钻井绞车盘式刹车液压系统研究_朱小平
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。
石油电动钻机盘刹系统的讨论与研究
石油电动钻机盘刹系统的讨论与研究石油电动钻机是一种重要的石油勘探和开采设备，它在石油行业中发挥着至关重要的作用。
在石油勘探和开采过程中，需要使用电动钻机对地下石油资源进行钻探，而盘刹系统作为电动钻机的重要组成部分，对电动钻机的安全和性能起着至关重要的作用。
本文将对石油电动钻机的盘刹系统进行讨论与研究，以期为电动钻机的性能提升和安全保障提供参考。
1. 盘刹系统的作用盘刹系统是电动钻机的重要部件，它主要通过制动盘和刹车盘之间的摩擦来实现对钻机的制动。
在电动钻机的工作过程中，盘刹系统能够在钻进过程中对电动钻机进行快速制动和停止，从而保障了工作的安全和效率。
在钻机需要移动或重装时，盘刹系统也能够起到固定钻机位置的作用。
石油电动钻机的盘刹系统一般具有以下特点：（1）高温环境下工作，对盘刹系统的稳定性提出了较高的要求。
在石油勘探和开采现场，常常会出现高温环境，盘刹系统需要能够在高温条件下长时间稳定工作。
（2）大扭矩、高速度下工作，对盘刹系统的制动性能和耐磨性提出了挑战。
石油电动钻机在钻进过程中需要进行大扭矩、高速度的作业，盘刹系统需要具有良好的制动性能和耐磨性，以保障电动钻机的安全和稳定工作。
3. 盘刹系统存在的问题与挑战在实际工作中，盘刹系统也存在一些问题和挑战，主要包括：针对盘刹系统存在的问题和挑战，可以从以下几个方面进行改进：（1）材料与工艺的改进。
可以采用耐高温、耐磨损的新材料，改进盘刹系统的制动盘和刹车盘的工艺，以提高盘刹系统在高温、高速条件下的稳定性和耐磨性。
（2）制动系统的优化。
可以对盘刹系统的制动系统进行优化设计，提高其制动性能和响应速度，以确保电动钻机在工作过程中具有更好的制动效果。
（3）智能化技术的应用。
可以引入智能化技术，对盘刹系统进行智能化改造，实现对盘刹系统工作状态的实时监测和智能控制，提高盘刹系统的稳定性和可靠性。
5. 结语石油电动钻机的盘刹系统在石油勘探和开采中起着至关重要的作用，对其稳定性、制动性能和耐磨性提出了较高的要求。
石油钻机绞车3种刹车系统优缺点研究
石油钻机绞车3种刹车系统优缺点研究马志会(中国石油集团渤海石油装备制造有限公司辽河钻采装备分公司,辽宁盘锦124010)摘要：分析石油开采过程中使用的3种主动刹车方式及3种辅助刹车方式的优缺点,提升作业的安全性以及石油开采效率。
关键词：石油钻井；主动刹车；辅助刹车；系统；优缺点中图分类号：TE922文献标识码：B DOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2019.07D.1210引言石油能源是推动社会发展的重要助力，是国家发展的重要资源。
发展石油钻井技术就可以有效提升国家的经济水平，推动国家的经济发展。
绞车是石油钻井机驱动与传动的重要组成部分，绞车性能的优劣决定了石油钻井的工艺与取油质量。
当前石油绞车机使用的制动方式主要分为带式刹车、液压刹车、电机耗能刹车等方式，这些方式用于主动刹车与辅助刹车2个位置。
1石油钻机主动刹车类型以及优缺点分析1.1单杠杆半包围式刹车单杠杆半包围式刹车装置主要由控制部分、传动部分、制动部分以及辅助制动等部分组成。
刹车时，司机操纵刹车把通过调节刹车把的松紧程度转动杠杆夹紧刹车带，使刹车带紧紧抱死刹车环，抑制刹车环的旋转进而实现刹车过程。
