系统分析法在改善钻机刹车副的磨损特性上的应用

钻机刹车副可视为一个开放的、离散的、控制论的和非稳态的摩擦学系统,其失效是因为在起下钻作业时刹车副摩擦表面受周期性热负荷作用产生磨损和热裂。改善刹车副磨损特性的基本措施是优化设计参数和操作参数以及优选刹车副配对材料。根据温度准则,刹车副的理论升温特性曲线或临界摩擦功率曲线可用于优选上述参数。定速模拟试验推荐M/18—68、M/CM1和W/18—68为最优刹车副配对材料。     

钻机绞车用盘式刹车存在的问题及解决方案

文章对盘式刹车装置在钻机绞车上的应用状况进行了分析,讨论了盘式刹车摩擦副磨损失效的原因,并提出了解决方案。     

盘式刹车试验装置的研究

石油钻机刹车系统的制动力矩与制动表面压力、摩擦表面的摩擦系数和制动半径存在确定关系。在此基础上,研制了由机械、液压、控制和测试４部分组成的盘式刹车试验装置。在装置上进行ＺＪ５０型钻机盘式刹车系统的试验研究。试验中,尽可能地将实物用于试验台。结果表明,该装置可对在用钻机盘式刹车系统的主要元器件进行检验,为进一小研究提供了条件。     

石油钻机无石棉刹车块的研制与应用

为解决石棉刹车块对环境的污染和变温摩擦系数不稳定的问题 ,中国新星石油公司第六普查勘探大队研制了无石棉复合纤维增强石油钻机刹车块。这种刹车块用交联性有机纤维和无机纤维复合增强材料取代石棉并以腰果壳油、三聚氰胺对作为粘合剂的酚醛树脂改性 ,使其分解温度提高。在压缩模塑工艺中 ,增加预热、预压工序 ,提高粘合剂的流动性和产品的物理机械性能。摩擦试验检测和应用实践表明 ,无石棉刹车块的各项物理性能优于国家标准 ,其使用寿命比石棉刹车块提高 1倍以上 ,且无环境污染。     

石油钻机用摩擦材料的研究

介绍了目前国内外研制的几种石油钻机用摩擦材料的主要成分、摩擦磨损性能和热性能;探讨了各种工况对摩擦材料的选用原则。试验机测试结果和现场使用情况证明,国产摩擦材料性能接近或超过进口摩擦材料,完全可以取代进口材料。     

2000米钻机液控盘式刹车的设计

在理论研究的基础上提出了钻机盘式刹车的设计思想和设计方法。经过方案比较,给出了适用于2000m钻机的盘式刹车系统的设计方案;同时还进行了理论推导,并对盘式刹车系统工作原理和工作特性作了较深入的分析。     

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。     

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。     

磨损及其影响因素

介绍了磨损的基本类型及其影响因素,改善润滑、提高摩擦副材料性能和降低摩擦副表面粗糙度将有助于降低磨损.     

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。     

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。     

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。     

基于ANSYS抽油泵筒-柱塞摩擦副磨损规律分析

针对缺少在模拟工况下对抽油泵摩擦副进行优化分析的现状,研究了抽油泵泵筒-柱塞摩擦副在模拟工况下的磨损状态,建立了泵筒-柱塞模型,设计正交试验研究了摩擦副在不同配合间隙下,不同因素水平对其磨损状态的影响程度,确定了磨损最优的因素水平组合。研究结果表明:摩擦副的配合间隙越大,其摩擦应力和磨损体积均显著增大,配合间隙减小后,整体磨损体积减小了10.05%且磨损状态有所改善;当单边间隙为0.05 mm时,60 s内泵筒涂覆层表面磨损体积为0.184 13~0.376 83 mm³,当液体压力为10 MPa,涂覆层硬度为1 150 MPa,抽油杆冲程为300 mm,液体润滑摩擦因数为0.11时,摩擦副减摩抗磨效果最好。所得结论可以为抽油泵的合理选用提供技术指导。     

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。     

基于虚拟仪器的钻机组合刹车实验台测量系统

针对目前国内钻机刹车系统缺乏相对有效的实验研究手段,研制了模拟钻机组合刹车系统实验台,其中基于虚拟仪器的测量系统是该实验台的核心部分。详细分析了测量系统的测量原理、硬件以及软件部分。系统基于LabWindows/CVI平台开发,具有功能强大、界面精美、操作方便等特点,在实验室条件下成功地实现了对钻井作业模拟控制过程的数据测量,并预留了完备的硬件、软件接口,为钻机的自动化技术开发提供了良好的实验平台。     

新型绞车刹车：石油钻机绞车的再次革命

石油钻机绞车的刹车装置，一直被认为是钻机施工过程中的第一要素。正如汽车没有刹车或刹车不良，再高明的司机恐怕也不敢开车上路。     

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.     

钻机绞车刹车系统强制冷却装置的研制

鉴于常规钻机绞车刹车系统靠风冷或普通水罐循环冷却,冷却效果差,不能满足钻机绞车刹车系统的要求,设计制造了ZJ-50D和ZJ-70/4500D电驱动钻机绞车刹车系统强制冷却装置;该装置由冷却水罐、循环水泵、散热器、进回水管线及水位和水温控制冷却装置组成。在分析钻机绞车刹车系统强制冷却装置工作原理的基础上,介绍了该装置的设计计算、结构设计及设计方法。研制的强制冷却装置在长庆油田使用中,显示了冷却效果好和工作可靠等许多优点。     

再生发电制动技术在钻机绞车刹车上的应用

介绍了交流变频驱动和再生发电制动绞车的结构特点 ,通过对钻机绞车变频调速和再生发电制动工作特性的分析 ,说明了电动机再生发电制动的工作原理和过程 ,进而分析了再生发电制动技术在钻机绞车上应用的优越性 :(1)可使电动机在四象限运行 ,方便地实现电动机的正转、反转、加速、减速、制动等 ;(2 )能够可靠地实现绞车的防上碰下顿的保护功能 ;(3)可以方便地实现绞车的自动送钻功能 ;(4 )可以实现数字控制和异常情况的紧急刹车 ;(5 )减轻了配套使用的盘式刹车的工作量和摩擦片的消耗 ;(6 )在海上钻井平台 ,可容易地实现升程自动补偿 ;(7)简化了绞车结构 ,减少了维修保养的工作量     

石油钻机传动链条磨损寿命的计算

磨料磨损、疲劳磨损和胶合等是引起石油钻机传动链条磨损超限，承载；能力降低，最后导致链条断裂破坏的主要原因。从链传动弦效应的端点引出了铰接因数Ａ，结合溢油润滑和初始润滑两种不同润滑条件下的链节磨损率，对Ｆ－３２０钻机绞车爬坡传动链条的磨损寿命进行了计算，计算结果可作为石油矿场更换链条的参考依据，避免更换的强制性和盲目性。