盘式刹车与带刹车性能对比分析

石油钻机和修井设备的盘式刹车是近几年出现的一种新型刹车装置。文中从工作原理、结构、操作和使用诸方面对盘式刹车与带刹车性能进行了全面对比，得出盘式刹车性能显著优于带刹车的结论。介绍了盘式刹车的构造特征、结构原理和特点。     

液压盘式刹车装置

液压盘式刹车是替代石油钻机、修井机原带式绞车刹车的刹车装置,是当代钻机技术发展方向的三大技术之一。1985年,钻机用盘式刹车首次配备到钻机上进行工业试验并获得成功。1986年石油机械研究所（现中国石油勘探开发研究院采油采气装备所）的科研人员开始研究盘式刹车在石油装备上的应用;1991年研制成功了J10APS25型盘式刹车并首先用于通井机上,这是中国第一台在油田使用的盘式刹车;     

石油钻机盘式刹车系统发展概况

对盘式刹车国内外最新发展情况进行了技术统计,分析了盘式刹车的优点与不足,认为应用盘式刹车已成为石油绞车技术发展的重大趋势。鉴于我国近几年盘式刹车的发展状况,对盘式刹车系统提出了几点建议。     

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。     

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。     

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。     

石油钻机用盘式刹车述评

本文对钻机绞车带剎车和盘式刹车进行了比较,介绍了美国研制与试验盘式刹车情况,建议我国尽快研制新型绞车盘式刹车。     

《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。     

盘式刹车调节与钻压关系的分析

从钻机盘式刹车系统在钻井过程中的作用入手,以ZJ40/2250L型钻机盘式刹车系统为例,分析了制动力矩与盘式刹车系统各参数的关系及对钻压的影响;叙述了盘式刹车单独实施钻进作业时,司钻调节手柄的角度变化与钻压波动的关系及对下钻过程的影响.通过对钻机盘式刹车系统分析,对于指导盘式刹车系统没计,指导司钻操作具有重要意义.     

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。     

盘式刹车热状态的计算与分析

依据钻采设备刹车装置的工作原理和热传递的基本理论,对盘式刹车工作过程的实际物理现象做了合理的抽象,建立了热物理模型和相应的热传递数学模型。在研究一般钻采设备盘式刹车工作过程的基础上,以石油大学设计、用于30t修井机的YPS20型盘式刹车为例,计算了它在连续下放油管柱时的溫度场,并阐明了它的温度特征。     

关于发展我国钻机盘式刹车技术的几点认识

我国钻机盘式刹车技术与美国存在较大差距,主要表现在数量少、规格不全、品种少、技术水平低。影响我国盘式刹车技术发展的主要原因,除了技术、经济和管理等方面外,是对盘式刹车的工艺特性和配套控制技术的重要性认识不足,而工艺特性是盘式刹车工作性能的核心,其主要指标是响应特性与微调特性。要进一步加强工艺特性研究与攻关,同步开展配套控制技术的研究与开发,重视使用与维修人员的岗前培训等。设想再用10年左右的时间,争取基本完成包括主体技术和配套技术开发在内的盘式刹车技术的研究与开发,在总体上达到美国20世纪末的技术水平。     

绞车防打手刹车装置

分析了盘式刹车和带式刹车的优缺点,设计防打手刹车装置用于带式刹车,解决了带式刹车安全性能差、自动刹车与手动刹车相互干涉等问题。现场使用证明,该装置设计合理,制造成本低,使用效果良好,具有推广应用价值。     

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。     

修井机盘式制动器模态分析

阐述了修井机盘式制动器的制动原理,通过对其有限元模型的简化,对制动盘制动时可能出现的抖动情况进行模态分析,并提出相应的改进措施,避免机构在实际过程中发生共振。     

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。     

盘式刹车制动盘的高温失效机理和寿命计算

使用盘式刹车下放管柱数较多时，等效应力已超过制动盘材料（铸钢）的屈服极限，制动盘产生塑性变形。在分析盘式刹车热应力及温度场特征的基础上，指出热疲劳与蠕变的交互作用是制动盘失效的主要机理。依据热疲劳理论和蠕变理论导出了一次下放管柱作业过程中在变动温度、变动应力作用下制动盘的热疲劳损伤及蠕变损伤的计算公式，并根据疲劳－蠕变线性累积损伤法则导出制动盘破坏的寿命计算公式，认为总损伤φ≥1时，制动盘失效。     

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。