整个刹车过程还利用平衡梁调节左右两侧刹车的松紧程度，保证左右两边所受应力相等，保证整个设备所受的应力均匀，不会出现由于应力过大导致设备损坏的情况。
调节螺钉松紧程度的作用是调节刹车环与刹车带之间的间隙，保证刹车带的灵敏度，解决刹车换灵敏度过高或过低的问题。
及时调节间距还可以保证刹车的安全性，环与刹车带之间的距离贴合得越紧密，贴合力就越大，就可以提升整体安全性，降低溜钻发生的风险。
该刹车方式具有结构简单、容易加工、维护成本少、没有高精度的元器件的特点，操作人员可以通过钻具的刹车把的受力情况了解到钻井下的工作情况。
这种钻井设备本身具有很大的优势，但在实际应用过程中也同样存在缺点。
由于结构设计的原因，钻进设备及钻井操作人员要长时间暴露在外面，给操作人员带来很大消耗，同时恶劣天气也对钻进设备的刹车带与刹车环中的物质造成很大损耗，容易导致贴合出现问题，长时间使用难以保证溜钻情况不发生。
石油电动钻机盘刹系统的讨论与研究
石油电动钻机盘刹系统的讨论与研究石油电动钻机是钻井作业中常用的设备之一，其盘刹系统在保证钻井安全和操作效率方面起着至关重要的作用。
本文将对石油电动钻机盘刹系统的设计、工作原理和优化进行讨论与研究。
石油电动钻机盘刹系统设计的重要性不言而喻。
一方面，盘刹系统可以确保钻机在工作过程中的安全性，以防止不可预测的事故发生。
盘刹系统的设计还需要考虑到提高钻机工作效率，减少维修和更换零部件的次数。
盘刹系统需要在两方面进行优化：一是提高刹车力矩，以增强钻机制动能力；二是降低摩擦系数，减少刹车片与摩擦盘之间的磨损。
石油电动钻机盘刹系统的工作原理主要是通过刹车片施加一定的压力使得摩擦盘上的摩擦片与之生磨。
刹车片的材料选择非常重要。
常见的刹车片材料有有机材料和金属类材料。
有机材料刹车片具有摩擦系数大、磨损少的优点，但其耐温性能较差，适用于钻机运行温度低于200℃的条件。
金属类材料刹车片则可以适用于高温环境，并具有更好的耐磨性能。
但金属类刹车片摩擦系数较低，需要增大刹车片的尺寸来保证制动力矩。
针对石油电动钻机盘刹系统的优化方案，可以从以下几个方面进行研究。
可以通过改变摩擦片和摩擦盘的材料，以提高刹车系统的热稳定性和耐磨性。
可以通过结构优化，提高盘刹系统的刹车力矩和响应速度。
可以增加刹车片的数量和直径，增大刹车系统的刹车力矩；还可以改变刹车片和摩擦盘之间的接触面积，以改变刹车系统的摩擦特性。
还可以考虑在盘刹系统中添加液体冷却装置，以降低摩擦片和摩擦盘的温度，延长其使用寿命。
石油电动钻机盘刹系统的设计和优化是提高钻机工作效率和安全性的重要手段。
通过改变刹车片和摩擦盘的材料、优化结构和增加冷却装置等方式，可以进一步提高盘刹系统的性能和可靠性，以适应不同工作环境下的需要。
石油电动钻机盘刹系统的讨论与研究
石油电动钻机盘刹系统的讨论与研究石油电动钻机是一种常用的钻井设备，盘刹系统是其重要的安全保障装置之一。
盘刹系统的性能和稳定性对于钻机的正常工作和作业安全至关重要。
本文将对石油电动钻机盘刹系统进行讨论与研究，分析其结构、工作原理、优缺点及改进方向，以期为相关领域的研究提供参考和借鉴。
一、盘刹系统的结构与工作原理1. 结构石油电动钻机盘刹系统一般由制动器、制动鼓、制动片、制动液压缸、制动液压站等组成。
制动器为盘式制动器，通过制动鼓将旋转能量转换为热能，从而实现制动作用。
2. 工作原理当需要停止钻机转动时，通过控制系统发送信号，制动液压站将制动液压缸内的压力油推动制动片，使其与制动鼓紧密接触，从而达到制动作用。
