杆.L=3660mm

套管吊卡20″，350T

套管吊卡13 3/8″，350T

套管吊卡9 5/8″,500T

套管吊卡6 5/8″,500T

油管吊卡2 7/8″,150T

钻杆吊卡5″-18°-250T（对开门式）

钻杆吊卡5″-18°-350T（对开门式）

1

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

1

3

2

2

2

2

1

16

10

CD5-18°-350T侧开门型双锁式吊卡

11

卡瓦9″

12

卡瓦8″

13

卡瓦7″

14

卡瓦5″

15

卡瓦6 1/4″

16

卡瓦4 3/4″

17

SC3 1/2-10 5/8 SC型安全卡瓦

18

安全卡瓦9″-4 3/4″

19

S5/200 S型钻杆卡瓦

20

3 1/2-12 3/4 B型吊钳（钳头5b-1）,含：

1）

钳头5a(3 1/2″--4 3/4″)

2）

钳头5b(6 5/8″--8 5/8″)

3）

钳头5d(8 1/2″--4 3/4″)

21

13 3/8-25 1/2 B型套管吊钳

22

油管钳Q2 3/8″-4 3/4″

ZJ70/4500D钻机使用说明书

23

钻头盒17 1/2″

24

钻头盒12 1/4″

25

钻头盒8 1/2″

26

钻头盒5 7/8″

27

钻头盒5 1/2″

28

对开式方补芯（用于5 1/4″方钻杆）

29

对开式方补芯（用于3 1/2″方钻杆）

30

浮动式小鼠洞卡钳

31

防喷盒

32

链钳（20″）

33

套管通径规

1）

套管通径规20″(δ=12.07,11.12mm)

2）

套管通径规13 3/8″ (δ=12.19,10.92,9.65mm)

3）

套管通径规9 5/8″ (δ=13.84,11.99,11.05,10.03mm)

4）

套管通径规6 5/8″ (δ=12.06,10.59,8.94mm)

E

1

2

3

4

5

6

井口井控配件

方钻杆上旋塞 630×631双反,用于70MPa

方钻杆下旋塞 520×521,用于70MPa

方钻杆下旋塞 311×310,用于70MPa

钻杆投入阀 6-1/4″

箭型回压凡尔 410×411

箭型回压凡尔 310×311

1

1

1

1

1

1

1

1

1

2

12

2

3

4

3

3

3

2

2

1

1

件

件

件

件

件

付

付

套

套

件

套

套

套

套

套

2 钻机主机部件及配套系统

ZJ70/4500D钻机是适应深井钻井需要而生产的一种的直流电驱动钻机，其

主要配套件都严格按照“API”有关规范设计制造，能满足HSE的有关要求。

2.1 JC70D

2

绞车

JC-70D

2

绞车传动是ZJ70D系列钻机的传动系统之一，它不但担负钻机起下钻具

和下套管及上卸扣, 还担负着钻头钻进过程中控制钻压、处理事故，以及提取岩

芯筒，试油等作业。同时还担负着井架及钻机前后台起升和降落任务。它主要有

二大组成部分，动力装置(包括输入轴在内)和绞车主体，见图2-1。

17

ZJ70/4500D钻机使用说明书

图2-1 绞车传动

1-JC70D

2

绞车；2-动力机组

JC-70D

2

绞车具有如下特点：

1) 绞车功率大

绞车由两台YZ08(国产)电机作为动力，经动力装置输入轴并车，额定输入功

率可达1470kW。

2) 调速性能好、功率利用高

为适应起重量变化，节省起升时间，JC70D

2

绞车通过输入轴和传动轴之间的

两档链条形成两个档位，而传动轴与滚筒轴之间通过高、低速离合器又形成两个

档位，绞车总档数可达4正4倒，由于采用直流电机驱动，绞车可实现无级调速，

大大提高了功率利用率，节省了起升作业时间，提高了工作效率。

3) 采用液压盘式刹车，刹车力矩大，安全可靠，能准确地调节和控制钻压，

达到均匀送钻，在下钻过程中能控制下放速度。同时配备有风冷式电磁涡流刹车

作为辅助刹车，使绞车工作的可靠性进一步提高。

4) 绞车具有操作省力，控制先进的特点

该绞车采用机电液的控制系统，控制简单可靠，控制手柄、刹车、钻井参数

仪表等均集中在司钻控制房内，便于操作。

该绞车具有传动简单 ，结构紧凑，调速范围大，效率高,寿命长，工作安全

可靠，外形美观等特点。

2.1.1技术参数

1)额定输入功率 1470kW

18

ZJ70/4500D钻机使用说明书

2)最大快绳拉力 485kN

3)钢丝绳直径 Φ38mm(1 1/2″)

4)档数 4正4倒(无级调速)

5)开槽滚筒尺寸(直径×长度) Φ770×1310mm

6)刹车盘尺寸(外径×厚度) Φ1650×76mm

7)电磁涡流刹车额定制动力矩 115000N.m

8)捞砂滚筒用钢丝绳 Φ14.5mm

9)捞砂滚筒尺寸(直径×长度) Φ400×1320mm

10)捞砂滚筒刹车鼓尺寸 Φ1608×220mm

11)外形尺寸

绞车主体 JC－70D2 7370×3250×3216mm

动力机组 6400×1580×1876mm

12)重 量

绞车主体 44755kg

动力装置 1246kg

13)各档钩载与速度表

游 动 系 统 6×7 猫头转

滚筒转速 转盘转速

档数

速

钩 速 钩 载 快绳拉力

(r/min) (r/min)

