一种撬装式拖车的研制及改进

随着石油和天然气开发的深入，大型钻机需要配套的设备也越来越多，越来越先进。这些配套设备的搬迁和安装也越来越 麻 烦 。 比如 江汉 四机 厂 为 美 国LOADMASTER公 司生 产 的LS3ODBT电驱变频拖挂钻机的配套设备有VFD房 (交流变频控制中心)、MCC房 (任务控制 中心)、发 电机及机房 、井控系统、柴油罐、水罐、泥浆泵及动力组、固控系统、补浆灌系统等，有 的配套设备数量也较多。/IBE770钻机配套的泥浆泵及其动力三套 ，发电机及机房四套。目前，我国的油田和石油机械厂家对这些配套设备的移运都是采用传统的方式，根据设备的外形尺寸，在运输队找到合适的挂车来运输。而且这些配套设备安装时设备也必须有 自己的撬座，基本都是庞然大物，质量也不轻。还需要吊车将配套设备吊装到挂车上，有的还需要对设备进行捆绑和固定。再加上挂车的重量，需要的牵引车也比较大。设备到达目的地后，需要吊车将设备从挂车上卸下，重新对其进行组装和检修。这样的移运方式很浪费时间、财力和劳力，也不先进。

针对上述问题，根据拈钻机配套设备的特点，研制 了-种撬装式拖车。该拖车的结构采用半挂车的形式，设备的撬座直接当做半挂车的车架使用，车架的前下端设置有牵引销，前端设计有前吊杠，后端设计有后悬架，后悬架下设置有悬挂系统和车桥等。悬挂系统的安装位置和方式与标准的半挂车不同。设备工作时，整个车架是平放在地面上的，后端的车桥和轮胎悬空不受力。车架不会因为上装设备的震动而损坏。需要运输时，牵引车上的液压绞盘通过钢丝绳和前吊杠，将车架直接拖到牵引车上，牵引销与牵引车鞍座挂合，固定在车架上的设备也不需要拆卸和捆绑，就可以移运了∩以根据设备的尺寸和质量，设计合适的车架，选用合适的悬挂系统及车桥数量。比如针对质量大的F-1600泥浆泵，就可以采用三道车桥及悬挂系统的撬装式拖车来运输，而对于质量较小的井控系统，就可以采用-道车桥及悬挂系统的撬装式拖车来运输。如果所有的外围配套设备都采用这种自带的撬装式拖车结构来移运，就实现了钻机的快速转场，提高了设备的移运性和工作的可靠性。

1技术分析1.1结构撬装式拖车主要由可回缩的双头牵引销、车架、后悬架、悬挂系统、车桥、轮胎和控制系统构成。下面以二桥的发动机及机房拖车为例做以介绍，结构如图1所示。

(a)移运状态 图(B)工作状态 图前 吊杠；2-可回缩式双头牵引销；3-车架 ；4-后悬架；5-车桥；6-空气悬挂系统；7-轮胎；8-控制系统。

图1 撬装式拖车结构示意图1.2工作原理1.2.1撬装式拖车- 目口(a)主视 图 (b)侧视图1-固定套；2-牵引销；3-销轴。

图2 可回缩式双头牵引销的安装撬装式拖车前端设计有前吊杠，以便通过液压绞盘使拖车与牵引车挂合，普通的半挂车前端鹅颈下设置有手摇的半挂车支撑装置，以便半挂车与牵引车的挂合与断开。拖车上的可回缩式双头牵引销与普通的半挂车上的牵引销不同，如图2所示。

该牵引销的-端为5O号，另-端为9O号，可 以根据现场牵引车的鞍座规格掉头使用，牵引销的两端头设计有供拉拔牵引销用的螺 纹孔 。牵 引销 的中间设计有长孔 ，通过销轴 将牵 引销 与 固定套锁住，牵引销可以在固定套内顺着销轴上下移动，以满足拖车在运输和工作时的要求。在运输时，牵引销滑下来的尺寸正好是可以与鞍座连接的[1]；工作 时，撬座要平放在地面上，牵引销可 以顺着销轴缩上去，避免了牵引销与地面干涉，牵引销的安装如图2所示。车架可以根据上装设备的需要设计成撬座的结构，并保证-定的离地间隙。工作时可以平放在地面上，消除了上装设备在工作时的晃动对车架造成的损坏。不想普通半挂车那样，需要使用支腿将车架支撑起来。后悬架的设计保证了在移运时两道车桥的受力均匀，在工作时上平面水平，可以根据需要在其上安装设备。选用的空气悬挂系统适合油田路况的行走需求，在工作时，气囊放气 ，轮胎只承受车桥的重力。和标准的半挂车相同，拖车设计有可靠的控制系统和电器系统∝制系统采用双管路制动系统，主要由气接头、充气管路、操纵管路、紧急继动阀、储气筒、制动气室、ECU总成等组成，充气管路气接头与牵引车储气筒联接，操纵管路气接头与牵引车的制动阀联接。当脚踏制动踏板后，拖车各制动气室同时作用，实现正常的工作制动。储能制动气室能使拖车驻车制动 。当充气管路漏气或牵引车在行驶 中突然与拖车脱开峨 。