当需要释放制动时，压力油被释放，制动片与制动鼓分离，钻机恢复转动。
二、盘刹系统的优缺点1. 优点（1）制动效果好：盘式制动器可以在较短的时间内将钻机制动停止，保证了作业的安全性。
（2）稳定性强：盘刹系统的结构简单，稳定性较强，在恶劣工况下也能保持良好的制动效果。
2. 缺点（1）制动片磨损快：制动片与制动鼓摩擦会导致制动片磨损，需要定期更换，增加了维护成本。
（2）制动液压系统复杂：制动液压系统涉及到多个部件，故障率较高，需要加强维护和检修。
三、盘刹系统的改进方向1. 结构方面可以研发高性能的制动片材料，提高其耐磨损性能，延长更换周期，降低维护成本。
优化制动鼓的工艺，提高其耐磨性，延长使用寿命。
2. 技术方面可以引入智能控制技术，提高盘刹系统的响应速度和稳定性，减少对制动液压系统的依赖，降低故障率，提高整机的可靠性和安全性。
3. 维护方面加强对盘刹系统的定期维护和检修，建立健全的维护保养制度，提高盘刹系统的使用效率和寿命。
石油电动钻机盘刹系统的讨论与研究
石油电动钻机盘刹系统的讨论与研究随着石化工业的发展，石油电动钻机的使用越来越普遍。
而石油电动钻机盘刹系统作为石油电动钻机的核心部件之一，在保证石油电动钻机安全运转方面起着至关重要的作用。
本文将针对石油电动钻机盘刹系统进行讨论和研究。
石油电动钻机盘刹系统是将动能转化为热能的重要部件。
该系统主要由刹车盘、刹车片、刹车活塞、刹车油管等组成。
当驾驶员踩下刹车踏板时，制动器活塞将液压油压入刹车片内形成摩擦力，使刹车盘停止运动。
该系统的主要作用是控制石油电动钻机的速度和停止，确保石油电动钻机的行驶安全，防止意外事故的发生。
1、刹车盘磨损问题刹车盘是石油电动钻机盘刹系统的核心部件之一。
随着石油电动钻机使用时间的延长，刹车盘将逐渐磨损，会导致刹车效果降低，进而导致石油电动钻机制动距离变长，从而增加意外事故的风险。
2、刹车失灵问题刹车失灵是石油电动钻机盘刹系统最严重的问题之一。
造成刹车失灵的原因主要有两个：一是由于制动器内部元件损坏导致刹车片不能顺利压紧刹车盘，二是由于无法保持刹车系统的压力平衡，使得刹车失去制动效果。
刹车失灵是导致事故的最主要原因之一，其必须得到严格的防范控制和技术保障。
刹车过度磨损是石油电动钻机盘刹系统的常见问题之一。
当石油电动钻机的行驶速度过快，然后突然使用刹车时，刹车片会与刹车盘产生严重的摩擦，容易导致刹车片的过度磨损。
这种情况下，建议加装制动盘加热器，使制动盘温度升高，减少刹车片磨损，提高制动效率。
为解决石油电动钻机盘刹系统存在的问题，我们可以从以下几个方面进行解决：1、定期检查和保养定期检查和保养是保持石油电动钻机盘刹系统正常运转的基础。
检查和保养包括：检查刹车盘磨损情况，检查刹车片磨损情况，检查刹车油路是否堵塞，检查刹车各部位是否损坏。
2、使用优质刹车片刹车片是石油电动钻机盘刹系统中最脆弱的部件之一。
使用优质刹车片可以大大提高刹车片的耐磨性和制动效率。
3、加装制动盘加热器加装制动盘加热器可以在石油电动钻机行驶速度较高时，将制动盘温度升高，减少刹车片磨损，提高制动效率。
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。
石油电动钻机盘刹系统的讨论与研究
石油电动钻机盘刹系统的讨论与研究1. 引言1.1 石油电动钻机盘刹系统的讨论与研究现代石油电动钻机在钻井作业中扮演着至关重要的角色，而其盘式刹车系统作为其中的关键组成部分更是发挥着不可或缺的作用。