(r/min)

(m/s) (kN) (kN)

Ⅰ 0～78 0～0.33 4500～2800 487～303

0～159

Ⅱ 78～120 0.33～0.522800～1600 303～173

0～225

159～276

Ⅲ 120～217 0.52～0.911600～1000 173～108

Ⅳ 217～336 0.91～1.581000～620 108～63

2.1.2传动原理

JC-70D

2

绞车传动流程图见图2-2。

19

ZJ70/4500D钻机使用说明书

图2-2 绞车传动流程图

该绞车为四轴式绞车结构，即由输入轴，传动轴，捞砂滚筒轴，滚筒轴等组

成。

由两台YZ08电机经动力装置输入轴并车，功率合流后通过输入轴与传动轴

之间的两挂链条形成两个档位，传动轴与滚筒轴之间的两挂链条又形成两个档

位，绞车总共产生2×2档，此外，传动轴经与捞砂滚筒轴的一挂链条，使捞砂

滚筒轴形成两档。

动力输入轴与传动轴之间的换档采用机械换档，传动轴与滚筒之间的换档采

用气胎离合器换档。

2.1.3绞车结构

JC-70D

2

绞车为内变速，墙板式，全密闭四轴绞车，其中，内变速可以使绞车

获得四个档，转盘二个档，换档有机械换档和气胎离合器换档两种方式，机械换

档需停车换档。

绞车的传动链条采用强制润滑，设有刹车盘循环水冷却及风冷式电磁涡流刹

车。

从功能看，JC-70D

2

绞车传动主要由以下几个部分组成：见图2-3

1) 传动部分：引入并分配和传递动力。主要包括输入轴，传动轴，捞砂滚

筒轴，滚筒轴等总成及传动链条等组成。

2） 提升部分：担负着起放井架、钻台，起下钻具，下套管子及起吊重物，

上卸扣等，主要包括滚筒轴总成，捞砂滚筒轴总成。

20

ZJ70/4500D钻机使用说明书

3) 控制部分：用于控制绞车和转盘运转及变速。主要包括司钻控制房，气

胎离合器，齿式离合器及电气路阀件，管线等。

4) 润滑部分：绞车各运转部位轴承，链条等的润滑，有润滑油润滑与润滑

脂润滑，包括润滑油泵、节流阀、压力表、油杯，喷咀，油路及管线等。

图2-3 JC70D

2

绞车

1-捞砂滚筒总成；2-传动轴总成；3-换档机构；4-绞车架；5-SDF70电磁涡流刹车；6-液压

盘式刹车；7-滚筒轴总成；8-捞砂滚筒刹车

5) 制动机构：用于控制下钻速度及刹车。包括主刹车和辅助刹车。JC-70D

2

绞

车主刹车采用液压钳盘式刹车，辅助刹车采用风冷式电磁涡流辅助刹车。

6) 支撑部分：安装和固定绞车各零部件，包括底座，支架及各链条箱，护

罩等。

按部件划分，主要由绞车架，滚筒轴，捞砂滚筒轴，传动轴驱动箱，风冷式

电磁涡流辅助刹车，防碰天车装置，主刹车机构，电气控系统，润滑系统等组成。

图2-4 液压盘式刹车

21

ZJ70/4500D钻机使用说明书

2.1.4 绞车主刹车机构

JC-70D2绞车主刹车机构采用液压盘式刹车。

液压盘式刹车系统由液压控制部分(简称液控部分)和液压制动钳(简称制动

钳)两部分组成。液控部分由液压泵站和操纵台组成，它是动力源和动力控制机

构，为制动钳提供必需的液压。制动钳是动力执行机构，为主机提供大小可调节

的正压力，从而达到刹车目的。制动钳分为工作钳和安全钳。

液压盘式刹车与传统的带刹车相比较，具有刹车力矩容量大，制动效能稳定，

刹车副动作惯性小，刹车力可调性好，刹车准确灵敏，操作轻便，调整维修方便

的特点。液压系统结构简单、紧凑，布局合理，性能可靠，使用安全。

2.1.4.1 主要技术参数

z 液控系统

1) 系统额定工作压力 7.5MPa

2) 工作介质 液压油(冬季用低温抗磨液压油L-HM20，夏季用N46)

3) 系统单泵额定流量 18L/min

4) 油箱容积 80L

5) 电机功率 2×2.2kW

6) 蓄能器容量 4×6.3L

7) 电加热功率 1kW

8) 冷却水流量 2m

2

/h

9) 体积(长×宽×高) 1160×9601220(mm)

10)重量 650kg

z 常开式工作钳

1) 单边最大正压力 N=75kN

2) 活塞有效工作面积 A=12271.8mm

2

3) 外形尺寸(外径×长度) φ165×380(max)(mm)

4) 重量 210kg

z 常闭式安全钳

1) 单边最大正压力 N=75kN

2) 刹车块最大工作间隙 δ≤1mm

3) 活塞有效工作面积 A=12644.9mm

2

4) 外形尺寸(外径×长度) φ230×420(max)mm

5) 重量 235kg

2.1.4.2 工作原理

工作制动：通过操作刹车阀的控制柄，控制工作钳对制动盘的正压力，从而

为主机提供大小可调的刹车力矩，实现送钻、调节钻压、调节起下钻速速度等。

紧急制动：遇到紧急情况时，按下红色紧急制动按钮，工作钳、安全钳全部

参与制动，实现紧急刹车。正常起下钻过程中，严禁使用此按钮!

