ZJ50LDB钻机气路控制系统的改造

ZJ50LDB钻机气路控制系统的改造

摘要:ZJ50LDB钻机在钻井行业中的应用是越来越广泛,其中进排气慢离合器摩擦片的更换率和施工的不安全度也随之增加。本文主要介绍了此类钻机的工作原理和缺点,提出了上述情况的解决方法,阐述了ZJ50LDB钻机在应用中进排气慢的具体改造措施。

关键词:ZJ50LDB钻机离合器电控

ZJ50LDB钻机是近年来研发并生产的一种复合式驱动钻机,主要用于油田中深井的勘探和开发,ZJ50LDB钻机的传动采用链条传动与电传动联合驱动方式,即动力通过传动链条箱分别把动力输出到绞车和钻井泵,转盘通过电机采用独立驱动的传动方式。由于司钻操作台在司钻房内并置于钻台面,使得控制绞车滚筒高、低速离合器及钻井泵的气路管线较长,当司钻操作气路手柄时,造成绞车各离合器的进气和放气存在严重滞后,离合器不能及时的抱合和分离。针对这一问题,我个人有一套对气路控制系统的改造方案,即将气路的直接控制改为气—电—气的控制系统,彻底解决了离合器进、排气严重滞后的难题,极大的消除了不安全隐患。

1 现有气控系统

1.1 工作原理

(1)当钻机滚筒高、低速气控阀打到低速位置时,低速气控阀打开,

控制气沿低速控制管线至低速继气器,低速继气器打开,主气经低速继气器到低速离合器,低速离合器迅速充气而抱合;当滚筒高、低速气控阀打到空位时,低速气控阀关闭控制气,低速继气器因失去控制气而闭合,主气被截止,低速离合器经快速放气阀迅速放气而分离。

(2)当钻机滚筒高、低速气控阀打到高速位置时,高速气控阀打开,控制气沿高速控制管线至高速继气器,高速继气器打开,主气经高速继气器到高速离合器,高速离合器迅速充气而抱合;当滚筒高、低速气控阀打到空位时,高速气控阀关闭控制气,高速继气器因失去控制气而闭合,主气被截止,高速离合器经快速放气阀迅速放气而分离。

(3)钻机的换挡和泥浆泵的控制也是同理。

1.2 缺点

(1)这种复合式驱动钻机,绞车采用低位安装,布置在下底座后侧,而司钻控制房固定在钻台上,钻台整体高度为9m,绞车滚筒高低速采用气控,由于控制气路较长(20m左右),当司钻操纵气路控制手柄时,继气器不能迅速打开或关闭,从而导致离合器的进、排气严重滞后,使得离合器同摩擦毂抱合和分离时间延长,加剧摩擦片、摩擦毂的磨损,大大缩短其使用寿命。

(2)由于现场的气控元件工作的介质为压缩空气,受压缩空气处理装置的限制,压缩空气中含有微量的水,易造成继气器和放气阀的元件损坏,尤其在冬季施工中水分容易结冰,造成控制气路不畅,甚至堵塞

气路,且较长的管线不利于冬防保温,存在很大的不安全隐患。

(3)钻机过多的控制阀也增加了设备的隐患点。如钻机的高速气控阀卡死不能及时放气,就会发生顶天车事故,若此时搬动液压式刹车手柄刹车易造成严重的机械事故。

2 改造后的电控系统

2.1 工作原理

(1)当司钻房气路控制开关动作时,气源通过一个两位两通气压开关的干接点将直流24V的电信号由一多芯控制电缆(芯数根据实际情况)传递给安装在钻机旁的集控箱里的24V常闭电磁阀,此时电磁阀动作打开,将主气源迅速的传递给离合器实现最终控制(如图1)。

当要停止控制时,电磁阀失电闭合,快速放气阀放气,离合器停止工作。同时安装在司钻房内的24V继电器控制工作指示灯的点亮和熄灭给操作人员以提示。

2.2 特点

(1)适用于钻机高低速、泥浆泵、应急电机等离合器以及钻机换挡的有效控制。

(2)彻底改变传统的气控结构,实现气控电、电控气的转换,灵敏可

靠,安装方便,只需将一根多芯电缆以防爆快速插头的形式连接于司控房和钻机旁的集控箱即可,少去了十几根气管线的连接。维修保养方便;结构简单,制造成本低;操作简单;采用DC24电压,防爆、安全性能好。缩短了离合器抱合、分离的时间,减少了摩擦片、摩擦毂的机械磨损,提高摩擦片、摩擦毂的使用寿命。

3 现场应用

现我公司已有五台钻机运用了这项技术,每台钻机年节约资金10万余元,事故发生率为零,我相信这套控制系统的改造将对现有的钻机控制技术是一个很好的提升。