随着科技的不断进步和钻机技术的不断发展，石油电动钻机盘刹系统逐渐成为了行业的热点研究领域。
本文旨在就石油电动钻机盘刹系统展开深入探讨与研究，探讨其原理、结构、工作原理、优势与应用，以及未来发展趋势和挑战。
盘式刹车系统相比传统钻机刹车系统具有更高的刹车效率和更快的响应速度，能够更好地保障钻机的安全性和稳定性。
石油电动钻机盘刹系统的结构复杂且精密，其工作原理涉及到摩擦力和传动装置等多个方面，需要进行深入的研究和讨论。
在钻机工作中，盘刹系统不仅可以提高工作效率，还可以减少人员事故和设备损坏，具有重要的应用意义。
在未来，随着石油电动钻机行业的不断发展，盘刹系统也将迎来更广阔的应用场景和更多的发展机遇。
通过对石油电动钻机盘刹系统的深入研究和探讨，有望为该领域的发展指明方向并促进其技术进步。
2. 正文2.1 盘式刹车系统的原理与传统钻机刹车系统的比较盘式刹车系统是一种常见的制动系统，它的工作原理是通过摩擦力将车轮或机械设备的运动减缓或停止。
盘式刹车系统由制动盘、制动钳和制动片组成，当驾驶员踩下制动踏板时，制动钳会夹住制动盘，制动片与制动盘之间的摩擦会使车轮或机械设备减速或停止。
1. 制动效果更加稳定：盘式刹车系统的制动片与制动盘之间的接触面积大，摩擦力更强，制动效果更加稳定可靠。
2. 制动力矩更大：盘式刹车系统制动时可以产生更大的制动力矩，使机械设备更快速地停止。
3. 散热性能更好：盘式刹车系统的制动盘通风散热性能更好，制动过程中不易产生过热现象，可以减少制动片的磨损并延长使用寿命。
4. 维护更加方便：盘式刹车系统的制动片更容易更换，维护更加方便快捷。
随着技术的不断发展和进步，盘式刹车系统在钻机领域的应用越来越广泛，成为了石油电动钻机盘刹系统的主流选择之一。
石油钻机液压盘式刹车自动送钻装置研制的开题报告
石油钻机液压盘式刹车自动送钻装置研制的开题报告一、选题背景石油钻机的液压盘式刹车是钻井过程中关键的安全保障设备。
目前，传统的液压盘式刹车控制方式主要是手动控制，需要钻工人员不断地调整和操作，效率低下，安全性也存在一定的风险。
因此，为了提高钻井过程中的安全性和钻井效率，需要研发一种自动化控制液压盘式刹车的装置。
二、研究内容本研究将设计一套石油钻机液压盘式刹车自动送钻装置，并完成以下内容：1. 设计液压盘式刹车自动控制系统，包括传感器、控制器、执行机构等模块。
2. 研究液压盘式刹车的各项性能参数，如刹车力、刹车时间等，优化刹车控制策略。
3. 设计自动送钻装置，利用液压、电气等原理控制钻杆的升降，实现自动送钻。
4. 进行系统的性能测试和安全性试验，保证该装置安全可靠、操作简便。
三、研究意义石油钻机液压盘式刹车自动送钻装置的研发，可以使钻井作业更加安全高效。
一方面，自动控制系统可以对液压盘式刹车进行实时控制，提高刹车效率，降低作业风险；另一方面，自动送钻装置可以减轻钻工人员的工作强度，同时也提高了钻井作业效率，降低了作业成本。
四、预期成果经过研究，本文预期取得以下成果：1. 设计出石油钻机液压盘式刹车自动送钻装置，实现自动化控制和自动送钻。
2. 确定液压盘式刹车的优化控制策略，提高刹车效率。
3. 安全性试验和性能测试证明该装置具有安全可靠、操作简便等优点，提高石油钻机的作业效率。
五、研究方法1. 研究液压盘式刹车的控制原理与工作性能参数。
2. 设计并实现液压盘式刹车的自动控制系统，包括传感器、控制器、执行机构等模块。
