钻井盘刹课件
石油钻井工程PPT课件
井
安装
下油层套
生
井底
完
试油
管注水泥
产
完成
成
井口
石油钻井建井过程 第13页/共61页
主要内容
一、钻井的目的和意义 二、钻井的主要程序 三、钻井设备、工具和仪器 四、钻井的发展及趋势 五、钻井关键技术 六、钻井风险 七、钻井取得的成就
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三、钻井设备、工具和仪器
1. 钻井设备 • 动力系统
定 井 位
候凝 安装 井口
二 开
拆卸 设备 成本 核算
地质 设计
下表 层套 管注 水泥
钻进 取心 测斜 电测井
钻井 设计
钻进 取心 测斜 电测井
下中 层套 管注 水泥
准备 工程
修公路 平场地 打基础 安装 下导管
试车
一 开
安全检查
试油
候凝 安装 井口
钻进
取心
三
测斜
开
电测井
中途测井
移
井口
油
候凝
交
完成
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二、钻井的主要程序
4. 完井和试油 • 试油
对可能出油（气）的生产层，在降低井内 液柱压力的条件下，诱导油、气入井，然后 对生产层的油、气产量、水产量，地层压力 及油、气物理化学性质等进行测定，这一整 套工艺技术就叫试油。只有通过试油才能知 道油气层含油气情况。
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第49页/共61页
五、钻井关键技术
2. 携岩技术
•将钻头破碎的岩屑从井底及时清除出去是提高钻 速，减少钻井事故的关键。 •在大斜度井中，由于岩屑在重力作用下落到井壁 下侧，影响钻柱的活动，增大了钻柱的摩阻扭矩， 还容易引起井下复杂情况。
钻机刹车装置课件
欧拉公式推导 从刹带上取出圆心 角为dθ的微元，其力 平衡关系如图所示：
ΣX=0
－dF－t×cos (dθ/2)+(t+dt）cos (dθ/2 )＝ 0
ΣX=0 －dF－t×cos (dθ/2)+(t+dt）cos
(dθ/2 )＝0 即：
－dF －t×cos (dθ/2)+t× cos (dθ/2)+
即：dN－t×sin(dθ/2）－ t×sin(dθ/2）－ dt×
sin(dθ/2)＝0 合并同类项得：
dN－2 t×sin(dθ/2）－ dt× sin(dθ/2)＝0 ∵ sin(dθ/2）≈dθ/2， ∵ dt× sin(dθ/2) 是高阶无穷小，舍去。 ∴ dN－2 t× (dθ/2）＝0
Mmax＝βM静
（8－20）
这里β为动载系数，其值取决于下钻操作。 这是因为最大制动力矩产生于钻柱刹止时，此时作 用在快绳上的载荷为钻柱的静载荷、惯性载荷、振 动载荷及冲击载荷。其中上述前三种载荷与操作无 关，而刹止时的冲击载荷则完全取决于下钻操作， 当下钻速度低(如以1 m／s速度下放)，行程结束前 提前4～5米就开始减速平稳刹住钻柱，冲击载荷很 小，β＝1.5；如以高速(2m／s)下放，并在终点急
刹带由弹簧钢板制成，用带弹簧的螺钉挂在绞车 外壳上，松开刹车时，弹簧使刹带均匀脱离刹车鼓; 刹车块铆接在刹带上，它由耐热、耐磨，具有较大
摩擦系数的石棉塑胶或石棉编制品压制而成。
2.刹带两端的拉力 设两刹带活端总拉力为t，固定端拉力为T，则可
根据欧拉公式得出刹带活端拉力与刹带包角和刹车 片摩擦系数的关系。
刹车时，操作刹把4转动传动杠杆3通过曲拐拉 曳刹带1活端使之抱紧刹车毅。刹把4同时转动司钻阀5 以启动、调节气刹车8的气缸压力。气刹车对传动杠杆
盘刹培训内容
1. 型号：PS70/80-1650 2. 系统额定压力: 950 psi(6.5Mpa) 3. 系统额定流量: 4.7GPM(18 L/min) 4. 工作介质：液压油(冬季用 YC-N32,夏季 YB-N46)
液压盘式刹车讲义
5. 油箱容积: 264gal(1000 L)（与井口机械化工具共用） 6. 蓄能器容积: 2X2.64gal+1X0.66gal (2x10L+1.X2.5L) 7. 冷却水量：44GPM(10m3/h) 8. 电机功率: 2X2212ft.lb/s(2X3kw) 9. 工作钳最大制动力:8.9UStons(80kN) 10.安全钳最大制动力: 8.9UStons(80kN)
五、保养
盘式刹车系统是一种高性能刹车系统，适当的保养对于盘式刹车系统的正常 运转是非常重要的。
盘式刹车系统的结构部分包括制动钳支臂、销钉、制动钳杠杆、液压油缸、 刹车块、刹车盘、接头及紧固件(螺栓 、螺钉、螺母、垫圈等)。重点检查这些 元件是否有损坏、变形、裂纹、生锈和其它任何可能存在的问题，如果需要则维 修或更换之。
液压盘式刹车
培训讲义
2004 年 5 月
液压盘式刹车讲义
目录
一、简介 ......................................... 1 二．技术参数 ..................................... 1 三、液压原理图 ................................... 2 四、操作 ......................................... 2 五、保养 ......................................... 5 六、故障检修 ..................................... 6 七、推荐备件清单 ................................. 9
石油钻机液压盘式刹车及其控制系统
PSK Co. key products-hydraulic disc brakes and their control systems for petroleum drilling rigs are the high technology with the independent intellectual property rights.
