随着油气能源开采力度的不断增强,易开采的能源逐渐减少,油气勘探开发不断向深海、深地层等难动用储量延伸。对大型石油钻机的需求也不断增加。为开发国内大型石油钻机市场,本文完成了首台9000米直流电驱动钻机配套的3000hp钻井绞车的设计研究。3000hp直流电驱动绞车为全新设计的重型绞车。绞车采用3台广泛使用的YZ08直流电机作为主动力,通过链条并车后驱动滚筒。绞车共设4个挡位,由齿式离合器与气胎离合器共同组成换挡系统,技术成熟、可靠。绞车整体结构上分为两大模块,前块为滚筒变速机构,后块为动力输送机构,前后两模块之间通过法兰联接。绞车整体结构满足公路运输条件。对于链传动绞车而言,其方案的制定必须靠虑多个综合的因素,如必须保证链条的安全系数和绞车的整体提升性能,使滚筒轴的转动惯量较小,离合器的能力和使用寿命等。所以在拟定方案和设计过程中需对滚筒的结构参数与链条参数等进行综合系统的分析和选择,以保证在三台800k W电机提供动力的情况下,绞车具有足够的提升能力和合理的结构尺寸。本文首先通过对比国外同类绞车的结构形式,拟定了三种不同的绞车传动方案。经分析对比后选择了综合性能较好的一种进行详细的设计。然后,依据相关的设计规范和设计原则,确定了绞车主要部件的结构参数和结构形式,确保各零部件结构合理。确定了各主要传动链条的型号,核算了主要传动链条的强度。计算结果显示链条的强度满足要求,所选链条能够应用在3000hp直流电驱动绞车传动系统中;对主刹车、滚筒高低速离合器及自动送钻装置等进行了设计及配置计算,确保各主要部件的负荷能力满足油田钻井工况的要求;采用材料力学方法对绞车各主要传动轴进行了强度分析,结果表明绞车各传动轴的强度满足使用要求,结构设计合理。同时,采用有限元分析软件对绞车的滚筒、轴类进行了有限元分析,计算结果证明滚筒、轴类的结构强度满足绞车使用要求。