3. 设计自动送钻装置，实现自动化控制。
4. 进行安全性试验和性能测试，分析与优化研究结果。
六、论文结构本研究报告预计包含以下结构：第一章绪论第二章相关技术理论及方法第三章设计液压盘式刹车自动控制系统第四章研究自动送钻装置第五章系统的性能测试和安全性试验第六章结论与展望七、研究进度安排本研究计划在10个月内完成，进度安排如下：第一阶段：3个月，研究与设计液压盘式刹车的自动控制系统。
钻井绞车液压刹车控制系统改造
钻井绞车液压刹车控制系统改造目前钻井平台使用的某公司UDBE型钻井绞车液压刹车为气-液共同控制，由于气源的不稳定性，导致控制系统故障，直接影响刹车的的可靠性。
改造钻井绞车刹车控制系统，由系统自給的压力油源替代气源，提高了刹车的可靠性。
标签：钻井绞车；液压控制系统；改造Abstract：At present，the hydraulic brake of UDBE type drilling winch used in the drilling platform is controlled jointly by gas-liquid. Because of the instability of gas source，the failure of the control system will directly affect the reliability of the brake. The brake control system of drilling winch was reformed to replace the gas source by the self-contained pressure oil source of the system，and the reliability of the brake was improved.Keywords：drilling winch；hydraulic control system；renovation1 改造原因目前我公司部分钻井平台使用的是某公司生产的UDBE型钻井绞车，选配EPL-872型液压盘式刹车。
该型号绞车同时配备有应急牙嵌离合器，便于在绞车高、低速离合器失效的情况下使用应急使用。
在固井或其他特殊作业时，或者在寒冷的冬季，主气源由于凝水结冰、气压波动、过低和失压的情况下，将直接导致刹车应急钳保护性动作，致使钻井绞车功能受限，应急牙嵌离合器不能正常投入工作，产生停产或其他意外次生事故。
石油钻机绞车三种刹车系统的优缺点研究
82如今我国石油钻探技术发展逐步完善，相关技术应用内容为石油钻探施工的安全进行提供了切实保障，尤其是石油钻机绞车的刹车系统应用，使石油钻机绞车使用可控性及操控效益进一步提高，为油田钻探的顺利进行奠定坚实基础。
1 石油钻机绞车刹车系统应用石油钻机绞车刹车系统是石油钻机的重要构件，主要用于起重、停滞及大钩载荷下放速度控制等相关方面，对提高石油钻机应用安全性及实际有效性具有重要意义。
如在实际操作使用方面，由于石油钻机绞车刹车系统选择适应性不佳，导致刹车系统出现故障及停摆问题，则易使其产生严重的钻机安全事故，在危及作业人员生命安全的同时，也易造成较大的经济损失，所以在石油钻机绞车刹车系统的选用方面，要根据不同的刹车系统种类结合实际的石油钻机使用环境，选择最适宜的刹车系统，以便确保石油钻机绞车刹车能够达到最佳效果，以此进一步降低安全事故率及设备故障率，使各项油井作业处理工作均可按照区域规定在规定周期内顺利完成。