推广。其主要业务是：各型石油钻机、修井机的盘式刹车装置的设计与制造；各型石油钻机、
修井机制动系统的咨询与设计；各种盘式刹车主要零部件、液压元件、易损件供货（刹车钳、
司钻阀、刹车片、密封件等）。 PSK 公司的核心技术“石油钻机液压盘式刹车及其控制系统”是一个拥有自主知识产
权的高新技术。公司拥有多项技术专利。 PSK 公司建有现代化的生产基地，具有年产盘式刹车 300 余台的能力。目前公司已经
研制生产了各种形式的液压盘式刹车近 600 台，在国、内外的油田钻井作业中广泛使用，受
到了用户的好评。 PSK 公司坚持科学稳健发展，主张合作双赢共进；将以全新的经营理念，一流的产品
钻机液压盘式刹车制动分析
钻机液压盘式刹车制动分析制动系统是钻机的重要组成部分，是保障钻井作业正常进行的关键，其性能直接影响钻井工程的质量与效益。
从完成钻井作业角度讲，带式刹车由于受制动原理与结构的限制，制动能力和总体性能难以全面满足钻井工艺的要求。
而盘式刹车由于其自身技术的特点，根据工艺需要配置制动系统以提高其总体性能的可能性要大得多。
因此，盘式刹车制动系统的性能就成为体现对盘式刹车技术认识与设计水平的重要方面。
1 液压盘式刹车制动系统的特点与分析钻井作业要求制动系统工作可靠且具有良好的工艺特性。
可靠性首先表现在紧急情况时，刹车装置可在人为干预下快速作出反应，并提供足够的制动力矩；其次，系统可不在人为干预下实施应急自动刹车。
制动系统工艺特性是最大限度地满足送钻、起下管柱制动要求的性能以及满足正常情况下短时或长时停车制动要求的性能。
刹车钳是制动的执行元件，其性能直接影响整个系统的工作.开式钳的制动力随油压的上升而增加，更符合带式刹车的操作习惯，油压调节特性更适合送钻和起下管柱等常规作业的要求。
因此，应选择开式钳作为完成常规作业制动的执行机构，以保证制动性能。
而意外情况下的紧急制动则主要应由闭式钳承担。
这是因为泄压制动快速，制动力来自碟簧的机械力，在无电力的条件下仍可制动。
因此，钻机盘式刹车的刹车钳应该由开式和闭式两种钳型组成。
１。
１钻机液压盘式刹车制动系统图1是根据上述原则与要求设计的钻机盘式刹车制动系统原理图。
图1ZJ50钻机盘式刹车制动系统原理图1—闭式钳；2—紧急阀；3—驻车阀；4—开式钳；5—司钻阀；6—防碰解除阀１。
２液压盘式刹车制动受力分析1。
2。
1 钻机盘式刹车的常开钳与常闭钳均是通过调节钳缸内油压的大小对制动力进行调节的。
常开钳依靠液压力制动，弹簧力松闸，不充油时处于松闸状态。
常闭钳依靠弹簧力制动，液压力松闸，不充油时处于制动状态。
无论是常开钳还是常闭钳，均有完全松闸和制动状态。
完全松闸时刹车块与刹车盘之间存在间隙Δ。
钻井课件ppt
欠平衡钻井技术
欠平衡钻井技术是指在钻井过程中，通过控制钻井液压力，使地层压力 高于钻井液柱压力，从而在钻头处形成负压，有利于提高钻速和保护油 气层的钻井技术。
欠平衡钻井设备
欠平衡钻井设备包括旋转控制头、液气分离器和注氮装置等，用于控制 钻井液压力和分离气体。
03
欠平衡钻井技术的应用
环境保护
在钻井过程中，采取有效措施减少对环境的污染和破坏，如控制 噪音、减少废水和废气的排放等。
资源利用
合理利用资源，提高钻井效率，降低能耗和资源消耗。
可持续发展
遵循可持续发展的原则，确保钻井工程的长期效益和社会责任。
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工程设计
总结词
工程设计是根据地质设计和其他相关资 料，制定出具体的钻井工程方案和施工 计划。
VS
详细描述
工程设计是钻井工程的关键环节，它涉及 到钻井设备选择、钻井工艺确定、钻井液 体系选择、钻头类型选择、钻井参数优化 等多个方面。在工程设计中，需要充分考 虑地质条件、工程要求、安全环保等因素 ，制定出科学、合理、可行的钻井工程方 案和施工计划。
钻井液设计
总结词
钻井液设计是根据地质设计和工程设计的要求，选择合适的钻井液体系和配方，以满足 钻井工程的需要。
详细描述
钻井液是钻井工程中的重要组成部分，它具有携带岩屑、平衡地层压力、冷却钻头等作 用。在钻井液设计中，需要根据地质条件和工程要求，选择合适的钻井液体系和配方， 以满足钻井工程的需要。同时，还需要对钻井液的性能进行监测和控制，以确保钻井工
钻井课件
contents
目录
• 钻井基础知识 • 钻井工艺流程 • 钻井设备与工具 • 钻井工程设计 • 钻井工程实践 • 钻井工程管理与安全
液压盘刹培训ppt课件
闸 瓦 （ 摩 擦刹块车）盘 闸靴 卡簧
刹车盘
销轴φ30 卡簧
销轴φ30 卡簧
销轴φ 30 卡簧
销轴φ 30 卡簧
销轴φ40
销 拉轴 φ杆 4 0
拉杆
连
连连
卡簧 杆
卡簧 杆
杆
销 轴 φ连 40
销拉轴杆φ 40
拉杆
杆连
连连
卡簧 杆
卡簧 杆 杆
销轴φ30
销轴φ30
销轴φ30
销轴φ30
锁紧螺母
锁紧螺母 常开缸
液压站结构
手柄刹车状态 压力输出最
五、调试
5.5 刹车块磨合
5.5.1 工作钳磨合
5.5.2 安全钳磨合
磨合操作时注意控制刹车油压，一般在1MPa左右即
可。磨合中若刹车盘温度超过350摄氏度，应停止磨合待
刹车盘温度下降之后继续磨合。磨合后刹车盘刹车块接
触面积达70%以上，观察刹车盘刹车块接触面平整光滑即
.