墼礤造成管路开脱时，拖车可 自行制动。还设有ABS防抱死制动及防侧滑系统。整个拖车的结构合理，实用性强♀决了超长超宽 的油 田设备运输 难题 ，比如VFD房 (长 l8m，宽3m)和F-1600泥浆泵组 (长l4m，宽3.3m)的运输问题。

1.2.2撬装式拖车的改进点为了满足油田工况的使用要求和提高拖车的先进性以及降低拖车的制造成本，可以对撬装式拖车进行如下改进，改进后的结构示意图如图3所示：1)可以在车架上增加液压支腿油缸。在牵引车上没有液压绞盘和油田没有吊车的情况下，通过液压使支腿油缸向下伸出，将拖车的前端支撑到-定高度，使得牵引车与拖车挂合；再将液压油缸收回，就可以运输了。到达目的地后，先伸出液压支腿油缸，将拖车支撑起来，断开牵引车与拖车后并移走牵引车；再慢慢的收回支腿油缸，整个车架就可以平放在地面上了。

1-前 吊杠 ；2-可 回缩式双头牵 引销 ；3-液压油缸支腿；4-车架 ；5-连接装 置：6-销轴 ； 7～钢 板悬挂 系统 ；8-车桥 ；9-后悬架；lO-轮胎；1控制系统。

图3 改进后的拖车结构示意图2)将车架与后悬架的死连接结构改成销轴连接结构 ，详图如图4所示的两种结构。图a是在车架的后端设计有连接装置，后悬架上设计有连接耳板，两耳板之间设计有支撑管。通过-个销轴，将车架和后悬架连接在-起。拖车在运行时，连接装置与支撑管死死靠在-起。后悬架上平面在运行时也水平。设备在工作时，车架以销轴为中心旋转后平放在地面上，空气悬挂系统的气囊放气后，整个后悬架水平下降，如果经常布置不需要后悬架部分，可以拆掉销轴，移走后悬架及其下的车桥等。这种结构保证了拖车在工作和运输两种状态时后悬架的上平面都是水平 ，可以根据需要在其上安装需要的设备。也可以向图b结构那样，设备移运时采用两个销轴将车架和后悬架连接成-体，到达 目的地后拆掉上面的-个销轴，就和图a的使用相同了。在外围拖车比较多的情况下，如果有的拖车的车桥或者轮胎有损坏，可以借调其它拖车的后悬架部分来使用 。这就提高了外围拖车后悬架之间的互换性。

(a)单销轴连接结构 (b)双销轴连接结构车架；2-销轴：3-连接装置；4-连接耳板；5-后悬架：6-支撑管。

图4 移运状态时的车架与后悬架连接详图3)根据需要可 以更改车桥的悬挂形式及车桥数量。为了节约成本 ，可 以用钢板悬挂系统或者平衡梁结构代替空气悬挂系统。根 据上装 设备 的重量 ，选用合适的车桥数量 。 目前，江汉 四机厂制造的这种撬装式拖车有-桥、二桥和三桥的承载形式。

高科技产品研发 ≥ 雾4)可以根据油田的使用要求，在车架边梁上增加走道，移运时将走道翻起来并锁紧。工作时将走道放下，走道可以将相邻的拖车连通 ，方便了井场设备之间的操作。不需要象普通的半挂车那样，因为车架离地较高，还需要地面到载车的梯子。

1.3主要技术参数牵引销规格：050.8mm/中88.9mm(2in/3.5in)；牵引销的伸缩距离：68mm；车架的外形尺寸：可以根据要移运的配套设备设计车架；最小离地间隙：340mm承载能力：可以根据要移运的配套设备重量布置车桥及悬挂数量。

2技术创新点1)采用撬装式车架的拖车，减少了在运输时的设备质量(少了安装配套设备的撬座 )，也不需要对设备进行拆卸和吊装，提高了拖车的运输能力。设备在工作时，整个车架时平放在地面上，上装设各如泥浆泵、发动机等在工作时的震动，对车架产生的不 良影响很少。撬座作为拖车的车架使用，满足公路运输的要求，结构设计合理，可靠性高。

