ABS在液压盘式刹车中应用的可行性研究

汽车ABS防抱死刹车系统具有防滑防抱、制动相对距离短及能减轻轮胎磨损等优点。为此,将汽车ABS控制策略引入到钻(修)井机液压盘式刹车系统设计中,构建了具有手动/自动操作方式且能实现ABS控制策略的液压盘式刹车的新型液压控制系统,并对具有ABS系统与无ABS系统的盘式刹车分别进行液压系统与下入工况制动动力学仿真对比分析。分析结果表明,选择适当的ABS系统占空比,可以更接近无ABS系统刹车时间与角位移,并获得较好的压力调节波形,调整ABS控制策略可使系统获得理想的刹车时间与刹车制动力矩,从而能够较好地满足修井机起升系统作业过程的复杂要求。     

XJ250修井机起升系统的制动过程仿真

修井机起升系统的制动特性对复杂修井作业过程具有重要影响。以XJ250型修井机起升系统为研究对象,建立了包含液压盘式刹车在内的起升系统的动力学简化模型,通过三维建模软件Pro/E和机械系统动力学仿真分析软件ADAMS对下钻工况的制动过程进行动力学仿真分析,得到了在不同制动力矩作用下的修井机起升系统滚筒角位移、角速度及角加速度曲线,仿真结果与实际运行情况相符。该项研究为修井机起升系统液压盘式刹车工作制动性能的改善奠定了理论基础。     

XJ250修井机液压盘式刹车液压控制系统仿真分析

以XJ250修井机液压盘式刹车的液压控制系统为研究对象,通过分析液压盘式刹车的液压控制系统结构,建立了基于全局流量与液压缸活塞运动方程的数学模型;构建了液压控制系统的AMESim仿真模型,设置了模型参数及仿真参数。以典型的正弦曲线液压源信号及激励电磁阀信号变化仿真研究工作制动液压控制系统响应性能,以阶跃开关信号突然开启模拟分析紧急制动液压系统响应。得到了工作制动及紧急制动过程中液压控制系统主要阀口处液压动态响应曲线,仿真结果与实际运行情况相符。该仿真分析为修井机液压盘式刹车液压控制系统性能的改进与完善提供了参考。     

修井机起升系统的机电液联合仿真方法

考虑到修井机起升系统的制动性能对修井作业过程具有重要影响的实际情况,提出了利用AD—AMS、AMESim和Simulink仿真软件对其制动过程进行建模和机电液联合仿真的方法：将起升系统的ADAMS模型引入Simulink模块中,建立了机电联合仿真模型;利用ADAMS—AMESim软件接口,构建了机液联合仿真模型;通过S功能函数的使用,建立了液压与控制系统的联合仿真模型。机电液联合仿真结果表明该方法是可行的。     

基于AMESim液压盘式刹车系统建模与仿真研究

液压盘式刹车是当今石油钻机使用最广泛的制动系统,其工艺特性直接影响着钻井作业的安全性和经济性。为研究和评价液压盘式刹车的工艺特性,在分析液压盘式刹车的组成和工作原理的基础上,基于AMESim软件建立了液压盘式刹车系统的模型,对影响液压盘式刹车动态响应特性因素进行了仿真分析,并进行了试验研究。仿真和试验结果表明,基于AMESim建立的液压盘式刹车的数学模型是正确的,仿真分析直观、可靠,为石油钻机刹车系统的分析、优化以及刹车相关自动控制技术的开发提供了良好的平台。     

《石油钻机液压盘式刹车》标准技术分析

液压盘式刹车作为石油钻机的关键装置,其质量的好坏直接关系到钻井作业能否安全实施。因此,急需制定一个高水平的石油钻机液压盘式刹车标准。阐述了将制动力矩确定为液压盘式刹车型号主参数的根据和技术内涵,确定了石油钻机液压盘式刹车型号的表示方法。介绍了液压盘式刹车的制动方式、制动力矩的确定方法及制动力矩公式中载荷的取值方法,得到了SY/T6727—2008《石油钻机液压盘式刹车》标准的基本参数。     