一、概述
液压盘式刹车装置具有以下五种功能:
1、工作制动:通过操作刹车阀的控制手柄，调节工作钳对制 动盘的正压力，从而为主机提供大小可调的刹车力矩，满 足送钻、起下钻等不同工况的要求。
2、紧急制动:遇到紧急情况或停机及司钻离开操作位置时， 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。
液压站结构
.
六、操作
6.1、操作要领
液压盘式刹车，易于操作，它仅需一个很小的刹把力就可 产生绞车刹车盘非常大的刹车力。刹车阀的“手感”与带刹刹 把的“手感”差别很大，尤其电子刹把，所以司钻必须学会通 过观察操作台仪表，动力源的仪表以及说明书所述的要求、性 能等来进行操作 。
钻井绞车盘式刹车液压系统研究_朱小平
钻井绞车盘式刹车液压系统研究Hydraulic System of the Disk Brake in Drilling Drawworks朱小平1) 高纪念1) 张铜均金2)1)西安石油学院机械系,710065;2)中原石油勘探局机仪所.第一作者:男,1953年生,副教授摘 要 根据钻井绞车盘式刹车的结构原理和钻井作业对其液压系统的要求,提出一种新的钻井绞车盘式刹车液压系统方案,分析了其工作原理及特点.在液压系统中以先导减压阀为主阀,分别采用刹把和比例溢流阀进行调节,控制刹车力矩的变化,既保留了手动操作灵活方便的特点,又可实现自动送钻;油路采用压力控制和方向控制两种方式并联,油源采用二级赘余配置,系统可靠性高;利用气控换向阀控制紧急制动油缸,对钻井作业中可能出现的辅助刹车失效、溜钻、游车与天车相碰三种意外紧急情况提出了可行的处理措施,进一步保证了钻井作业的安全.分析表明,这套液压系统适用于钻井绞车盘式刹车的控制,具有一定的实用价值.主题词 钻井设备,绞车刹车,液压系统,研究中图资料分类法分类号 TE823 盘式刹车由于具有制动力矩可调性好、操作惯性小、动作灵敏、易实现自动控制、使用维护方便等优点[1],在钻井绞车制动系统中具有广阔的应用前景[2].盘式刹车主要采用液压系统进行操作和控制,其液压系统性能好坏直接影响到盘式刹车的工作性能.本文在研究盘式刹车结构的基础上,结合钻井作业的特点,提出一种新的钻井绞车盘式刹车液压系统,并对其工作原理和特点进行分析.1 盘式刹车对液压系统的要求典型的绞车盘式刹车结构如图 1.主要由刹车盘、刹车钳架、刹车钳、液压油缸等组成[3].刹车钳为一钳式杠杆机构,一端与液压缸活塞杆相连,另一端为嵌装摩擦片的刹瓦.液压油使油缸活塞杆伸出,推动杠杆使刹瓦压紧在刹车盘上,刹车盘与滚筒为一体,刹瓦与刹车盘间的摩擦力产生制动力矩,实现滚筒轴的制动.活塞杆收回时,刹瓦离开刹车盘,制动力矩消失,滚筒可自由转动.根据盘式刹车功能和钻井作业的特殊性,其液压系统应满足以下要求:(1)具有足够的液压力和制动力矩,保证在以最大钻具重量下钻的条件下,可靠地制动滚筒;(2)反应灵敏,刹瓦能迅速地压紧松开刹车盘;(3)操作方便满足起下钻作业和送钻操作的要求(符合钻井操作的习惯);(4)控制可靠,决不能因液压系统的故障造成井下事故;(5)能在出现意外情况时紧急制动滚筒.图1 盘式刹车结构示意图1-刹车钳;2-滚筒;3-刹车钳架;4-刹车盘;5-油缸2 盘式刹车液压系统工作原理2.1 盘式刹车液压系统的组成根据盘式刹车主要功能和对液压系统的要求,拟定液压系统方案如图2所示.该液压系统由执行、控制和油源三大部分组成.52西安石油学院学报·1999年11月·第14卷·第6期(J.of Xi’an Petr.Inst.Nov.1999Vol.14No.6)图2 钻机绞车盘式刹车液压系统 (1)执行部分:主要由四个刹车钳动力油缸(1-1)和四个紧急制动钳动力油缸(1-2)组成.刹车钳完成正常作业的刹车操作,其动力油缸采用双活塞杆双向弹簧复位油缸,在液压力作用下,活塞杆伸出,使刹车钳夹紧刹车盘,制动滚筒;泄压后弹簧复位,刹车钳松开.紧急制动钳在发生意外情况时紧急制动绞车,采用双活塞杆双向动力油缸驱动.没有油压作用时,油缸活塞杆在弹簧作用下伸出,制动滚筒;油压作用下复位,刹车钳松开.(2)控制部分:包括液压操作控制台(2-1)、气控操作台(2-3)、比例溢流阀(2-2)、先导控制阀(2-4)和先导控制油源(2-5).(3)油源部分:主要有电机泵组(3-1)、气马达泵组(3-2)和油箱、冷却装置等.2.2 盘式刹车液压系统的工作原理根据主要功能,可将液压系统分成刹车钳控制回路和紧急制动钳控制回路两部分.(1)刹车钳控制回路 由压力控制回路和换向回路组成.