过卷保护：当大钩提升重物上升到某位置，由于操作员失误或其它原因，应

该工作制动而未实施制动时，过卷阀会自动换向，实施紧急制动，避免碰天车事

故。

驻车制动：当钻机不工作或司钻要离开工作台时，拉下驻车制动手柄，安全

钳刹车，以防大钩滑落。

22

ZJ70/4500D钻机使用说明书

进一步的资料请参见“液压盘式刹车装置”的使用说明书。

2.1.5

辅助刹车机构

辅助刹车机构采用DSF70D风冷式电磁涡流刹车。

a) 概述

电磁涡流刹车是适应用于海洋和陆地石油钻机上的新型辅助刹车，它利用

电磁感应原理进行无磨损制动，具有力矩大、无易损件，使用寿命长，操作维护

简单的特点，应用电磁涡流刹车可大幅度减少主刹车的磨损，延长刹车盘的使用

寿命，降低钻井工人的劳动强度，下钻时基本不用主刹车，仅通过改变励磁电流

来调节制动力矩，以控制钻杆下放速度。转速降至50r/min，可达最大力矩的75%，

完全能满足重载下钻的要求。

b)技术参数

z 型号 DSF70D

z 额定制动力矩 115000N.m

z 适用井深 7000m

z 线圈系数 4

z 绝缘等级 H

z 最大励磁功率 24kW

z 冷风量 10800～14000m

3

/h

z 重量 12500kg

z 中心高 910mm

c)主体外形及安装尺寸

图2-5 DSF风冷型电磁涡流刹车主体外形及安装尺寸图

23

ZJ70/4500D钻机使用说明书

2.1.6 防碰天车装置

防碰装置的作用是当游车系统上到限定位置时，通过限位装置作用，紧急刹

车，使游动系统停止上升，防止碰天车，确保安全。ZJ70D

2

系列钻机的防碰装置

采用三种保险系统。一种是安装在井架上段上限制游车上升位置的钢丝绳防碰装

置，另一种是绞车防碰过卷阀装置，第三种是游车数显防碰装置。

JC-70D

2

绞车采用气控过卷阀装置，过卷阀安装在滚筒上方，可沿轴向左右调

整，过卷阀拨杆的长度依游车上升到极限高度时钢丝绳在滚筒上缠绳量来调整

(游车上升距天车梁下平面6～7米处)。当游车上升处于极限高度时，快绳触碰

拨杆，滚筒离合器放气，盘刹闭式钳工作，进行紧急刹车，将滚筒刹死。

注意：每班交接班前，应先将过卷阀顶杆压一下，试验过卷阀是否正常工作。

每次使用后，滚筒挂合前必须按防碰释放阀，使刹车钳松开，并将过卷阀顶

杆扳至垂直位置。

2.1.7 游车数显防碰装置

1) 数显防碰装置可实现游车高度指示及防止游车上碰天车和下砸转盘的新

型数控仪表。可以指示游车大钩从钻台0米至钻台以上50米高度内任意位置的

高度，具有在特定位置的报警，并具有对绞车制动的功能装置。由可编程控制器、

数显操作盘、编码器等主要部件组成。由滚筒轴编码器，将游车的高度转换成滚

筒旋转量，以脉冲输出给PLC进行处理、送至数显操作盘显示。

2) 上行高度按两级设置：第一级为预警级，将输出两路信号：一路输出给

蜂鸣器，提供声音报警；第二路开关电信号（常开）输出给SCR司控台进线插座,

由SCR系统控制绞车电机快速减速至零速，实现游车软停。第二级为紧急刹车级，

输出开关电信号（常开）给盘刹电磁阀，控制盘刹实现紧急刹车。

下放高度按两级设置：第一级为预警级，将输出一路给蜂鸣器，提供声音报

警，提示司钻操作刹车阀。第二级为紧急刹车级，输出开关电信号（常开）给盘

刹电磁阀，控制盘刹实现紧急刹车。

3) 系统描述

*输入电压：AC 220V±10% 50Hz

*测量范围：0-50m(以钻台为基准)