新型JC70DB型绞车研制

研制了一种新型JC70DB型绞车,该绞车采用2台860kW交流变频电机驱动,通过1台两挡齿轮减速箱驱动滚筒,在滚筒轴另一侧安装有液压盘式刹车和电磁涡流刹车。绞车刹车采用主电机能耗制动、液压盘式刹车和电磁涡流刹车共同作用。电磁涡流刹车刹车力矩通过PLC程序控制,由控制系统根据动力模型自动投入。液压盘式刹车采用全常闭钳结构,控制方式为电控液,液压站安装在绞车上。     

顿钻、溜钻事故略有抬头 液压盘式刹车装置应安全使用

石油钻机用液压盘式刹车装置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。同时,随着石油勘探任务的加重。钻井队的数量不断增加,对钻井现场操作人员进行液压盘式刹车安全使用方面的培训和教育就显得尤为重要。本文主要叙述液压盘式刹车实际应用中的一些注意事项。期望对液压盘式刹车用户起到借鉴作用。     

JC-15D直驱绞车的研制及应用

研制的JC-15D绞车主要由绞车架、滚筒轴、320 kW电动机、液压盘式刹车、电气控制系统和润滑系统等组成。该绞车采用主电动机直接驱动滚筒轴,整个变速过程完全由主电动机交流变频控制系统操作实现,具有提升和下放钻具、取心和处理事故等功能;主电机还可实现恒钻速或恒钻压自动送钻,主刹车采用主电动机能耗制动,辅助刹车采用液压盘式刹车。试验情况表明,在井架上段的起升和下放及正常钻井过程中绞车运行平稳,润滑充分,密封及连接可靠;主电动机连续调速、能耗制动减速及零速悬停功能良好,主电动机恒钻压(恒钻速)自动送钻速度和扭矩能满足钻井工艺要求;滚筒缠绳整齐有序;液压辅助刹车灵敏可靠。截止到2011年7月5日,JC-15D绞车已无故障累计运行700 h。     

新型气动盘式刹车的研制与应用

作为大中型钻机主刹车的液压盘式刹车安装复杂、投入成本和维护费用高、容易污染环境,而目前作为主刹车投入使用的气动刹车一是气动带刹复合结构,其可靠性低,灵敏度差、制动力矩小;二是气动水冷盘式结构,其绞车结构较小,需配备大的冷却系统。为此,设计了一种新型气动盘式刹车。它由气源系统、控制系统和制动执行机构3部分组成,结构简单、维护方便、投入成本低,现场应用效果良好。     

基于粒子群算法的自动送钻控制器仿真优化

针对液压盘式刹车自动送钻系统控制过程中影响因素的多样性,控制参数存在时滞、时变、非线性等特点,根据液压盘式刹车自动送钻系统的工作原理,建立数学物理方程并确定目标函数,设计了粒子群算法优化模糊控制器,对 PID 参数进行了整定。为了研究电液伺服阀与液压缸对自动送钻系统液压环节的控制效果,设计了液压调节闭环控制系统,并利用 MATLAB/Simulink仿真软件进行了动态仿真优化。首先使用临界比例度法对PID参数进行了整定,在此基础上,使用模糊控制工具搭建模糊规则对传递函数进行仿真,最后在MATLAB界面,对传递函数进行基于粒子群算法迭代寻优,优化控制系统所需参数。优化结果表明,粒子群优化模糊自适应 PID 控制器与传统的 PID 控制器和模糊自适应 PID 控制器相比,系统的自适应能力显著增强,超调量明显降低,调整时间更短,可以满足自动送钻系统的设计要求,特别适合应用在一种新型的基于井底钻压的自动送钻系统中。     