压力控制回路的主阀为先导减压阀(2-1-2),当换向阀(2-1-1)和(2-1-3)使先导减压阀(2-1-2)与油源和油缸(1-1)接通时,司钻可借助刹把调节减压阀(2-1-2),控制刹车钳动力油缸的供油压力,改变刹瓦与刹车盘间的摩擦力,实现起下钻作业和手动送钻作业.(2)紧急制动钳控制回路 由换向回路和保压回路组成.紧急制动钳动力油缸的进油和排油用气控主换向阀(2-1-5)控制,正常情况下,阀(2-1 -5)总是使紧急制动钳动力油缸处于进油状态,压缩弹簧,活塞杆收回,紧急制动钳处于松开状态.一旦出现紧急情况,阀(2-1-5)换向,油缸回油泄压,活塞杆在弹簧作用下迅速伸出,使紧急制动钳夹紧刹车盘,制动滚筒.保压主要是用蓄能器实现的.3 盘式刹车液压系统的主要特点本文提出的盘式刹车液压系统主要有以下特点:53朱小平等:钻井绞车盘式刹车液压系统研究(1)刹车钳控制由压力控制和方向控制并联组成,一旦减压阀(2-1-2)出现故障,可用换向阀(2-1-1)的左位通道,使减压阀(2-1-2)短路,用先导控制阀(2-4)手动控制换向阀(2-1-3)实现起钻作业,将钻具起到套管内或其它安全井段,确保不因液压系统故障造成井下事故.用先导阀(2-4)手动控制换向阀(2-1-3),操作灵活、方便、可靠.(2)油源采用两台泵并联布置,一台运转,一台备用.一旦运转的泵出现故障,备用泵立即起动,保证系统供油不受影响.两台泵分别采用不同的驱动方式,一台采用电机驱动,一台采用气马达驱动.若电路出现故障,可用气马达驱动备用油泵,向系统供油,进一步提高了系统的可靠性.(3)通过刹把调节减压阀,控制刹车力矩的大小,符合钻井操作的习惯且操作方便省力;(4)采用比例溢流阀控制先导减压阀实现自动送钻.在正常钻进时,可通过二位二通换向阀(2-1 -4)使比例溢流阀(2-2)与先导减压阀(2-1-2)的先导口接通,用比例阀控制,实现自动送钻.比例阀可于计算机一起构成闭环控制回路,以满足钻井的要求.由于采用比例溢流阀控制先导减压阀,所需比例溢流阀的流量要求不高,容易保证其的性能,可靠性高.(5)本系统考虑到钻井作业的复杂性,对三种在钻井作业过程中可能出现的紧急情况提出了相应的处理措施.第一种情况是当游车起升过高,有可能与天车相撞时,防碰天车装置发出控制信号,使阀(2-3-4)接通,在气压作用下,阀(2-1-5)换向,油缸(1 -2)泄压回油,紧急制动滚筒.为保证油缸(1-2)中的压力油迅速放出,阀(2-1-5)的回油口直接通油箱,减少回油阻力,以便及时使滚筒停止旋转.第二种情况是考虑下钻过程中辅助刹车突然失效.目前钻井绞车广泛采用电磁涡流刹车作为辅助刹车.由于电磁涡流刹车在较大的转速范围内制动扭矩不变,司钻在操作时过分信赖电磁涡流刹车的制动能力,一旦失效,司钻来不及采取刹车措施,造成重大事故.这种情况在钻井现场时有发生.本系统将辅助刹车失效作为气控制信号引入,在下钻时利用换向阀(2-3-2)将辅助刹车失效信号气路与换向阀(2-3-3)的控制气路接通.当辅助刹车失效时,其失效信号通过阀(2-3-2)到达阀(2-3 -3)的控制口,阀(2-3-3)换向让气源提供的高压气体进入主换向阀(2-1-5)的控制口,紧急制动绞车,避免发生严重事故.第三种情况为溜钻事故.在正常钻进时,如果刹车钳及其控制油路出现故障,可能引起溜钻,造成重大事故.为了避免溜钻事故的发生,本系统将溜钻信号作为气控信号引入.在钻进时,可利用换向阀(2-3-2)使溜钻信号的气路与换向阀(2-3-3)的控制气路接通.一旦出现溜钻现象,气控信号通过阀(2 -3-2)到达阀(2-3-3)的控制口,使阀(2-3 -3)接通气路,控制主换向阀(2-1-5)换向,及时刹住绞车滚筒,避免溜钻事故进一步恶化.紧急制动钳控制回路的主换向阀采用气控阀,是考虑到钻机在正常工作时,气源总是有足够的压力,可保证紧急制动滚筒,有利于提高钻井作业的安全.4 结束语本文提出的钻井绞车盘式刹车液压系统,具有操作灵活方便,容易实现自动送钻,能及时处理辅助刹车失效、溜钻、游车与天车相碰三种钻井中常见的意外情况等特点.另外系统采用多级赘余配置,大大提高了系统的可靠性.是一个适合于钻井绞车盘式刹车的液压系统.参考文献1 徐月娟等.钻井绞车用新型刹车-液压盘式制动装置.石油矿场机械,1990(2):28～30.2 樊启蕴等.用盘式刹车取代带刹车的分析与建议.石油机械,1994(8):37～45.3 汪寒等.盘式刹车系统设计初探.石油机械,1987(2): 37～44.收稿日期 1999-02-23 编 辑 田美娥54西安石油学院学报(J X A PI)1999年。