*显示方式：数字显示

*报警刹车高度：可以根据实际设定

4) 设计、制造符合有关电工标准，充分考虑防爆、防震、防护、防火等因

素，符合安全操作要求。

2.1.8 司钻控制房

司钻操作设计为坐式，统一布局司钻控制操纵台。摆放位置安全、视野开阔。

并在易于观察处标定井架、底座起升负荷的最大限定值。

控制房外形尺寸:2800×2200×2600mm

司钻操作室设计特点：

▲司钻的人身安全：既方便钻工的正常操作又方便在紧急情况下司钻的防护

24

ZJ70/4500D钻机使用说明书

与逃生(杠杆式门锁) 。

▲便于观察：能方便地观察二层台、转盘、绞车、仪表及整个钻台。

▲便于工作：便于检查维护各操作箱、在坐姿下能方便地进行操作。

▲合理布置：设施的接口考虑气控操作箱、电控操作箱、顶驱操作箱、钻井

参数显示仪、液压系统操纵、液压猫头操纵、电子数控防碰装置等、预留工业监

控安装位置和进线接口。

▲搬迁方便，坚固。

房内材料及设施：

材料：钢板保温结构。操作面板为不锈钢板、夹胶、钢化玻璃（考虑运输防

护罩）及房顶防护网。

设施：转椅、防爆电器（灯）、1P防爆单制窗式空调（顶置）、喊话器、雨刮

器等。电控箱、仪表显示台夜间观察清晰。

2.1.9 气控系统

绞车气控系统原理图见图2－6，绞车的气源由钻机空气处理装置提供，压力

为0.9MPa范围的洁净压缩空气经绞车底座下方的储气罐，再进入绞车控制元件

和执行元件。

1) 滚筒高低速的控制

滚筒高低速由一只2－ＨＡ－２Ｚ三位四通复位操纵阀控制。当阀的手柄处于中

位时，滚筒的高低速离合器都处于排气摘离状态；当2－ＨＡ－２Ｚ三位四通复

位操纵阀手柄至高速位置时，由2－ＨＡ－２Ｚ三位四通复位操纵阀提供的控制

气打开绞车底座内滚筒高速离合器的ND12二位三通常闭气控阀，此时，气源经

ND12二位三通常开气控阀进入ND12二位三通常闭气控阀，导通后一路进入滚

筒高速离合器，另一路由三通分出进入ND5双压阀，2－ＨＡ－２Ｚ三位四通复

位操纵阀手柄至高速位置时，滚筒低速离合器处排气状态，若滚筒高速端进气而

低速端排气还没结束，低速端也有一路由三通分出供气给ND5双压阀，ND5双

压阀的两个控制口都有气压信号时双压阀打开，压缩空气从ND5双压阀流经ND5

梭阀，再控制ND12二位三通常开气控阀，使ND12二位三通常开气控阀关闭，

滚筒高低速离合器都排气，避免滚筒高低速离合器同时处于挂合状态；当2－Ｈ

Ａ－２Ｚ三位四通复位操纵阀手柄至低速位置时，其控制原理与高速控制相似，

滚筒低速离合器进气挂合，滚筒高速离合器排气摘离，同时具有保护功能。

25

ZJ70/4500D钻机使用说明书

图

2－6

气控系统原理图

26

ZJ70/4500D钻机使用说明书

2) 转盘惯性刹车控制

转盘惯性刹车离合器由一只2－ＨＡ－１手柄开关阀来控制。转盘惯刹控制

阀（2－ＨＡ－１）打开后，一路控制气进入转盘惯刹离合器，另一路由三通分

出控制压力开关，压力开关打开提供气信号给转盘电机控制系统使转盘电机迅速

停机，只有当转盘惯刹控制阀至释放位置时，电机才可以再次启动使用。

3) 防碰天车气控过卷阀

压缩空气经防碰释放阀（常开CD7按钮阀）进入防碰过卷阀（FP－L6），防

碰过卷阀（FP－L6）安装在绞车滚筒上部。当游车系统上升至限定位置时，滚筒

上钢丝绳将过卷阀触杆拨倒，过卷阀导通，控制气经ND5梭阀，一路进液压盘刹

系统刹车，一路将ND12二位三通常开气控阀关闭，使滚筒高低速离合器排气，

从而使游动系统停止上升。防碰起作用后，需要解除，应压下气控箱上的防碰释

放阀，使盘刹钳松开，游动系统下放。检查各个系统均完好，重新恢复工作之前，

应将过卷阀的触杆复位。应注意的是使用过卷防碰装置要求滚筒上钢丝绳必须缠

绕整齐，否则防碰控制将失灵。

4) 换档控制

换档控制由输入轴惯性刹车阀（2－HA－1R）、换档开关（2－HA－1），三

位气缸换档阀（2－HA－3）、三位气缸、顶杆阀（QF518）、锁档气缸、ND7二位

五通阀等组成，实现换档功能。钻机工作中若需要换档，先应停机再打开输入轴

惯刹开关，惯刹开关供气给输入轴惯刹离合器刹车。（如果惯刹开关（2－HA－

1R）打开而电机没停机，此时惯刹开关（2－HA－1R）由三通分出一路气给压力

开关，压力开关打开提供电信号给绞车电机控制系统使电机迅速停机。注意，该

操作一定要少使用或不使用。）然后打开换档开关（2－HA－1），换档开关提供压

缩空气一路给换档阀（2－HA－3）进行换档，另一路打开ND7二位五通阀使锁

档气缸解锁以便换档。当换档结束后，应关闭换档开关（2－HA－1），观看锁档

压力表是否有显示，若压力显示与气源压力相等，则证明换档成功。

5) 其他

司钻控制台还配有捞砂滚筒离合开关（2－HA－2）用以控制捞砂滚筒的运转

和停止，气喇叭开关（CD7常闭按钮阀）用于联系使用，风动旋扣器开关（2－

HA－2）控制风动旋扣器的上扣和卸扣。

2.1.10 润滑系统

JC-70D2绞车主体的链条、转盘驱动箱总成部分链条均采用强制润滑，除传

动轴的轴承采用强制润滑外，其余轴承均采用油脂润滑。

1) 润滑油润滑

绞车内共有链条6付，其中双排2"链条2付，四排2"链条2付，六排1 1/2"

