钻机刹车系统及计算
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钻机刹车系统及计算
更换刹带
更换刹带时，先卸下刹带拉簧、托轮和刹带吊 耳，然后将刹带向内移到滚筒上，再往下将其取 出。决不能用猫头绳硬将其拉出，以免造成刹带 失圆。若刹带失圆或新刹带不满足圆度要求时， 应对刹带进行整圆。
刹带整圆方法是：以刹带半圆为半径在钻台上 画圆，将卸下的刹带与该圆比较，用大锤对刹带 不圆处敲击整圆，直到刹带与所画半圆一致为止。 调节或更换刹带后，都应调节刹带上方的拉簧， 以及后面和下面的托轮位置。
第五节 绞车的制动系统
刹车机构包括主刹车和辅助刹车 ❖机械刹车功用与使用要求 ❖带式刹车 ❖盘式刹车 ❖辅助刹车
钻机刹车系统及计算
一 机械刹车的功用
❖下钻、下套管时，刹慢或刹住滚筒，控制 下放速度；
❖悬持钻具； ❖正常钻进时，控制滚筒转动，以调节钻压，
送进钻具。
钻机刹车系统及计算
二 机械刹车使用要求
钻机刹车系统及计算
开式钳
当向钳缸供给压力油时，液压力推动活塞左移动，由于钳缸的浮 式放置，活塞与缸体通过上销分别推动左右钳臂的上端向外运动，减 少了左右下销之间的距离，带动刹车块向内运动，从而将刹车块以一 定的正压力压在旋转中的刹车盘L，在刹车盘与刹车块之间产生摩擦力， 对刹车盘实施制动。可见，开式钳的刹车力来源于液压力，且压力油 的压力越高，刹车力越大。如果进入钳缸压力油的压力等于零，活塞 与缸体通过安装在左右上销端部的回位弹簧向内运动，刹车块向外运 动与刹车盘脱离接触，刹车钳松刹。
钻机刹车系统及计算
单杠杆刹车机构
计算公式如下：
钻机刹车系统及计算
双杠刹车机构
计算公式如下：
钻机刹车系统及计算
带式刹车的优缺点
• 带式刹车的包角可达270°甚至330°，其制动力矩可随包角 的增大而增大，以适应重型绞车的需要；
• 采用双杠杆刹车机构即省力又安全； • 机构紧凑，便于维修。 • 但刹车时滚筒轴受一弯曲力，其值为T，t的向量和； • 只能用于单向制动，因其反向制动力矩要小许多，所以在
钻机刹车系统及计算
刹车块制带两端的拉力
该制带任意一块制动力矩为：
钻机刹车系统及计算
刹车块刹带两端的拉力
全部刹车块形成的制动力矩为：
钻机刹车系统及计算
刹车块刹带两端的拉力
摩擦制动力：
在作近似计算时，也可用 以下修正的欧拉公式：
钻机刹车系统及计算
刹车杠杆的工作分析
刹车杠杆指刹把、曲拐轴、曲拐连杆等组 成的机构，其作用是将刹把上的操作力放 大若干倍，以满足刹住重载时刹带活端总 拉力t的需要。可将杠杆力放大的倍数叫做 杠杆的增力倍数。杠杆可分为单杠杆和双 杠杆两种。
钻机刹车系统及计算
刹把调节
在钻井过程中随着刹车块磨损量的增加，刹把终刹位置逐渐降低， 当刹把终刹位置与钻台面夹角小于30°时，操作不便，因此，必须对 刹带进行调节。调节时，先用平衡梁上的专用扳手松开锁紧螺母，调 节拉杆的长度，直到刹紧刹车鼓时，刹把与钻台面的夹角为45°时为 止，然后拧紧锁紧螺母。
盘式近年来也有较大发展。
钻机刹车系统及计算
二 带式刹车组成及工作原理
如图为单杠杆刹车机构示意图。该刹车机构由以下部分组成： • 控制部分（刹把4、气动控制8） • 传动部分（传动杠杆或刹车曲轴3 ） • 制动部分（刹带1，刹车鼓2） • 辅助部分（平衡梁6和调整螺钉7)