《钻井培训教材》课件
在钻井过程中，应密切关注储层的变化情况，及时调整钻井液性能和钻井参数，以确保储 层不受损害。同时，加强储层保护的监测和评估工作，不断完善储层保护技术和实践。
05
钻井工程实例分析
深海钻井实例
总结词
深海钻井难度大，技术要求高，需要先进的设备和工艺。
详细描述
深海钻井面临诸多挑战，如水深、温度、压力等，需要采用 特殊的钻井技术和设备，如浮式钻井平台、深海钻机、水下 井口等。同时，深海钻井还需要考虑环境保护和安全生产等 方面的问题。
06
钻井安全与环保
钻井作业安全规范
钻井作业人员资质要求
确保所有参与钻井作业的人员都具备相应的资质和证书，并经过 专业培训。
钻井设备安全检查
定期对钻井设备进行安全检查和维护，确保设备处于良好工作状态 。
作业现场安全措施
制定并实施作业现场的安全措施，包括设置安全警示标识、配备消 防器材等。
钻井事故预防与处理
钻头选择
根据岩石性质和钻进方式 ，选择合适的钻头类型和 规格，以提高钻进效率和 延长钻头寿命。
钻压控制
钻压是影响钻进效率和钻 头寿命的重要因素，需要 根据岩石性质和钻进方式 ，合理控制钻压大小。
取芯工艺
取芯方式
取芯是钻井过程中的一项重要工 作，可以采用常规取芯和非常规 取芯两种方式，根据实际情况选
02
钻井设备与工具
钻机设备
钻机概述
钻机组成
介绍钻机的种类、结构和工作原理，以及 钻机在钻井过程中的重要性和作用。
详细介绍钻机的各个组成部分，如动力系 统、传动系统、底座、井架等，并解释各 部分的作用和工作原理。
钻机选型
钻机维护与保养
根据不同的钻井需求和地质条件，指导用 户如何选择合适的钻机型号和规格。
石油天然气钻井液压盘式刹车操作规程
石油天然气钻井液压盘式刹车操作规程4.7.1 开机前检查操作箱与绞车接口板间工作钳、安全钳回路液压管线用快速接头的公、母接头并颜色区分开，防止管线错接,保证安全钳和制动钳间隙符合要求、各管路连接应正确、密封良好，各部件无阻卡。
4.7.2 为保证液压盘式刹车工作钳、安全钳液压管线不错接或虚接(用力摇动快速接头，并用力拔不出，方可确定为连接牢固)，在接完液压管线后，必须观察相应的压力表，压力表数值必须在相应工作状态的正常值范围内（工作制动时，工作钳压力表读数8MPa左右，紧急制动时，工作钳压力表读数为8Mpa左右，安全钳读数为0）。
4.7.3 开启吸油口阀门、柱塞泵泄油口阀门，关闭蓄能器组回油阀门，接通外部电源，开启气源。
4.7.4将刹把、紧急刹车按钮、驻车制动手柄复位，即：刹把处于“松”位，紧急刹车处于“刹”位，驻车制动手柄处于“刹”位。
4.7.5 启动电机此时系统处于紧急制动状态。
4.7.6解锁：先拉动刹把，使其刹住载荷；然后推动驻车制动手柄，拔出紧急刹车按钮，使其均处于“松”位。
4.7.7工作制动：拉动“刹把”即可进行工作制动，其操作角度为0°～ 60°，拉动角度越大，制动力越大。
4.7.8驻车制动：将驻车制动手柄至“刹”位，即实现驻车制动。
转换到工作制动时，必须先解除驻车制动，即先拉动刹把，使其处于“刹”位以刹住载荷，再推动驻车制动手柄至“松”位；然后进行工作制动。
4.7.9紧急制动：按下紧急制动按钮，实现紧急制动。
转换到工作制动时，必须先解除紧急制动，即：先拉刹把以刹住载荷，再拔出紧急制动按钮；然后进行工作制动4.7.10 下放钻具，特别在下放较重的钻具时，必须利用盘式刹车和辅助刹车的组合能力来安全下放钻柱和套管，不可将负载自由下降，必须连续减速,自始自终保持辅助刹车与绞车相连。
不得使用辅助刹车控制负载下降，防止引起控制失灵，造成事故。
4.7.11起下钻时，刹车手柄轻拉一些，使刹车块轻触刹车盘。
石油钻机盘式刹车制动系统
液压盘式刹车装置应安全使用刹车系统是钻井机械的关键要害装置。
钻井作业过程中主要承担以下工作：起下钻时，刹慢或刹住滚筒，控制下放速度，悬持钻柱；旋转作业时，控制滚筒转动，调节钻压，送进钻具。
在美国，刹车系统被认为“对钻井效果影响极大”；在欧洲，刹车系统被称为“一种非常危险的装置”；在我国油田，广泛流传着“司钻手中三条命”的说法，这些都表明了刹车装置对于钻井作业的重要性。
重视安全作业问题液控盘式刹车是一项集液压动力、液压传动及控制和机构执行于一体的新技术。
该产品是同时具备常开式和常闭式制动钳的复合制动系统。
近年来，液压盘式刹车装置已经成为钻机的标准配置，修井机和通井机也逐步开始安装使用液压盘式刹车装置。
