钻机盘式刹车制动力矩特性的理论研究

钻机绞车刹车系统的制动特性是合理设计和使用刹车装置的理论基础。从分析盘式刹车制动力矩与制动钳缸油压的关系、制动钳缸油压与司钻操作手柄转角的关系入手，分析了影响盘式刹车制动力矩的因素，推导出它们之间的函数关系。研究表明，盘式刹车制动时，制动力矩随时间的变化规律与盘式刹车本身的结构和几何尺寸、司钻的操作方式及司钻阀凸轮半径的分布规律有关。紧急制动时，可认为制动力矩是阶跃变化。     

钻机盘式刹车系统钻进特性分析

从分析刹车系统在钻进作业中的作用入手 ,研究了以盘式刹车为主刹车的钻机刹车系统的钻进工作特性。叙述了盘式刹车单独实施钻进作业 ,以及辅助刹车协助盘式刹车实施钻进作业时 ,司钻阀手柄调节角度与钻压波动的关系 ,并以配备盘式刹车的ZJ3 2钻机为例进行了计算和讨论。指出盘式刹车应具有良好的操作柔性和微调节性能 ,避免溜钻和一刹即“死”现象 ;在经济条件允许的情况下 ,可用电磁涡流刹车辅助盘式刹车实施钻进作业。     

电驱动钻机绞车与盘式刹车互锁控制方案

交流变频钻机配套的盘式刹车系统若没有与钻机的电控系统进行互锁会造成误操作而损坏钻井设备。盘式刹车的操作与过去的带式刹车操作完全不同,司钻有时会误操作,使电气系统的过载保护系统频繁起动,这种情况不仅会损坏设备,同时存在安全隐患。设计了盘式刹车系统与绞车主电机电控系统的互锁控制系统,不但避免了由于误操作对设备造成的损坏,也提高了盘式刹车的安全性和可靠性。     

盘式刹车钻压优化自动送钻微机控制系统的设计与研制

阐述了盘式刹车钻压优化自动送钻微机控制系统的设计思想和研制方法,给出了系统的软硬件设计方法。该系统不但可以适应盘式刹车钻压优化自动送钻的控制,而且还可适应盘式刹车恒钻压自动送钻的控制。试验表明,该系统达到了预期的设计目的,并取得了良好的效果。     

钻机盘式刹车系统优化设计的理论探讨

分析了钻机盘式刹车系统中刹车盘和刹车钳的受力状态,导出了其受力和摩擦面上耗散功率等因素之间的基本关系式。根据能量守恒原理又推导了钻机盘式刹车系统的能量转换表达式。通过进一步分析盘式刹车系统的使用要求和刹车过程中失败的主要形式,提出了刹车盘摩擦表面温度变化的理想曲线和耗散功率变化的理想曲线。建立了钻机盘式刹车系统的优化设计模型,并进行了分析讨论。     

一种钻机智能化天车防碰系统

针对目前钻机天车防碰系统人工设置刹车高度、在固定位置进行报警时干扰司钻正常操作的情况,研制了一种钻机智能化天车防碰系统。该系统是由旋转编码器、控制系统、刹车控制器件、刹车执行机构、绞车等组成的闭环控制系统,能根据设备参数、使用工况及游车运行速度,在最合适的高度进行报警,提醒司钻刹车。系统具有试刹功能,能方便司钻对刹车系统性能进行定期检测,确保刹车系统安全可靠。     

钻机盘式刹车自动送钻微机控制方法的研究

提出一种模型参考自适应控制方法,它已被运用到石油钻机盘式刹车自动送钻微机控制系统的设计与研制中,其计算机仿真试验表明效果良好。采用这种方法可以解决ＰＩＤ调节器参数难以确定的困难。这不仅对促进石油钻机盘式刹车自动送钻微机控制系统的实用化具有重要意义,而且对其他微机控制系统也具有一定的参考价值。     

ZJ20L型钻机新设计方案

ZJ20 L型钻机的新设计方案采用2台810 kW柴油机、液力偶合器、整体链条箱并车的统一驱动方案,配备节能发电机、风冷液压盘式刹车和辅助风冷电磁涡流刹车、自动送钻装置和集中控制司钻操作室、四级泥浆净化系统,模块化设计和HSE理念得到了充分体现,钻机在动力匹配上实现了功率互补,满足了钻井新工艺要求,体现了国内轻型钻机的最新设计水平.     