钻机刹车系统及计算
刹车带
两根刹车带完全相同，一般为6mm厚的圆形钢带。钢 带的两端分别铆接活端吊耳，钢带的内壁衬有石棉改性树 脂材料压制而成的刹车块，刹车块用沉头铜螺钉固定再钢 带上。一般沉头螺钉沉头深度为16mm，所以，当刹车块 磨损16mm必须更换。
钻机刹车系统及计算
钳架
钳架是一个弯梁，工作钳及安全钳均安装在其上。通常 配备两个钳架，钳架上下端通过螺栓分别固定在绞车横梁 和绞车底座上，位于滚筒两侧的前方。
钻机刹车系统及计算
刹车钳
刹车钳由浮式杠杆开式钳（常开钳）和浮式杠杆闭式 钳（常闭钳）组成。
常开钳是工作钳，用于控制钻压、各种情况下刹车。 常闭钳用于悬持情况下的驻刹。
钻机刹车系统及计算
刹车装置总成
由钳架、刹车盘、刹车钳等组成。刹车盘通过滚筒轮 缘与滚筒组装成一体，刹车钳安装在钳架上，它是盘式刹 车实现刹车的主要部件。
刹车盘是直径为1500-1650mm，厚为65-75mm带有 冷却水道的圆环，其内径与滚筒轮缘配合，装配成．体。 刹车盘环形侧表面与刹车钳上的刹车块构成摩擦副，实现 绞车的刹车，
• 安全可靠 刹车不可靠而发生重大溜钻事故，造成设备
损失、井下事故，甚至危及工人的人身安全。 • 灵活省力
刹车不灵活，会加重司钻的体力劳动，且不 能及时准确控制升降系统工作。 • 寿命长 减少辅助生产时间，节省成本。
钻机刹车系统及计算
刹车的分类
刹车按作用原理可分为： • 带式 • 块式 • 盘式 石油矿场主要用带式，随着液压技术的发展，
钻机刹车系统及计算
刹车盘
刹车盘按结构形式分为水冷式、风冷式和实心刹车盘三 种。水冷式刹车盘内部设有水冷通道，在刹车盘内径处设 有进、出水口；外径处设有放水口，用来放尽通道内的水， 以防止寒冷气候时刹车盘冻裂；正常工作时，放水口用螺 塞封住。风冷式刹车盘内部有自然通风道，靠自然通风道 和表面散热。实心刹车盘靠表面散热，主要用于修井机和 小型钻机。
钻机方案设计时，要注意滚筒的旋转方向； • 活动端和固定端的刹车块磨损不均匀。
钻机刹车系统及计算
盘式刹车
1985年美国一些 公司首先将盘式刹 车应用于钻机主绞 车，1995年我国开 始在钻机绞车主刹 车使用液压盘式刹 车，并得到越来越 广泛的应用。
钻机刹车系统及计算
盘式刹车
盘式刹车典型结构，主要由以下部分组成： • 刹车盘5 • 刹车液压缸1 • 刹车钳（开式：安全钳，闭式：工作钳） • 钳架4 • 液压控制系统 • 控制系统
滚筒轴承座的润滑点也分别分布在左、右孔板上，由直 径10mm的紫铜管连接至轴座上。
钻机刹车系统及计算
刹带两端的Βιβλιοθήκη Baidu力
轻便钻机连续石棉制软带的拉力由欧拉公式： 刹带对轮鼓造成的制动力
钻机刹车系统及计算
连续石棉软制带刹车两端 的拉力 设Rb为刹车鼓半径，则制动力矩为：
根据具体钻机起升系统及下钻钩载可 计算出所需最大制动力Fbmax，从而可 计算出刹带两端的拉力t，T。
钻机刹车系统及计算
更换换刹车块
当刹车块磨损量达到其厚度的一半时，就 要更换刹车块。更换时，最好单边交叉更 换，以免由于新刹车块贴合度差刹不住车。
钻机刹车系统及计算
刹车机构的润滑
刹车机构上除平衡梁上支座上的润滑点外，其余所有润 滑点均集中在平衡梁下面左、右两块润滑孔板上，用锂基 润滑脂对各润滑点每天注油1次。刹车机构的各销轴铰接 处及平衡梁两端的球面支座处应经常浇30号机械油润滑。