液压盘式刹车装置的应用，不但改变了传统的带式刹车长期制约钻井技术进步的现状，提高了钻井的技术性能，改善了一线操作人员的劳动条件，提高了钻井的安全可靠性，而且为自动化钻井、智能化钻井解决了一项钻机核心部件的基础性关键技术。
但是，近几年随着石油勘探任务的加重，钻井作业队的数量不断增加，钻井作业过程中安全问题不容乐观。
特别是替代传统的带式刹车的新型液压盘式刹车装置是近几年才推广的新技术，由于仿冒产品的相继流入市场，过去使用带式刹车经常发生的顿钻、溜钻事故现在又重新抬头，时有发生，给钻井生产带来了严重的安全隐患。
钻机刹车装置是一个应引起包括研发、设计、采购、生产、使用及维修各个环节都要高度重视的关键部件。
为推广、应用好液压盘式刹车装置，尽量避免钻修井设备再因刹车问题产生事故，作为国内最早进行石油设备用液压盘式刹车技术的研究，并一直推广其应用的科研机构，中国石油勘探开发研究院采油采气装备所（原石油机械研究所）液压盘式刹车技术人员协同生产、应用方面的人员在认真总结液压盘式刹车装置使用经验的基础上，写成本文，希望给液压盘式刹车装置的现场使用人员提供可以借鉴的意见。
典型事故案例案例1：2008年2月，某钻井队在钻井接单根时发生顿钻事故。
钻机刹车系统及计算课件
01
02
03
安全保障
刹车系统是钻机安全运行 的重要保障，能够防止意 外事故的发生。
高效作业
刹车系统的性能直接影响 钻机的作业效率，性能良 好的刹车系统能够提高作 业效率。
延长使用寿命
刹车系统能够减少钻机各 部件的磨损，从而延长钻 机的使用寿命。
刹车系统的基本组成
制动器
制动器是刹车系统的核心 部分，用于产生制动力矩。
针对钻机作业特点，不 断对刹车系统进行优化 改进，以满足不同工况 下的安全和性能要求。
案例三：钻机刹车系统在特殊工况下的应用
01 应用场景
02 技术难点
03 解决措施
04 应用效果
05 经验总结
在高原、山地等复杂地形 进行钻机作业，需要应对 高海拔、低气压、温差大 等特殊环境条件。
高原地区气压低、氧气稀 薄，对发动机功率和制动 性能产生影响；温差大导 致刹车油粘度变化，影响 制动效果。
传动机构
传动机构用于将制动力矩 传递到制动器上，实现制 动效果。
控制机构
控制机构用于控制制动器 的开合状态，实现制动和 释放的功能。
刹车系统的分类
机械式刹车系统
气压式刹车系统
机械式刹车系统采用机械传动方式， 具有结构简单、可靠性高的优点。
气压式刹车系统采用气压传动方式， 具有结构紧凑、操作简便的优点。
故障排除
经验总结
清洗刹车油路，更换刹车油，检查并更换 磨损严重的刹车片和刹车盘，确保油路畅 通，刹车片与刹车盘配合良好。
定期对刹车系统进行检查和维护，及时发 现并排除潜在故障，确保钻机安全可靠地 运行。
案例二：钻机刹车系统优化改造
优化背景
优化方案
实施过程
钻井完整版 ppt课件
钻井完ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ版
• 第一章、钻井地质基础知识 一、岩石的机械性质
1、岩石的机械性质 ⑴岩石的强度：岩石的强度是指抵抗外力破坏的
能力。
⑵硬度：岩石的硬度是指岩石抗压入的极限强
⑶岩石的塑性：在外力作用下，岩石破碎前呈现 永久变形的性质叫岩石的塑性。
⑷岩石的研磨性：钻头破碎岩石的同时，其本身 也受到岩石磨损，这种岩石磨损钻头的能力称 为岩石的研磨性。
⑶在轻钻井液中，固相含量应不超过10％（体积） 或密度不大于1150kg/m3。
⑷无用固相含量与膨润土含量的比值，应控制 在2﹕1～3﹕1。
钻井完整版
• 五）、PH值与钻井工作的影响 • 1、PH值过高，OH-在粘土表面吸附，会
促进泥页岩的水化膨胀和分散，对巩固 井壁、防止缩径和坍塌都不利，往往会 引起井下复杂情况的发生。另外，高PH 值的钻井液具有强腐蚀性，缩短了钻具 及设备的使用寿命。 • 2、通过PH值的变化，可以预测井下情况。 如盐水侵、石膏侵、水泥侵等都会引起 PH值的变化。
⑴粘土岩层。泥岩和页岩一般较软，钻速快，但 容易产生钻头泥包。这种地层极易吸收钻井液 中的自由水而膨胀，导致井径缩小。随着浸泡 时间的延长，井壁会产生垮塌现象，井径扩大。
⑵砂岩层。砂岩一般来说是较好的渗透层，在井 壁上易形成较厚的滤饼，易引起泥饼粘附卡钻。 另外滤饼对测井也有影响，所以必须使用优质 钻井液。
⑶砾岩层。在砾岩层中钻进易发生跳钻、蹩钻和 井壁垮塌。
⑷在当地层软硬交错时，易发生井斜，地层倾角 较大者也易发生井斜。
⑸当岩层中含有可溶性盐类，即钻到石膏层、 盐岩层时，要注意对钻井液性能的影响。