石油钻机盘式刹车的配置分析

通过对钻机制动工况与盘式刹车特性的讨论,分析了下放及静悬工况下的下放力矩和配备盘式刹车时各刹车力矩的计算方法.以ZJ40型钻机为例,计算了钻机的下放力矩和盘式刹车的制动力矩,供设计制造时参考.     

钻机绞车水冷式刹车盘温度场数值模拟

基于盘式刹车在下钻过程中的制动特性,建立了水冷式刹车盘下钻过程中循环制动的有限元分析模型。利用有限元分析软件,以ZJ70钻机绞车盘式刹车为例,对重载下水冷式刹车盘的温度场进行了数值模拟,得出了刹车盘的温度场分布情况,并分析了刹车盘温度场的各影响因素,得到了不同工况条件下水冷式刹车盘的温度特性。     

石油钻机转盘惯性刹车装置

针对石油钻机转盘采用气胎离合器惯性刹车存在的刹车力矩小、响应速度慢等问题,开发了一种钳盘式惯性刹车装置。该装置主要由连接法兰、刹车盘、刹车钳、支撑架、加力泵、液气管线和比例控制阀等组成。现已生产100多套,其良好的控制、使用性能得到用户的一致肯定。随着研究工作的深入,钳盘式惯性刹车装置将在我国石油钻机上得到更广泛的应用。     

盘式刹车系统设计初探

本文分析了钻机绞车带刹车系统的局限性,阐述了盘式刹车系统的特点和工作原理,刹车盘和刹车钳的结构,以及刹车力矩、热负荷等的计算方法,并对盘式刹车系统的发展前景提出几点看法。     

石油钻机用盘式刹车的安全保护功能

石油钻机用盘式刹车是同时具备常开式和常闭式制动钳的复合制动系统，不但具有多种制动功能，还具有多种安全保护和报警功能。正确地使用盘式刹车装置可使整个钻井设备正常运转，提高钻井效率及钻井质量。     

盘式刹车自动送钻技术

９９６年石油大学（北京）研制的ＰＺＳ—１型盘式刹车自动送钻装置,是恒钻压自动送钻装置,采用ＰＩＤ调节器控制,控制性能良好,但无法直接设置钻压,无法实现手动与自动操作间的无扰切换,可操作性、可靠性和安全性较差。据此,又研制了盘式刹车微机控制自动送钻装置,其特点是用微机代替了ＰＩＤ调节器,并增设了速度负反馈回路,钻压调节、安全监控、无扰切换由微机控制,解决了现场确定ＰＩＤ系数难的问题,自动送钻过程平稳,可防止溜钻和井斜。提出了盘式刹车钻压优化自动送钻的观点,其原理与恒钻压送钻装置基本相同,不同之处是预期钻压参考值随一定的条件变化。恒钻压自动送钻是钻压优化自动送钻的特例     

ZJ40CZ车装钻机的研制

采用液压盘式刹车和顶驱等先进技术而开发设计的ZJ40CZ车装钻机,选用高速柴油发动机为行车系统和作业系统提供动力;绞车和转盘采用液力+机械传动方式驱动,绞车为双滚筒,采用液压盘式刹车作为主刹车;井架采用液压油缸起升和伸缩。ZJ40CZ车装钻机可用于复杂地形地区的油井、气井的钻探施工作业,其优越的底盘越野性、较高的作业效率,特别是高移运性,实现了钻机的快速搬家和组装,降低了钻井成本,大大提高了钻机的整体性能,能够满足中深井原油钻探开发的需要。     

石油钻机盘式刹车技术的新发展

液压盘式刹车装置能显著提高钻井作业能力和安全性,已得到广泛应用。文章综述了近期钻机盘式刹车的新技术,并提出了钻机盘式刹车的发展方向。     

石油钻机盘式刹车制动系统

石油钻机配置盘式刹车制动系统的基本原则是制动系统工作可靠且具有良好的工艺特性。在此基础上,提出盘式刹车的刹车钳应由开式和闭式两种钳型组成,刹车制动系统由工作制动子系统、紧急制动子系统和驻车制动子系统组合而成,并指出制动系统应具有制动能力储备、安全保障系统和备用系统。同时,分析了ZJ50钻机盘式刹车制动系统的主要特点。     

盘式刹车在深井及超深井钻机上的应用

介绍了盘式刹车的优点，其制动力矩容量大，制动性能稳定，耐热衰退性能好，操作灵敏，维修调整方便，易于遥控和实现自动化操作，并适合系列化、专业化生产。分析了用盘式刹车取代带刹车所能获得的显著经济效益和社会效益。对在深井和越深井钻机上推广盘式刹车提出了若干建议。