2 石油钻机绞车刹车系统种类使用钻机绞车刹车系统应用需要参考多方面的地理环境及设备配置数据，从而选择最优的刹车系统应用方案。
现阶段使用较为广泛的石油钻机绞车刹车系统主要有带式刹车、液压盘式刹车及气控刹车。
不同的刹车系统优势各异，相关的技术应用特点也略有不同，需在石油钻机使用前，做好技术应用试验，以此根据刹车系统应用分析试验结果，择优选择石油钻机绞车刹车系统。
2.1 带式刹车带式刹车在使用钻机绞车刹车应用方面相对较早，且较为广泛，早期阶段由于相关尖端油田探测及地质探测设备技术应用条件有限，无法有效对油田钻探环境及周边数据进行有效分析，继而需要选择技术控制难度较低，设备应用成本相对合理的刹车系统进行石油钻机应用。
带式刹车便在此技术应用环境下应运而生。
带式刹车基本优势在于成本及技术门槛较低，无复杂的技术操作流程，短期内即可有效掌握技术应用要点，同时便于设备的管理与维护。
而带式刹车由于钻动结构强度较低，在操作方面工程量较大，且具备一定的技术应用危险性，对于大钩载荷下放速度控制有一定的参数波动，所以在现阶段的石油钻机绞车刹车系统应用方面，逐步被新兴刹车技术所取代，仅在部分地区的小型油田作业方面有所使用。
石油电动钻机盘刹系统的讨论与研究
石油电动钻机盘刹系统的讨论与研究【摘要】石油电动钻机盘刹系统作为钻机的重要组成部分，在钻井作业中发挥着关键作用。
本文围绕盘刹系统展开讨论与研究，首先介绍了盘刹系统的工作原理，然后深入解析了其结构组成和性能参数，并探讨了故障排查与处理的方法。
针对盘刹系统存在的问题，对其进行了改进与优化，提升了其性能。
强调了石油电动钻机盘刹系统的重要性，指出其在未来发展中的潜力和趋势。
通过对盘刹系统的细致研究和探讨，有助于提高钻机的整体性能和安全性，推动石油钻井技术的进步与发展。
【关键词】盘刹系统、石油电动钻机、工作原理、结构组成、性能参数分析、故障排查与处理、改进与优化、重要性、发展趋势、展望1. 引言1.1 石油电动钻机盘刹系统的讨论与研究石油电动钻机盘刹系统是钻机的重要组成部分，它在钻探过程中起着关键的作用。
随着钻机技术的不断发展和对性能要求的提高，盘刹系统也面临着更高的要求和挑战。
本文将对石油电动钻机盘刹系统进行深入的讨论与研究，旨在探讨其工作原理、结构组成、性能参数分析、故障排查与处理以及改进与优化等方面。
通过对盘刹系统的工作原理进行详细分析，可以更好地理解其在钻机中的作用以及其与其他部件的协调配合。
对盘刹系统的结构组成进行全面解析，可以为钻机制造商和用户提供更好的使用和维护指导。
性能参数分析将有助于评估盘刹系统的稳定性和可靠性，为钻井作业提供更安全和高效的保障。
对盘刹系统的故障排查与处理的研究，可以帮助钻机维修人员更快速地定位和解决问题，减少停机时间，提高生产效率。
通过对盘刹系统的改进与优化，可以不断提升钻机的性能和可靠性，满足不断变化的市场需求。
石油电动钻机盘刹系统的重要性不言而喻，未来发展趋势也将更加注重对技术创新和性能提升的追求。
通过本文的研究与讨论，有望为石油电动钻机盘刹系统的发展提供有益的参考和借鉴。
2. 正文2.1 盘刹系统的工作原理盘刹系统的工作原理是通过将刹车踏板的力转换为压力，通过液压传动装置将这部分压力传递到刹车盘上，使刹车盘与刹车垫之间产生摩擦力从而实现刹车效果。
石油电动钻机盘刹系统的讨论与研究
石油电动钻机盘刹系统的讨论与研究石油电动钻机作为石油勘探、开采领域中重要的设备之一，常常需要进行高强度的工作，其安全性和可靠性是至关重要的。