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二、钻井中地质录井工作 1、钻时录井
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路为单回路。
双回路联合制动操作机构，工作钳有
两个油路为双回路；工作钳和安全钳同时
参与紧急制动为联合制动。
1、工作制动组件
工作制动组件由一个
双回路刹车阀和一个刹车
操作机构组成。刹车的操
纵机构,精确地控制刹车阀
输出压力来控制执行机构
来确保钻井作业。
工作制动是由刹把控制刹车阀实现的。
冷却装置
油阀、液位温度计、液位温度计
回油滤油器、空气
清洗窗口
滤清器、电加热器、
冷却装置等元器件。
回油滤油器 空气滤清器
2、泵组
泵组为液压
系统的心脏。泵
截止阀
组由隔爆电机和
柱塞泵组成的,共
装的两组，互为
备份。
柱塞泵
电机
3、控制块总成
由集成油路块、蓄能
器、插装式单向阀、溢流
阀、高压滤油器和板式截
止阀等元件组成。
刹车阀为手动比例减压阀，阀的输出压力
随着拉动刹把而呈比例变化。对应刹把所
处的不同位置，刹车阀的输出压力由0到最
大系统压力变化。刹把拉动角度越大，工
作钳油缸的压力就越大。刹把推到原始位
置，阀输出压力为0，工作钳松闸。
2、驻车制动
驻车制动阀为手动换
向阀，拉动手柄，驻车制
动阀换向，使安全钳油缸
卸压，弹簧力使安全钳实
操纵机构视频
左工作钳
右工作钳
安全钳
液 压 盘 式 刹 车 的 原 理 图
1、油箱 2、 安全阀 3、 电机 4、油 泵 5、精滤 油器 6、单向 阀 7、蓄能器 8、压力表 9、 刹车阀 10、 气控换向气阀 11、紧急按钮 阀 12、气控 换向阀 13、 驻车刹车阀 14、液控换向 阀 15、冷却 器 16、回油 滤油器
螺母 13.销轴Ⅲ
安全钳油缸给油压时，油压克服弹簧
力而使碟形弹簧压缩储存能量，从而通过
杠杆使刹车块离开刹车盘，松刹；当安全
钳油缸卸压时，弹簧力通过杠杆传递给刹
车块而作用于刹车盘上，制动。
执行机构视频
二、液压站
由油箱组
件、泵组、控
制块总成、加
油组件和控制
箱等造成。
1、油箱组件
油箱组件包括 油箱、吸油阀、放
使钻具平稳地坐落在转盘或卡瓦上。
分类：
水刹车 辅助刹车 电磁涡流刹车
盘式辅助刹车 （伊顿刹车）
电磁涡流刹车
按冷却方式分： 风冷式电磁刹车
水冷式电磁刹车
结构：由刹车主体（定子、转子）、
可控硅整流装置（整流变压器和可控硅半
控桥式整流电路）及司钻开关（可调的差
动变压器、铁心、线圈、调节机构等部件）
三部分组成。
钻井液压盘式刹车
结构原理及使用维护
钻井二公司
第一节 绞车刹车系统概述
绞车的刹车机构包括主刹车机构和辅 助刹车机构，主刹车用于各种刹车制动， 辅助刹车仅用于下钻时将钻柱刹慢，吸收 下钻能量。
第一部分 辅助刹车
功用：帮助主刹车进行下钻，在下钻 时通过制动滚筒轴来制动下钻载荷，可刹
慢滚筒，保持钻具以安全的速度均匀下放，
现驻车制动。
解除驻车制动时，必须先将刹把拉至
“刹”位，使工作钳刹车，再推动驻车制
动阀手柄，将压力油输入到安全钳油缸，
克服碟簧力，解除驻车制动。
注意：解除驻车制动，必须先拉工作
制动刹把，再推驻车制动手柄解锁。否则，
将出现钻具自由下降，可能会造成财产损
坏、人身伤害甚至死亡！
3、制动油路块部件
联合制动阀块组件由油路块、气控换向阀、
维护：
1、在使用电磁刹车前，先启动风机或循环水泵；
2、使用时循环水排水温度低于72℃，进水温度不高于
42℃； 3、进水排量不低于说明书规定值（DS45型285L/min）；
4、涡流刹车轴与绞车滚筒轴轴线严格找正，其同轴度误
差不得大于0.25毫米；离合器处于分离状态时其间有15～19毫 米的间隙；
5、电磁刹车的正常气隙值为1～1.27毫米，最大为2.5～
位弹簧、杠杆及刹车块组成，安装在钳架
上，分两路油路控制。
1．刹车块 2．钳体 3．销轴Ⅰ 4．杠杆 5．支杆 6．半圆挡圈 7．销轴II 节螺母 14.活塞杆 8．油缸端盖 9．缸体 10.拉簧 11.后端盖 12.销轴Ⅲ 13.调
油缸加压时，活塞从缸体内伸出，进
而推动杠杆，使刹车块作用于刹车盘，制
（传动杠杆或刹车曲轴）、制动部分（刹 带、刹车毂）、辅助部分（平衡梁和调整 螺栓）、刹车气缸等。
原理：当司钻对刹把施加压力时，刹把轴上
的主动拐通过连杆带动被动拐一起转动，利用杠
杆作用将施加的力变大，作用在两根刹带的活端， 使刹带紧抱住刹车毂上，两者之间因摩擦力矩把