更换刹带
更换刹带时，先卸下刹带拉簧、托轮和刹带吊 耳，然后将刹带向内移到滚筒上，再往下将其取 出。决不能用猫头绳硬将其拉出，以免造成刹带 失圆。若刹带失圆或新刹带不满足圆度要求时， 应对刹带进行整圆。
刹带整圆方法是：以刹带半圆为半径在钻台上 画圆，将卸下的刹带与该圆比较，用大锤对刹带 不圆处敲击整圆，直到刹带与所画半圆一致为止。 调节或更换刹带后，都应调节刹带上方的拉簧， 以及后面和下面的托轮位置。
第五节 绞车的制动系统
刹车机构包括主刹车和辅助刹车 ❖机械刹车功用与使用要求 ❖带式刹车 ❖盘式刹车 ❖辅助刹车
钻机刹车系统及计算
一 机械刹车的功用
❖下钻、下套管时，刹慢或刹住滚筒，控制 下放速度；
❖悬持钻具； ❖正常钻进时，控制滚筒转动，以调节钻压，
送进钻具。
钻机刹车系统及计算
二 机械刹车使用要求
钻机刹车系统及计算
开式钳
当向钳缸供给压力油时，液压力推动活塞左移动，由于钳缸的浮 式放置，活塞与缸体通过上销分别推动左右钳臂的上端向外运动，减 少了左右下销之间的距离，带动刹车块向内运动，从而将刹车块以一 定的正压力压在旋转中的刹车盘L，在刹车盘与刹车块之间产生摩擦力， 对刹车盘实施制动。可见，开式钳的刹车力来源于液压力，且压力油 的压力越高，刹车力越大。如果进入钳缸压力油的压力等于零，活塞 与缸体通过安装在左右上销端部的回位弹簧向内运动，刹车块向外运 动与刹车盘脱离接触，刹车钳松刹。
钻机刹车系统及计算
单杠杆刹车机构
计算公式如下：
钻机刹车系统及计算
双杠刹车机构
计算公式如下：
钻机刹车系统及计算
带式刹车的优缺点
• 带式刹车的包角可达270°甚至330°，其制动力矩可随包角 的增大而增大，以适应重型绞车的需要；
• 采用双杠杆刹车机构即省力又安全； • 机构紧凑，便于维修。 • 但刹车时滚筒轴受一弯曲力，其值为T，t的向量和； • 只能用于单向制动，因其反向制动力矩要小许多，所以在
钻机刹车系统及计算
刹车块制带两端的拉力
该制带任意一块制动力矩为：
钻机刹车系统及计算
刹车块刹带两端的拉力
全部刹车块形成的制动力矩为：
钻机刹车系统及计算
刹车块刹带两端的拉力
摩擦制动力：
在作近似计算时，也可用 以下修正的欧拉公式：
钻机刹车系统及计算
刹车杠杆的工作分析
刹车杠杆指刹把、曲拐轴、曲拐连杆等组 成的机构，其作用是将刹把上的操作力放 大若干倍，以满足刹住重载时刹带活端总 拉力t的需要。可将杠杆力放大的倍数叫做 杠杆的增力倍数。杠杆可分为单杠杆和双 杠杆两种。
钻机刹车系统及计算
刹把调节
在钻井过程中随着刹车块磨损量的增加，刹把终刹位置逐渐降低， 当刹把终刹位置与钻台面夹角小于30°时，操作不便，因此，必须对 刹带进行调节。调节时，先用平衡梁上的专用扳手松开锁紧螺母，调 节拉杆的长度，直到刹紧刹车鼓时，刹把与钻台面的夹角为45°时为 止，然后拧紧锁紧螺母。
盘式近年来也有较大发展。
钻机刹车系统及计算
二 带式刹车组成及工作原理
如图为单杠杆刹车机构示意图。该刹车机构由以下部分组成： • 控制部分（刹把4、气动控制8） • 传动部分（传动杠杆或刹车曲轴3 ） • 制动部分（刹带1，刹车鼓2） • 辅助部分（平衡梁6和调整螺钉7)
钻机刹车系统及计算
刹车带