盘刹系统作为电动钻机的一部分，也是确保工作安全的重要组成部分之一。
本文将对石油电动钻机盘刹系统进行讨论与研究。
盘刹系统是电动钻机上用来控制旋转平台（钻井平台）停止或减速的系统，如图1所示。
盘刹系统一般由制动器、操作杆、连接轴、减速器等部件组成。
制动器是盘刹系统的核心部件，由制动盘、摩擦块、弹簧等构成。
作用原理：制动器通过弹簧的张力将制动盘与电动钻机主轴紧密贴合，使制动盘和主轴满负荷接触，从而起到制动和缓速的作用。
当需要旋转平台停止或减速时，通过扳动操作杆由电磁铁将制动器脱开，使制动盘脱离钻机主轴，从而实现停止或减速的目的。
图1 盘刹系统结构示意图盘刹系统的工作原理决定了其具有如下特点：1. 快速刹车：盘刹系统具有快速刹车的特点，当需要停止旋转平台时，可以迅速地通过扳动操作杆实现停止，从而保证了作业安全和效率。
2. 稳定性好：盘刹系统制动器的制动盘和主轴满负荷接触，可保证制动器的稳定性，有效降低了钻井机械的负载和震动，从而延长了设备的使用寿命。
3. 安全性高：盘刹系统的制动器是通过弹簧的张力保持紧密贴合的，一旦出现故障或者操作不当，可以及时停车，保证了设备和人员的安全。
需要注意的是，盘刹系统的使用中需要严格按照规定操作，避免在使用过程中随意调整或操作。
此外，盘刹系统在长时间使用后需要及时检查和维护，特别是对于制动器的制动盘、摩擦块等易磨损部件需要定期更换或维修，保证盘刹系统的正常工作。
综上所述，盘刹系统是石油电动钻机的关键部件之一，其快速刹车、稳定性好、安全性高等特点，保证了设备和人员的安全和高效率作业。
盘刹系统的规范使用和定期检查维护，有利于延长电动钻机的使用寿命，提升生产效益。
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。
石油电动钻机盘刹系统的讨论与研究
石油电动钻机盘刹系统的讨论与研究随着石油钻井海外市场的进一步拓宽，钻井工艺的多样化发展，甲方在施工过程中对钻井设备提出了更多更高的要求，然而在实际生产过程中，经常出现因为刹车失灵或者故障，造成设备损失、生产延误、甚至人身伤害等问题。
因此，对石油电动钻机盘刹系统展开讨论和研究，为操作人员提供一定的帮助和支持势在必行。
标签：盘刹系统；结构；原理；操作流程；故障问题盘刹系统有自动刹车和手动刹车两种，自动刹车是指在系统在出现问题或者故障的时候，一种系统预先设定好的保护功能或者手段，目的在于当司钻（钻机操作人员）没有及时发现问题或者失误操作情况下，及时对起放过程中的悬吊系统进行刹车制动，避免更大的问题或伤亡事故的发生。
手动刹车是指司钻正常作业过程中，人为的对悬吊系统进行控制，进行减速或者刹车制动。
1 盘刹系统的结构组成刹车系统主要有司钻房内的控制部分、盘刹液压站的动力操作部分、在滚筒轴上的刹车执行机构三个部分。
司钻房内的控制部分有电子刹车手柄、驻车制动旋钮、滚筒编码器、电子防碰装置、电子防碰电磁阀等；盘刹液压站部分由箱体、油箱组件、控制块总成、泵电机组、电控箱等组成，它有双回路液压站和单回路液压站机构形式；刹车系统执行部分是由刹车钳、钳架、刹车盘三部分组成，其中刹车钳又分常开工作钳和常闭安全钳两种。
2 盘刹系统的主要电控原理（1）手动控制刹车。
司钻通过拉动电子刹把手柄，改变电子刹把内线圈电阻值，通过改变电子比例放大电路板内输出电流信号，改变盘刹液压站内电磁比例阀的内芯开度大小，调整出油量大小，进而调整继动阀，使油通过液控换向阀泵入工作钳，实现对刹车盘的刹车力度的控制，此类控制可根据工作钳压力表进行观察，在实际生产中还得观察滚筒处是否能刹住停稳。