转动的滚筒刹住。平衡梁用来均衡左右刹带的松
动。
制动力与油压成正比，油压越大，制
动力也越大；当油压为零时，在复位弹簧
的作用下,刹车块离开刹车盘，松刹。
2）、安全钳 安全钳主要由常闭式内置碟簧组的单 作用油缸、杠杆机构和刹车块组成，安装 在两个钳架上。安全钳是由一个油路控制 的。
1．刹车块 2．钳体 3．销轴Ⅰ 4．杠杆 5．支杆 6．半圆挡圈 7．销轴II 8．活塞 9．油缸端盖 10. 油缸 11.锁紧螺母 12. 调节
蓄能器可降低液压回路的压力脉动，
并在泵无法正常工作时提供一定的储存能
量，保证工作钳仍可正常制动5 -6次。
截止阀是用来释放蓄能器油压的，在
正常工作时，截止阀一定要关严。否则，
系统压力将建立不起来，液压源内的油温
急剧升高，导致刹车系统无法正常工作。
高压滤油器过滤系
统高压油，保证液压系
统的清洁。其上装堵塞
构，它与刹车盘总成作用，产生阻力矩达到刹
车目的。其中闸总成包括工作钳和安全钳。
一、优点： 液压盘式刹车装置与传统带式刹车装 置相比，具有刹车力矩大、制动效能稳定、 刹车力可调性好、刹车控制准确、操作轻 便省力、维修方便等特点。整个刹车系统
性能稳定，安全可靠。
二、液压盘式刹车装置可实现以下功能
1、工作制动
工作原理视频
第三部分 液压盘式刹车的安装与调试
一、安装
1、安装刹车盘
刹车盘的工作表面对滚筒轴的端面跳动不大
刹车盘清洗干净，摩擦面严禁沾染任何油污。 对于水冷式刹车盘，还需联接进、出水管。
于0.3mm。
2、安装刹车钳、钳架
将上、下过渡板紧固于钳架上。
将刹车钳安装于钳架上，应转动灵活、
无卡阻、无别劲现象。安装安全钳时，需
3、安装液压站、操作台
将液压站、操作台安装于设计位置。
4、连接液压管路
液压管路主要由高压软管、快速接头、管
夹等组成。 液压管路的连接就是用高压软管将液压站、 司钻操作台、制动执行机构按照设计要求连接 成一个完整的液压系统。在需要拆开运移的地
方，设有快速接头，以方便拆卸，防止污染液
压管线。
1)工作钳与安全钳
旋转调节螺母，使两个刹车块之间的距离
最大，以便钳体的安装。
整体安装到绞车。
安装找正要求
(1)刹车盘外圆与钳架内圆之间的间隙应均匀，不
允许与钳架有干涉现象。 (2)钳架与刹车盘应平行、对中，偏差小于1mm。 (3)刹车块应包容在刹车盘之内。 (4)所有刹车块应平行、完整的贴合刹车盘，贴合 面不少于75%。 (5)调整找正后，分别将上、下过渡板焊接在绞车 底座的设计位置。
紧程度，以保证受力均匀。当刹车块磨损，刹带 与刹车毂间隙变大，刹把过低时，可通过调整螺 栓调整到合适的间隙，顺时针刹把降低。接通刹 车气缸，气缸活塞在气压作用下向外移动，通过 活塞杆推动杠杆，将刹带刹紧。
维护：
1、刹带块的剩余厚度不小于12mm，刹带 块与刹车毂四周的间隙均应在4～6mm。 2、绞车平衡梁与绞车底座平面的间隙合适。 3、刹带刹紧时刹把与水平面夹角在40°～ 50° 4、尽量避免两刹带同时更换。新刹带装好
工作钳、安全钳、刹
车盘和钳架四部分。
1、滚筒 2、刹车盘 3、钳架 4、工作钳 5、安全钳 6、过渡板
1、刹车盘
刹车盘按结构形式可分为：
水冷式 风冷式 实心刹车盘
应定期检查每一刹车盘的厚度。刹车
盘单边的允许磨损量为5mm，因此盘厚为
66mm时，必须更换新盘。如果磨损不均
匀，应选磨损最严重处进行测量。
3.2毫米。
盘式辅助刹车（伊顿刹车）
结构：由弹簧、密封件、活塞、压力
盘、气缸、螺栓、安装法兰、动摩擦盘、 静摩擦盘和夹管等组成。
工作原理：通入压缩空气，活塞推动
压紧盘组件移动并压紧动摩擦盘；扭矩从 螺栓传递到安装法兰，气动压紧。关闭气
源，复位弹簧协助活塞、压紧盘组件脱开
和回位。摩擦产生的热量由流过铜合金静
撞而动作，使气路接通。
过卷／防碰保护操作分常供气、常断气两
种情况： ● 常供气，即正常工作时，气控换向阀 控制端通气源，这时，由过卷阀输出的气信号 控制气控换向气阀换向，切断气源，实现紧急
制动。
● 常断气，即正常工作时，气控换向阀 不通气，过卷阀输出的气信号直接控制气控换 向阀换向，实现紧急制动。
注意：解除紧急制动时，必须先将刹
把拉至“刹”位，再拔出紧急制动按钮，
才能解除紧急制动。否则，将出现钻具自
由下降，可能会造成财产损坏、人身伤害
甚至死亡！
5、过卷／防碰保护
当大钩提升重物上升到某位置，由于
操作失误或其它原因，应该工作制动而未
实施制动时，天车附近处安装的气动行程
阀（或绞车上安装的防碰阀）由于外力碰
的液压管线必须连接正 确。
2)安装前要注意所