2)可以根据油田的工况，来决定是否在拖车上设置液压支腿油缸。如果油田有吊车，就不需要在拖车上设置液压支腿油缸，也不需要液压绞盘和钢丝绳。

3)可回缩式双头牵引销，解决了拖车在运输时需要的两种牵引销尺寸。只要根据牵引车的鞍座规格对牵引销的进行掉头，选择合适的-端，就可以满足运输要求。在需要设备工作时，为 了避免 牵引销与地 面相碰 ，车架无 法放 平在地面上 ，牵引销可以自动向上缩回。如果牵引销不能回缩，为了将车架放平在地面上而将牵引销的安装位置后移，就会造成拖车前端距离牵引车驾驶室后太近，影响运行时的安全。也会降低撬装式车架鹅颈处的强度。

4)可以根据用户需要决定车架与后悬架采用死连接形式或可拆卸的活连接形式。两种连接形式各有所长。

5)承载能力和车架可以根据上装设备的需要设计，在油田井场的实用性很强。专用设备自带的底盘系统，设备移运时可以使用 自带的的底盘，对油田设备的使用和移运有在油田有很广阔的使用前景[2]。

6)这种专用设备自带的底盘系统，对设备的使用和移运在油田有很广阔的发展和推广前景。

3现场试验及油田使用情况2005年6月，江汉石油四机厂为美国LOADMASTER公司生产的2台LS3ODBT钻机共配套 了3O台这种撬装式拖车，分别移运VFD房、MCC房、发电机及机房、井控系统、柴油罐、水罐、泥浆泵及动力组、固控系统、补浆灌系统等设备。并对每-台拖车及上装设备进行性能试验。组装完成后，对液、气路系统的密封性、耐压性能进行测试。调试完成后，对整机的直线行驶性能、通过性能、刹车制动、驻车制动等进行试验，以验证拖车的移运、车架的强度、液压支腿油缸、车桥以及上装设备的功 能等 。[3]试验所取得的各项数据都符合设计要求。该设备已经于2006年4月顺利发往阿联酋，在油田的实际使用效果良好，该设备具有的各项功能和优点都体现了出来，用户对此非常满意。

因此，在2007年的9月，用户又订购了同样的三台LS3ODBT钻机及配套设备的撬装式拖车。2008年，用户又为BE770钻机配套了l3台撬装式拖车。也已经于2009年3月生产完成后顺利交货。

4结论1)撬装式拖车的可回缩式双头牵引销可 以满足两种牵引车鞍座的需要，也可以满足拖车在工作和移运时的需要。使用(下转第62页 )T 7 SILICONVALLEY i 高科技产品研发家用电器使用的都是220V交流电，而各种元器件要求使用的都是直流电。整流，就是把交流电变为直流电的过程，相当于在 电路中接入了-个Rc整流电路。利用二极管具有单向导电特性的作用，可以把方向和大谢变的电流变换为直流电。整流电路可以分为半波整流电路和全波整流电路。半波整流电路是 由负载 电阻、整流二极管和电源变压器组成 。变压器把220V电压通过线圈匝数比转换为所需要的交变电压，再把交流电变换为元器件可以使用的直流电。全波整流电路，可以看做是由两个半波整流电路组合成的。在变压器的中间取出-个线头，把线圈分成两个匝数比相同的线圈绕组，分别和-个二极管组成-个回路，两个回路得到的电压大小相等极性相反[4]。

家用的220V的交流电经过二极管整流之后，用于二极管的单向导电作用，方向变得单-了，由于转换过程中还有有点路连接中都会产生大小不-的干扰，使正弦交变电压信号出现波动。这种脉动直流-般是不能直接用来给无线电装置供电的，要把脉动直流变成波形平滑的直流，这便是滤波[2][3]。

图5 滤波 电路传感器 电路中使用滤波电炉就是为了把整流器输出的直流电压 中的或大或小的波动成分旧能地消除，改造成接近恒稳的直流电。为了排除电路焊接过程中造成的干扰，滤波电路-般都采用组合逻辑器件低通滤波器MAX280，滤波电路结构如图5N示。

电容相当于是-个电能储存的仓库。在电路中，当电路中有电压信号输入时电容便开始不断充电，把电能储存在电容当中；当没有外部电压信号输入时，电容就会把储存的电能释放出来，在回路中进行放电作用。电容在有电压信号输入的过程中电压不断升高，直到接近充电电压；在关闭电压信号后电容存储的点亮逐渐降低，直到完全消失。电容器的容量越大，负载电阻值越大，充电和放 电所需要的时间越长。这种电容带两端电压不能突变的特性，正好可以用来承担滤波的任务。

3总结通 过对对 电磁涡流传 感器 的制作 ，对 电磁涡流测量厚度 的电路有了很深的理解，这主要也是在懂得了电涡流测量原理的基础上进行的，电涡流测量仪作为-种非破坏性的涂层测量仪，可以在微米范围内测量涂层厚度，仪器操作性强，运用的领域很广泛，对制药和冶炼等都有很好的运用前景，对电磁涡流电路的研究具有很好的指导意义。