驻车制动旋钮是通过扭动两位开关，实现继电器控制驻车制动阀，进而控制安全钳的打开和闭合。
根据工作钳和安全钳的工作结构和原理的不同，工作钳是常开式工作型制动钳，分左右独立动作，油路一路失效不会影响另一路工作。
石油钻机盘式刹车系统优化的理论探讨
＊ 收稿 日期 ：０ ９ｌ一７ ２０ 一 ｌ１
第一作者简 介： 赵鸽 （９ ０） 男 （ １８ 一 ， 汉族） 河南洛阳市人 ， ， 助理工程师 ， 现从事石油钻井机械维护技术工作 。
７ ４
西部探 矿工 程 动 ， 图 ４所示 。 如
２１ ００年第 ９期
分别 作为 主液压泵 ２和备用 液压泵 ２， 主液压 泵 由电动 机驱 动 ， 备用 液压泵 由气 马达 ６ 动 。当停 电或主液 压 带 泵出现故障时， 按下按钮阀 ７ 备用液压泵 ２就可代替 ，
刹 车 系统进 行 优化 设计 的理论探 讨 。 关键 词 ： 盘式 刹 车 ； 自动 送 钻 ； 能优 化探 讨 性
中图分类 号 ： Ｅ ４ 文献标 识码 ： 文章 编 号 ：Ｏ ４ ５ １ （Ｏ ０ Ｏ 一 Ｏ ７ 一 Ｏ Ｔ ２ Ａ ｌ０— ７ ６２ １ ）９ Ｏ ３ ５
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 、 放 、 止 及 控 制 大 钩 下 停 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 ， 者 会 引 起 轻 停钻 ， 造成 经 济损 失 ， 者会 造 成顿 钻 、 重 溜钻 现 象 ， 至 甚 造 成设备 砸 转 盘 现 象 和 重 大 设 备 事 故 或 人 身 事 故 ［ 。 １ ］ 因此 ， 研究 钻井 绞 车 的刹 车 系 统 ， 证 石 油 钻 机 能 够 正 保
常、 安全 地工 作 ， 非 常重要 的 。 是 主要 阐述 了盘 式刹 车 的发展 状况 ， 理论 上将 带 式 从
图 １ 带 式受力
刹 车和盘 式刹 车进 行 比较 ， 细 地分 析 盘式刹 车 的控 制 详 原理 ， 绍 了基 于 盘式 刹 车 的 自动 送 钻 系统 ， 对 盘 式 介 并 刹车 系统 进行 优化 设计 的理 论探 讨 。
钻机液压盘式刹车系统研究与维护策略
钻机液压盘式刹车系统研究与维护策略
蔺宝军
【期刊名称】《石油石化物资采购》
【年(卷),期】2022()22
【摘要】石油开采工作大面积开展的过程中,促使液压盘式刹车的使用逐渐广泛,其在工作进行时,内部动力来源便是配套使用的液压站。
现实工作内部,人员要保障液压盘式刹车在使用中具备充足的稳定性、可靠性。
为此相应技术员要对内部开展细致的研究。
基于此,重点分析了液压盘式刹车的功能,同时细致阐述了相应的刹车液压站、蓄能器操作原理、维护策略、调试要点、方案优化,供参考。
【总页数】3页(P90-92)
【作者】蔺宝军
【作者单位】中国石油集团川庆钻探工程有限公司国际工程公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD5
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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。