XJ350修井机起升系统动力学仿真

在合理假设的基础上,考虑了井架的弹性及钢丝绳与滑轮间的缠绕关系,应用ADAMS软件建立了XJ350修井机起升系统的仿真模型。通过不同工况下的分析运算,得到起升系统传动轴、大锥齿轮轴、滚筒轴、水刹车轴、快绳、死绳、吊环及井架起升和下钻过程较为准确的动载特性参数。仿真分析结果与以往的试验结果非常接近,表明仿真结果已达到较高精度。最后根据仿真结果,对XJ350修井机起升系统的设计和使用提出了建议。     

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。     

PST25型液控盘式刹车设计

针对通并机带刹车存在的问题，为ＸＴ１２Ｂ型履带式通井机设计了ＰＳＴ２５型盘式刹车系统。这种盒式刹车主要由制动钳、支架、制动盘、液压控制系统及刹把组件等组成。其中，制动钳有直推式和杠杆式两种形式，两种制动钳均由油缸、活塞、调节螺母、碟形弹簧组和制动块等主要零件组成，其基本工作原理是进油松刹，排油制动，制动力的大小通过刹把调节刹车阀改变油缸压力来实现。试验分析表明，这种盘式刹车设计合理，性能可靠，可方便地改装到ＸＴ１２Ｂ型履带式通井机上。     

钻机起升系统动态特性仿真模型初步研究

为了深入了解钻机起升系统的动态特性,缩短钻机起升设备的研制周期,节约试验成本,应用机械系统动力学自动分析软件ADAMS建立钻机起升系统的动态特性仿真模型.在建模过程中,对钢丝绳进行离散化处理,只要改变模型中的参数就可以对不同起升工况下的动态特性进行分析.与试验结果进行比较,验证了模型的可行性.     

DQZJ-20Y液力传动钻机驱动特性分析

DQZJ—20Y液力传动钻机采用液力机械变速箱,传动柔和,适应外载荷变化的能力强,可实现无级变速变矩及反转制动。现场试验表明,钻机功率利用率高,起升速度快;反转制动特性减轻了带刹车的载荷;变矩特性加强了处理事故的能力。通过液力变矩器驱动钻井泵可同时保护原动机和工作机;在保持柴油机额定转速的条件下,可实现泵压的全过程控制。针对散热装置、倒挡离合器和过滤器等方面暴露的问题提出了改进意见。     

Experimental study on jet pulse assembly design and numerical simulation

Jet pulse assembly is one of the main components of jet hydraulic oscillator. The pressure wave characteristics produced by jet pulse assembly have an important influence on the performance of the tool. In this paper, the structure and working principle of jet pulse assembly are studied, the mechanical analysis model of piston rod is established, the dynamic resistance ratio formula of jet pulse assembly is deduced, and the numerical simulation test of 89-mm jet pulse assembly structure parameters is carried out. The results show that the piston rod downward stroke is driven by both the jet element driving force and the throttle plate load driving force, and can stably descend. The driving force of the piston rod upward stroke jet element is opposite to the load acting force of the throttle disc, and the jet driving force needs to be greater than the load resistance of the throttle disc to stably ascend. The dynamic resistance ratio formula is deduced. When the area of the end of the piston rod is reduced, the resistance of the throttle disc is reduced and the jet power is increased, thus solving the problem of insufficient power of the piston rod in the upstroke and ensuring the normal operation of the tool. Ten groups of numerical simulation tests were carried out, and it was found that the pressure amplitude and pressure drop of the tool decreased significantly with the increase of the tool size, and the error between the numerical simulation value and the theoretical calculation value was less than 9%, which verified the correctness of the theory. It is suggested to select tools on site according to the drilling construction situation to ensure the drilling effect.     

一种新型液压抽油机的方案设计与计算

采用双向变量泵和双向定量马达的新型液压抽油机由动力传动系统、换向系统、平衡系统、悬挂系统、导向系统和机架底座系统组成，其液压系统可实现低压下的行程控制，避免换向冲击。文中介绍了其结构、工作原理和基本工作参数的计算。小型模拟样机经室内模拟试验表明，这种抽油机具有工作性能稳定、结构合理、换向可靠、工作动载小和配备功率小等特点。