链条2付，传动轴中轴承3付，以上均采用润滑油润滑。

在动力机组输入轴上装有驱动润滑油泵的链轮，润滑油泵安装在动力机组机

架上。该泵通过吸入动力机组底座下部油池中的润滑油送至绞车各润滑部位。

为保证油路系统内压力恒定(压力可自由调定)，在管路上设有压力表和节流

阀，一般情况下，压力设置调定为0.2～0.4MPa。

油路中的滤清器，应经常清洗，保证吸油畅通。

油泵为齿轮油泵（CB-100），安装油泵时应保证齿轮油泵上的链轮与输入轴

上的对应链轮端面平面误差不大于0.50mm。

27

ZJ70/4500D钻机使用说明书

应特别注意，因齿轮油泵为单向泵，油泵须经充分正转后，方可反转且每反

转5min后需正转5min再反转。齿轮油泵与润滑系统油箱没有接通时，不允许绞

车运转。

油池内所加油品：夏季0～50℃时为L-AN100机械油，冬季-30℃～0℃时

L-AN46机械油，油面一定要加到油尺两刻度线之间。

2) 润滑脂

JC-70D

2

绞车传动中的绞车主体，其主要润滑部件的各润滑点集中在绞车左侧

滚筒轴离合器护罩的前下方。其余各润滑点均设在需要润滑的部位，各润滑脂嘴

处均应加入锂基润滑脂(0℃～50℃,L-XBCHA3;-30℃～0 °,L-XBCHA1)加注润滑

脂时，对于中间有接铜管的油腔加注口，应先将油杯拆下，接上干油站的接头，

用干油站注入润滑脂，对于油杯直接连接润滑脂腔的油杯，可直接使用润滑脂枪

加注润滑脂，也可用干油站加注。

在绞车左侧面有润滑脂铭牌，表明各润滑点的位置和加油周期，加注润滑脂

时请按铭牌要求执行。

2.2 转盘驱动装置

2.2.1用途及技术参数

2.2.1.1用途

转盘驱动装置主要是为钻具的旋转提供动力。

2.2.1.2 技术参数

1) 转盘型号 ZP375

2) 电机型号及功率 YZ08 800kW

3) 减速箱减速比 1.38

4) 转盘输出转速 0~225r/min

5) 外形尺寸(不含电机、万向轴) 4232×2820×1388mm

6) 重量 17851kg

2.2.2 结构说明

ZJ70D钻机转盘驱动装置见图2-7，主要有ZP375转盘、YZ08直流电机、万

向轴、、驱动箱、转盘梁、强制润滑系统、铺台等部件。

ZJ70D钻机转盘传动采用独立驱动方式。

1) ZP375转盘：见ZP375转盘说明书

2) YZ08直流电机：见YZ08直流电机说明书

3) 驱动箱：其箱体采用型钢与钢板与转盘梁组焊一体的结构，所有连接尺寸

及定位尺寸均靠机加工保证。该驱动箱采用链条(1

1

/

2

″-3排)传动方式，传动可靠，

便于维护保养。在输入轴的一端设有惯刹，输出链轮装在转盘的输入轴上。

4)强制润滑系统：

该系统用于驱动箱中链条的强制润滑。

油泵为CB-B32齿轮油泵，由dIIBT4隔爆型异步电机(YB90S-6)驱动，通过

吸入转盘梁油池中的润滑油对链条进行润滑。应特别注意，齿轮油泵的旋向，不

28

ZJ70/4500D钻机使用说明书

可反转，否则将引起油泵损坏!