两根刹车带完全相同，一般为6mm厚的圆形钢带。钢 带的两端分别铆接活端吊耳，钢带的内壁衬有石棉改性树 脂材料压制而成的刹车块，刹车块用沉头铜螺钉固定再钢 带上。一般沉头螺钉沉头深度为16mm，所以，当刹车块 磨损16mm必须更换。
钻机刹车系统及计算
钳架
钳架是一个弯梁，工作钳及安全钳均安装在其上。通常 配备两个钳架，钳架上下端通过螺栓分别固定在绞车横梁 和绞车底座上，位于滚筒两侧的前方。
钻机刹车系统及计算
刹车钳
刹车钳由浮式杠杆开式钳（常开钳）和浮式杠杆闭式 钳（常闭钳）组成。
常开钳是工作钳，用于控制钻压、各种情况下刹车。 常闭钳用于悬持情况下的驻刹。
钻机刹车系统及计算
刹车装置总成
由钳架、刹车盘、刹车钳等组成。刹车盘通过滚筒轮 缘与滚筒组装成一体，刹车钳安装在钳架上，它是盘式刹 车实现刹车的主要部件。
刹车盘是直径为1500-1650mm，厚为65-75mm带有 冷却水道的圆环，其内径与滚筒轮缘配合，装配成．体。 刹车盘环形侧表面与刹车钳上的刹车块构成摩擦副，实现 绞车的刹车，
• 安全可靠 刹车不可靠而发生重大溜钻事故，造成设备
损失、井下事故，甚至危及工人的人身安全。 • 灵活省力
刹车不灵活，会加重司钻的体力劳动，且不 能及时准确控制升降系统工作。 • 寿命长 减少辅助生产时间，节省成本。
钻机刹车系统及计算
刹车的分类
刹车按作用原理可分为： • 带式 • 块式 • 盘式 石油矿场主要用带式，随着液压技术的发展，
钻机刹车系统及计算
刹车盘
刹车盘按结构形式分为水冷式、风冷式和实心刹车盘三 种。水冷式刹车盘内部设有水冷通道，在刹车盘内径处设 有进、出水口；外径处设有放水口，用来放尽通道内的水， 以防止寒冷气候时刹车盘冻裂；正常工作时，放水口用螺 塞封住。风冷式刹车盘内部有自然通风道，靠自然通风道 和表面散热。实心刹车盘靠表面散热，主要用于修井机和 小型钻机。
钻机方案设计时，要注意滚筒的旋转方向； • 活动端和固定端的刹车块磨损不均匀。
钻机刹车系统及计算
盘式刹车
1985年美国一些 公司首先将盘式刹 车应用于钻机主绞 车，1995年我国开 始在钻机绞车主刹 车使用液压盘式刹 车，并得到越来越 广泛的应用。
钻机刹车系统及计算
盘式刹车
盘式刹车典型结构，主要由以下部分组成： • 刹车盘5 • 刹车液压缸1 • 刹车钳（开式：安全钳，闭式：工作钳） • 钳架4 • 液压控制系统 • 控制系统
滚筒轴承座的润滑点也分别分布在左、右孔板上，由直 径10mm的紫铜管连接至轴座上。
钻机刹车系统及计算
刹带两端的Βιβλιοθήκη Baidu力
轻便钻机连续石棉制软带的拉力由欧拉公式： 刹带对轮鼓造成的制动力
钻机刹车系统及计算
连续石棉软制带刹车两端 的拉力 设Rb为刹车鼓半径，则制动力矩为：
根据具体钻机起升系统及下钻钩载可 计算出所需最大制动力Fbmax，从而可 计算出刹带两端的拉力t，T。
钻机刹车系统及计算
更换换刹车块
当刹车块磨损量达到其厚度的一半时，就 要更换刹车块。更换时，最好单边交叉更 换，以免由于新刹车块贴合度差刹不住车。
钻机刹车系统及计算
刹车机构的润滑
刹车机构上除平衡梁上支座上的润滑点外，其余所有润 滑点均集中在平衡梁下面左、右两块润滑孔板上，用锂基 润滑脂对各润滑点每天注油1次。刹车机构的各销轴铰接 处及平衡梁两端的球面支座处应经常浇30号机械油润滑。