《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。     

电动钻机制动系统的选型设计

电动钻机制动系统配置不当或系统失灵,就会造成重大事故。介绍了制动系统中电磁刹车、SY—PS型液压盘式刹车以及单气室型EATON气动推盘式刹车的主要参数,并在给出制动系统制动力矩计算及刹车配置的基础上,进一步探讨电动钻机能耗制动单元及绞车制动系统的配置,最后提出交变电动钻机制动系统中能耗制动充任主辅刹车的新概念,并指出制动系统散热的注意事项。     

环保型钻机气控盘式刹车的研制

制动系统既是石油钻机中的功能设备又是安全设备，其核心部件为主刹车和辅助刹车。为解决深井、超深井石油钻机的安全设备问题，介绍了石油钻机辅助刹车的发展现状、类型和各种辅助刹车的特点。重点对所研制的环保型气动控制盘式辅助刹车系统进行了阐述，对其构成进行了详细的说明，对它的关键部件--气动盘式刹车的结构进行了设计。整个辅助刹车系统工作安全可靠、劳动强度小、噪音低、拆装维护方便，无污染，运作维护费用低，易于由专业生产厂家进行系列化生产，具有广泛的推广应用前景。     

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。     

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。     

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。     

气动盘式刹车控制系统的建模与仿真研究

介绍了气动盘式刹车的结构及工作原理,并对其控制系统进行了数学建模和仿真。采用模块组合的方法创建系统的计算机模型,在Simulink仿真平台运行仿真程序,以电气比例阀的电压控制信号为输入量,刹车扭矩为输出量,得到了系统仿真曲线。分析仿真曲线可得:电气比例阀的电压响应存在死区,系统仿真曲线在一定范围内呈现出良好的线性特征,说明气动盘式刹车具有良好的刹车特性。     

12000m钻机盘式刹车系统的研制与应用

由于12000m钻机刹车系统的可靠性和安全性尤为重要,所以研制了一种安全可靠、技术先进和适合现场使用的12000m钻机盘式刹车系统。该盘式刹车系统的技术参数根据12000m钻机绞车的主要技术参数确定,还创新性地采用了刹车间隙自动调节机构、刹车片自动回位装置等技术,有效地解决了刹车间隙自动调节问题和刹车片的偏磨问题,提高了刹车系统的安全性。在川科1井的应用表明,该盘式刹车系统运行状况良好,安全可靠。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于变结构与PID控制的盘刹ABS仿真

为了提高修井机液压盘式刹车操纵稳定性,减少对起升系统的冲击载荷,在液压盘式刹车系统中引入ABS控制模式,设计了滑模变结构控制与实时参数整定PID控制相结合的控制方法。利用机械系统动力学仿真软件ADAMS和控制系统仿真软件Simulink构建机电联合仿真模型,并对制动控制系统进行机电联合仿真。仿真结果表明,当系统实施ABS控制策略时,可以降低制动系统的角加速度,从而降低起升系统在制动过程中的动载荷,减小对井架等机械结构的冲击。     

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。