油池吸油口处设有滤油器(LXZ-100×180L-Y)，应经常检查，发现油污堵后

及时清洗。

油路中设有溢流阀。当系统压力过高时，可用于调控系统压力。司钻箱上设

有转盘润滑压力表，用于监控该润滑系统压力。当压力过低时，应停机检查，待

故障排除后方可工作。润滑系统工作压力为0.15~0.4MPa。

油池内所加油品：夏季0~50℃时为L-AN100汽润滑油，冬季-30℃~0℃时为

L-AN46汽润滑油，液面应居于油尺两刻度线之间。

图2-7 ZJ70D钻机转盘驱动装置

1-转盘梁；2-转盘驱动箱；3-万向轴；4-电机总成；5-转盘总成；

2.2.3 ZP-375转盘

2.2.3.1 技术规范

29

ZJ70/4500D钻机使用说明书

通孔直径

最大静负荷

最大工作扭矩

最高转速

齿轮传动比

外形尺寸（长×宽×高）

重量

2.2.3.2 结构说明

ZP375转盘结构如图2-8所示

952.5mm

5850kN

32362 N.m

300r/min

3.56

2486×1810×718mm

8026kg

图2-8 ZP375转盘外形和剖视图

转盘主要是由转台装置（8）；铸焊底座（6），快速轴组成（10）；锁紧装置

（1）；主补心装置（9）；上盖（7）等零部件组成。铸焊底座（6）是铸焊组合件，

由铸钢底座与金属结构件组焊而成。铸钢底座也是润滑伞齿轮副和轴承的油池。

转台（8-2）是一个铸钢件，它的通孔直径用于通过钻具和套管柱，为了旋

30

ZJ70/4500D钻机使用说明书

转钻杆柱，在转台的下部有两个凹槽，主补心装置（9）下部的两个凸出部分放

在凹槽内，在转台的上部用螺栓（8-7）固定上座圈（8-5）。

转台装置是从在主付组合轴承（8-3），通过轴承的中圈把它支承在底座上，

组合轴承的中圈上部起主轴承的作用，它承受钻杆柱和套管柱的全部负荷，中圈

下部起副轴承的作用，它通过下座圈（8-5）安装在转台的下部，用来承受来自

井下的同步跳动，副轴承的轴向间隙的调整是用转台和下座圈间的垫片（8-6）

来实现的。

转台是用一对伞齿轮付来传动的。大齿圈（8-1）安装在转台上。小伞齿轮

（10-1）装在轴（10-4）的一端，轴则支承于装在轴承座（10-3）内的两个轴承

（10-2）（10-6）上，这两个轴承一个是向心短圆柱滚子轴承，另一个是向心球

面滚子轴承，在轴的另一端装有链轮（10-7）或法兰（10-8），组成一个快速轴

总成（10）。

为了调整一对伞齿轮副的啮合间隙，是用主副组合轴承的中圈下面的垫片

（8-4）和轴承套法兰上的垫片（10-5）来实现的。

在转盘的顶部装有制动转台向左和向右方向转动的锁紧装置（1），当制动转台时，

左右掣子（1-1）之一被操纵杆（1-2）送入转台28个槽位中的一个槽位。

主补心装置（9）是两瓣组成的，上部带两个凸出部分放在转台的凹槽中，

从转台中取出主补心是用两个主补心提环。

2.3 TC

7

-450天车

2.3.1 用途：

天车是安装在井架顶部的定滑轮组,与游车用钢丝绳联系组成一套滑轮系

统，它可以大大降低快绳拉力，从而大为减轻钻机绞车在钻井各种作业(起下钻、

下套管、钻进、悬挂钻具)中的负荷并减少发动机组的配备功率。

2.3.2 技术参数

1) 最大钩载 4500kN

2)滑轮外径 Φ1524mm

3)滑轮数 7

4)适用钢丝绳直径 Φ38mm

5)捞砂轮外径 Φ762mm

6)捞砂钢丝绳直径 Φ14.5mm

7)辅助滑轮外径 Φ400mm

8)外形尺寸 3407×2722×2856mm

9)自重 9735 kg

2.3.3 结构说明

TC

7

-450天车结构见图2-9

31

ZJ70/4500D钻机使用说明书

图2-9 TC

7

-450天车

1-围栏；2-主滑轮总成；3-导向轮总成；4-起重架；5-捞砂轮总成；6-辅助滑轮；7-

天车架

TC

7

-450天车由天车架、导向轮总成、主滑轮组、 围栏等组成，其上还配有

天车起重架、１个捞砂滑轮、4个辅助滑轮及防碰梁(松木)。

1)天车架：采用整体焊接结构，上部用螺栓分别与主滑轮轴座、导向滑轮轴

座和捞砂滑轮轴座连接，下部用螺栓与井架连接。

2)导向轮总成：由轮轴、支座、滑轮、 轴承等组成。 轴端设有１个M10×1

润滑脂嘴，可方便地向轴承内加注润滑脂。

3)主滑轮总成：由主轴、支座、６个滑轮、轴承等组成。每个滑轮内均装有

一付轴承，轴端设有给每个滑轮加注润滑脂的M10×1润滑脂嘴。

4)天车起重架：供维修天车用,桁架式结构，最大起重量49kN(5tf)。

5)辅助滑轮：可分别用于两台气动绞车起吊重物、钻杆及悬吊液气大钳，每

个滑轮的负荷为30kN(3tf)。

为了保护滑轮和防止钢丝绳跳槽,所有滑轮外缘均装有挡绳架。

2.4 YC-450游车

2.4.1技术规范

1) 型号 YC-450

2) 最大钩载 4500kN (500tons)

3) 滑轮数 6

4) 滑轮外径 Φ1524mm (60″)

5) 钢丝绳直径 38mm(1

1

/

2

″)、34.5mm(1

3

/

8

″)

6) 外形尺寸(长×宽×高) 3075×1600×800 (mm)

7) 理论重量 8135kg (17935lb)

32

ZJ70/4500D钻机使用说明书

2.4.2结构说明

YC-450游动滑车(如图2-10)

图2-10 YC-450游动滑车

横梁（1）、滑轮（2）、螺杆（3）、轴承（4）、滑轮轴（5）、

油杯（6）、左侧板组（7）、右侧板组（8）、下提环（9）、环销（10）

滑轮由双列园锥滚子轴承支承在滑轮轴上。每个轴承都有单独的润滑油道，

可通过安装在滑轮轴两端的油杯分别进行润滑，滑轮槽是按照API规范加工制造

的。本游动滑车配有两种规格的轮槽，可装直径为38㎜(1

1

/

2

″)、34.5㎜ (1

3

/

8

″)

