石油钻井绞车刹车系统的现状与发展

石油钻井绞车刹车系统的现状与发展
石油钻井绞车刹车系统的现状与发展
石油钻井绞车的刹车系统是石油钻机的重要部件，它担负着控制大钩载荷的起升、下放、停止及控制大钩载荷下放速度的重任。

刹车系统性能的好坏决定着石油钻机的安全问题，若刹车系统出现故障，轻者会引起停钻，造成经济损失，重者会造成墩钻、溜钻现象，甚至造成设备砸转盘现象和重大设备事故或人身事故。

因此，研究钻井绞车的刹车系统，保证石油钻机能够正常、安全地工作，是非常重要的。

1、石油钻井绞车主刹车形式
a)带式刹车(刹把控制)此种刹车形式是在石油钻机的发展初期普遍采用的刹车形式，这种刹车形式的优点是结构简单、性能可靠、操作有手感，司钻便于掌握井下钻头的工作情况。

其缺点是司钻劳动强度大、工作环境艰苦、危险，目前，正逐步被淘汰。

b)液压盘式刹车
为了改善司钻的工作环境，研制了液压盘式刹车控制石油钻井绞车的刹车。

液压盘式刹车是利用液压能对刹车盘施加压力，从而达到刹车的目的，司钻操作调压手柄可控制刹车力的大小，实现了远程控制钻机钻井绞车的刹车。

液压盘式刹车改善了司钻的工作环境，减轻了司钻的劳动强度，而且刹车力矩大，提高了刹车的安全性。

其缺点是设备投资费用和使用费用高，需要使用专门的液压站和专用液压油，并且漏油后会污染环境；操作时没有手感，司钻不能利用手感掌握井下钻头的工作情况；在工作过程中，由于液压失压或阀件质量等问题，易出现刹车失灵故障，造成钻井事故；液压盘式刹车的摩擦片间隙范围窄，由于液压盘式刹车使用的弹簧是碟形弹簧，刹车力受摩擦片间隙的影响较大，由于摩擦片间隙不合适造成刹车力矩减小，造成重大事故；没有配备摩擦片间隙指示器或声音报警器，事前无法预料；由于采用了碟形弹簧，且刹车性能与操作手柄的运动方向有关，司钻操作难度大；液压油在低温下流动性差，造成刹车性能下降。

c)气控刹车气控刹车是近几年发展起来的一种新的形式，该产品
已获国家专利，专利号为zLol246872X和ZL0226295．8。

宝鸡中发石油机械有限责任公司生产的气控刹车系统，配套在吐哈油田玉门分公司7501l钻井队在用的我国7000m 钻机上，效果良好，用户满意，被司钻称为最好的刹车系统。

与其他刹车形式相比，操作方便、刹车安全、维修简单。

在使用过程中，没有出现过任何墩钻、溜钻现象，实现了无故障工作。

气控刹车是利用压缩空气的压力通过机械传动对刹车鼓施加压力，从而达到刹车的目的。

它不但解决了司钻远程控制钻机绞车刹车，而且改善了司钻的工作环境，彻底将司钻从艰苦的工作环境中解放出来，更重要的是刹车的安全性和操作性有了大的提高：
a)设备投资和使用费用低。

b)配备有摩擦片间隙指示器和声音报警装置，可避免由于摩擦片间隙不合适造成的重大事故。

c)刹车能力强，比原钻机的刹车能力提高1倍。

d)操作维修灵活方便，不需配备专门的动力源，只是利用钻机现有的气源向司钻
房供气即可。

e)当气源因故不供气时，还可以利用储气罐中的气工作，使钻机控制的安全性又有所提高。

f)无气时依靠弹簧刹车，安全可靠。

g)摩擦片间隙范围宽，对刹车力的影响小，调节简单。

h)刹车与手柄的运动无关，易操作。

i)气控刹车系统解决了防冻问题。

气控刹车和液压盘式刹车同样未解决司钻的操作手感问题，并且气控刹车系统需要对压缩空气进行严格的处理。

2、石油钻机的辅助刹车形式
a)辅助水刹车
辅助水刹车是钻机最老式的辅助刹车，由于水刹车的低速性能差，已被淘汰。

b)电磁涡流刹车
电磁涡流刹车有水冷式和风冷式2种形式。

水冷式的电磁涡流刹车由于水处理不好，影响了使用性能，目前没有使用。

上海生产的风冷式电磁涡流刹车由于低速性能好，调节准确等优点，目前被推广应用。

c)伊顿气控辅助刹车
最近，伊顿气控辅助刹车在钻机上得到了应用，很受用户欢迎，由于它具有良好的使用性能，将被推广使用。

3、结论
根据以上分析，石油钻井绞车主刹车的发展方向是气控刹车和液压盘式刹车2种形式，辅助刹车的发展方向是伊顿气控制刹车和电磁涡流刹车2种形式。

从现场使用来看，气控刹车系统将得到大的发展。