的钢丝绳，由用户选用。为最大限度地抵抗磨损，滑轮槽都进行了表面热处理。

侧板组上部用螺杆（2）与上横梁（1）连接。下提环（9）由两个提环销（10）

牢固地连接在两侧板组的下部。提环销的一端用开槽螺母及开口销固定着，当摘

挂大钩时，可以拆掉游动滑车的任何一个或两个提环销。

2.5 DG-450大钩

2.5.1技术规范

最大钩载 4500kN

弹簧工作行程 200mm

弹簧负荷

行程开始时 30.60kN

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ZJ70/4500D钻机使用说明书

行程终了时 56.50kN

主钩口直径 Φ180mm

副钩口直径 Φ120mm

主钩口开口尺寸 220mm

钩身旋转半径 510mm

外形尺寸(长×宽×高) 2953×890×880mm

重 量 3496kg

2.5.2 结构说明

DG-450大钩的钩身，吊环、吊环座是由特种合金钢铸造而成。筒体、钩杆是

由合金锻钢制成，所以该大钩有较高的负荷能力。（如图2-11）

大钩吊环（1）与吊环座（3）用吊环销轴（2）连接，筒体（7）与钩身（8）

用左旋螺绞连接，并用止动块防止螺纹松动，钩身和筒体可沿钩杆（13）上下运

动，筒体和弹簧座（15）内装有青铜衬套（12）和（14），以减少钩杆的磨损。

筒体内装的两个内、外弹簧，起钻并能使立根松扣后向上弹起。轴承采用推力滚

子轴承。

图2-11 DG450大钩

DG-450大钩是完全按照API SPEC 8A规范设计制造的。大钩装配好后开有液

流通道的弹簧座把钩身和筒体内的空腔分为两部分。当筒体内装有润滑油后，可

借助缓冲机构消除钩身上下运动时产生的轴向冲击，防止卸扣时钻杆的反弹振动

及随着发生对钻杆接头螺纹的损坏，润滑油亦同时润滑轴承（16）制动装置（17）

及其它零件。

筒体上部装有安全定位装置，该定位装置由安装在筒体上端的6个弹簧和由

弹簧推动的定位盘（4）组成，当提升空吊卡时，定位盘与吊环座的环形面相接

触，借助弹簧在环形面之间产生的摩擦力，来阻止钩身的转动，这样可避免吊卡

转位，便于操作吊卡。当悬挂有钻杆柱时，定位盘与吊环座脱开，不起定位作用。

钩身就可任意转动，就不会有转动游动滑车的倾向。

34

ZJ70/4500D钻机使用说明书

2.6 SL-450水龙头

2.6.1主要用途和适用范围

1) 悬挂钻杆柱

2) 提升部件（不旋转）与旋转钻具之间的过渡联结功能。

3) 高压泥浆输入钻具的通道。

4) 旋扣功能。在钻井作业过程中用于接单根或旋开方钻杆。

5) SL450水龙头适用于5000米~7000米石油钻机的配套。

2.6.2 技术规范

型号 SL450

最大静负荷 4500kN

最高转速 300r/min

最高工作压力 35MPa

中心管内径 75mm

接头螺纹(和中心管接) REG(正规) 7 5/8"LH

接头螺纹(和方钻杆接) REG(正规) 6 5/8"LH

风动马达型号 FMS-20型

额定转速 2900r/min

功 率 14.7kW(20马力)

额定气压 0.6～0.8MPa

空气消耗量（自由空气） 17m

3

/min

进气管线 1 1/2"

额定旋扣转速 92r/min

最大旋扣转矩 3000N.m

水龙头外形尺寸（高×宽） 3015×1096mm

水龙头重量（包括空气管线） 3340kg

2.6.3主要结构

SL450水龙头是由旋转部分、固定部分、密封部分和旋扣部分组成(见图

2-12)，旋转部分由中心管和接头组成，固定部分由壳体（13）、上盖（3）、下盖

（14）、鹅颈管（24）、提环（25）和提环销（26）六部分组成。旋转部分由主轴

承（39）、防跳（扶正）轴承（35）和下扶正轴承（42）组成。密封部分由冲管

总成和上下油封组成。旋扣部分由气马达、齿轮、单向式气控磨擦离合器等组成。

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图2-12 SL450水龙头(主视图)

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图2-12 SL450水龙头(俯视图)

中心管承受钻柱的全部重量和内部的泥浆压力，它与接头之间的联接螺纹以

及接头与方钻杆的联接螺纹均符合API Spec 7（旋转钻柱构件规范）的螺纹规格

尺寸和测量办法。

中心管是中心通空零件。

上端与冲管总成联接，下端与接头联接，中部坐在主轴承上，两端有轴承扶

正它，上扶正轴承还防止中心管上移。它的上端装有橡皮伞（5）防止泥浆浸入

水龙头体内。中心管和接头之间还装有O形密封圈（46），防止高压泥浆冲坏丝

扣，同时也起密封作用。

提环由两个提环销与外壳连接。它使水龙头悬挂在大钩上。外壳是一个承载

零件，又是一个能润滑和冷却主轴承和扶正轴承的油池。它的上部和下部分别与

上盖和下盖连接，外侧面还装有缓冲器以免在钻井过程中吊环撞击外壳。上盖内

装有防跳（扶正）轴承和两个骨架式油封（33），这两个骨架式油封安装方向相

反，以免内部的油漏出，外面的泥浆和其他脏物侵入。上盖还加工有一螺孔，供

向壳体内加油和固定油标尺（28）用，油标尺的油塞上加工有一90°的折角通

孔，用以排气。上盖的顶部法兰面上固定有鹅颈管，鹅颈管顶部有一锥螺纹孔，

它是为测井而设置的。打井过程中，用丝堵（1）拧紧以免高压泥浆溢出。鹅颈

管的一端与冲管总成（4）连接，另一端通过内接头与水龙带连接。（内接头的内

管线螺纹符合API std 5B标准），下盖内装有下扶正轴承（42），它的下部还装有

三个骨架式油封，用以密封水龙头体内的油。

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图2-13 冲管总成

1、上盘根盒压盖 2、上盘根盒 3、弹簧圈 4、上密封压套 5、泥浆盘根 6、上衬环

7、冲管 8、下盘根盒 9、下衬环 10、隔环 11、隔环 12、下密封压套 13、下盘

根盒压盖 14、O形密封圈 15、油杯M10X1 16、紧定螺钉M10X12 17、O形密封圈

冲管总成（图2-13）连接鹅颈管和中心管，它们形成泥浆通道。冲管总成是

密封高压泥浆的重要部件，采用自封式密封和快速拆卸结构。当冲管和盘根摩损

而需要更换时，只需将上、下盘根盒压盖旋开，则可将整个装置从一侧取出，不

需拆卸鹅颈管和水龙带，更换简便，在钻井过程中可随时停钻更换。

2.6.4 旋扣部分动力传动原理

旋扣部分动力传动原理见图2-14

图2-14 旋扣部分动力示意图

1、气马达 2、小齿轮 m=3,Z=16 3、大齿轮 m=3,Z=53 4、磨擦片式离合器 5、齿轮轴

m=5,Z=12 6、大齿圈 m=5,Z=110 7、中心管

由风动马达的转动带动两对齿轮二级变速，将扭矩传递给中心管起到接单根或旋

开方钻杆的作用。

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2.7 JJ450/45-K

5

井架

2.7.1 用途

JJ450/45-K

5

井架配套ZJ70D钻机, 用于安放天车，悬挂游动系统，排放钻杆

等。

2.7.2 技术参数

1) 最大钩载(6×7绳系,无风载,二层台无靠放立根) 4500kN

(注：加速度、冲击、风载及排放立根将降低最大钩载,详见井架铭牌)

2) 有效高度 45.5m

3) 顶部开裆(正面/侧面) 2.5/2.2m

4) 底部开裆 9m

5) 二层台高度 24.5；25.5；26.5m

6) 立根容量(5"钻杆、28m立根) 6600m

9"钻铤4柱、8"钻铤6柱

7) 抗风能力

·等候天气(无钩载，二层台靠满立根) 36m/s

·保全设备(无钩载，二层台无靠放立根) 47.8m/s

·起放井架 ≤8.3m/s

8) 自重 76880Kg

2.7.3 结构说明

JJ450/45-K

5

井架结构见图2-16。

1) 井架主体结构为前开口型,共分为四段八大件，背面有斜拉杆、横梁与主

体各段相连，主体各件间均为销轴连接。井架上配有套管台、立管台、休息台等，

同时配有通往二层台、天车台的梯子及登梯助力机构。为满足钻井需要还配有2

个起重为3t 的高悬猫头滑轮，死绳稳定器,2付起重量为2.5t可旋转270°的悬

吊扒杆，大钳平衡重及滑轮。

2) 井架支脚在钻台面上，井架通过人字架靠绞车动力整体起放；

井架立起后, 井口左右找正通过增减井架支脚处的垫片来进行,设计有放置

千斤顶的位置；通过人字架顶部顶丝的伸缩来进行前后找正；

3) 人字架是由左、右前腿，左、右后腿及横梁等组成的门形结构，用来起放

和支靠井架。其上设有快绳排绳器的安装座板。

4) 井架顶部以下第二根背横梁上设两个起重量为2.5t的高悬猫头滑轮，两

滑轮间距1500mm；

5) 井架左侧设通往天车台的直梯，配有双登梯助力机构；右侧设通往二层

台的直梯；

6) 配单二层台（二层台中含1台0.5t气动绞车及气路管线）,安装在中间

位置，左右各加导向滑轮，在二层台三面设屏风墙，配二层台逃生装置；

在二层台上设钻工系安全链的位置；

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7) 配双立管台、死绳稳定器、快绳排绳器及两付起重量为2.5t的悬吊扒杆

(可旋转270°)，电动伸缩套管扶正台；

8) 配B型钳平衡重、液压大钳导链、滑轮、支座及钢丝绳等；

9) 死绳固定器安装在井架右大腿内侧，死绳固定器安装高度能满足在钻台

面上倒钻井大绳的要求。井架上附件（螺母、灯具和销子等）均有防坠落装置，

天车及井架上辅助滑轮设安全链，满足HSE的要求；

10) 井架立起后,平衡滑轮挂放在井架下端内侧所设的挂耳上，绳子存放于

钻台面下方基座内；

11) 井架预留有顶部驱动钻井装置的反扭矩梁的安装位置。

12) 起升装置

JJ450/45-K

5

井架采用人字架起升方式。起升简图见图2-15在起升装置中配

有高低支架、起升大绳及平衡滑轮。为了能够使井架平稳的靠放在人字架上，同

时又能使井架重心前移从而依靠井架本身自重下落，设有液压缓冲装置，通过液

缸的伸缩来实现。

图2-15 井架起升简图

1-高支架；2-低支架；3-起升大绳；4-安装架；5-三角架；6-大钩

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图2-16 JJ450/45-K

5

井架

1-蹬梯助力机构；2-左上段；3-右上段；4-左中上段； 5-右中上段；6-二层平台；7-

大钳平衡重；8-直梯；9-左中下段；10-右中下段；11-套管台；12-左下段；13-右下段；14-

司钻伞；15-人字架；16-起升装置；17-死绳固定器；18-逃生装置

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2.8 DZ450/10.5-S底座

DZ450/10.5-S底座配套ZJ70D钻机，用以安放钻机井架、绞车、转盘及放置

立根和钻井工具等，是进行钻井作业的重要场所。

2.8.1基本参数

1) 钻台高度 10.5m

2) 钻台面积 13.5m×12m

3) 转盘梁底面高度 9m

4) 井口中心至滚筒中心线距离 3.762m

5) 转盘最大载荷 4500kN

6) 额定立根盒容量(4 1/2"钻杆、28米立根) 7000m

7) 转盘最大载荷与额定立根载荷的最大组合：

(1) 转盘最大载荷 4500kN

(2) 额定立根载荷 2200kN

8) 配套钻机型号 ZJ70D

9) 配套井架型号 JJ450/45-K

5

10) 配套转盘型号 ZP-375

11) 理论自重 196965kg

2.8.2 结构概述

DZ450/10.5-S底座为升举式结构，底座由下基座、