钻井盘刹课件

钻井液压盘式刹车结构原理及使用维护钻井二公司第一节绞车刹车系统概述绞车的刹车机构包括主刹车机构和辅助刹车机构，主刹车用于各种刹车制动，辅助刹车仅用于下钻时将钻柱刹慢，吸收下钻能量。第一部分辅助刹车功用：帮助主刹车进行下钻，在下钻时通过制动滚筒轴来制动下钻载荷，可刹慢滚筒，保持钻具以安全的速度均匀下放，使钻具平稳地坐落在转盘或卡瓦上。辅助刹车水刹车电磁涡流刹车盘式辅助刹车（伊顿刹车）分类：电磁涡流刹车按冷却方式分：风冷式电磁刹车水冷式电磁刹车结构：由刹车主体（定子、转子）、可控硅整流装置（整流变压器和可控硅半控桥式整流电路）及司钻开关（可调的差动变压器、铁心、线圈、调节机构等部件）三部分组成。工作原理：当刹车工作时，定子线圈内通入直流电流，滚筒带动转子在磁场中旋转，随着转子与定子的相对运动，转子切割磁力线，转子上便产生感应电势，在感应电势作用下，转子中产生涡流。涡流与定子磁场相互作用产生电磁力，这个力对转子轴心形成的转矩称为电磁转矩，也就是电磁涡流刹车阻止滚筒旋转的制动扭矩。司钻通过调节司钻开关手柄位置，便调节了激磁电流的大小，改变了制动转矩的大小，从而达到了控制钻具下放速度的目的。维护：1、在使用电磁刹车前，先启动风机或循环水泵；2、使用时循环水排水温度低于72℃，进水温度不高于42℃；3、进水排量不低于说明书规定值（DS45型285L/min）；4、涡流刹车轴与绞车滚筒轴轴线严格找正，其同轴度误差不得大于0.25毫米；离合器处于分离状态时其间有15～19毫米的间隙；5、电磁刹车的正常气隙值为1～1.27毫米，最大为2.5～3.2毫米。盘式辅助刹车（伊顿刹车）结构：由弹簧、密封件、活塞、压力盘、气缸、螺栓、安装法兰、动摩擦盘、静摩擦盘和夹管等组成。工作原理：通入压缩空气，活塞推动压紧盘组件移动并压紧动摩擦盘；扭矩从螺栓传递到安装法兰，气动压紧。关闭气源，复位弹簧协助活塞、压紧盘组件脱开和回位。摩擦产生的热量由流过铜合金静摩擦盘后的特除型腔的冷却水流散发。第二部分主刹车目前，石油钻井绞车的主刹车机构分为机械式带刹和液压盘式刹车两大类。主要功用是：正常钻进时，控制滚筒转动，调节钻压，送进钻具；下钻和下套管时刹慢或刹住滚筒，控制下放速度，悬持钻具。要求主刹车具有安全可靠、灵活省力、寿命长的特点。机械式带式刹车组成：控制部分（刹把）、传动部分（传动杠杆或刹车曲轴）、制动部分（刹带、刹车毂）、辅助部分（平衡梁和调整螺栓）、刹车气缸等。原理：当司钻对刹把施加压力时，刹把轴上的主动拐通过连杆带动被动拐一起转动，利用杠杆作用将施加的力变大，作用在两根刹带的活端，使刹带紧抱住刹车毂上，两者之间因摩擦力矩把转动的滚筒刹住。平衡梁用来均衡左右刹带的松紧程度，以保证受力均匀。当刹车块磨损，刹带与刹车毂间隙变大，刹把过低时，可通过调整螺栓调整到合适的间隙，顺时针刹把降低。接通刹车气缸，气缸活塞在气压作用下向外移动，通过活塞杆推动杠杆，将刹带刹紧。维护：1、刹带块的剩余厚度不小于12mm，刹带块与刹车毂四周的间隙均应在4～6mm。2、绞车平衡梁与绞车底座平面的间隙合适。3、刹带刹紧时刹把与水平面夹角在40°～50°4、尽量避免两刹带同时更换。新刹带装好后，要调节吊钩和拖带轮的位置。5、严重失圆和扭曲的刹带禁用。第二节液压盘式刹车第一部分简介液压盘式刹车装置是一种液压控制的绞车刹车装置。它主要由刹车盘总成、闸总成、控制阀总成、液压动力源及附件组成。其中液压动力源为系统提供液压动力；控制阀总成用以完成各刹车动作的控制；闸总成是动力执行机构，它与刹车盘总成作用，产生阻力矩达到刹车目的。其中闸总成包括工作钳和安全钳。一、优点：液压盘式刹车装置与传统带式刹车装置相比，具有刹车力矩大、制动效能稳定、刹车力可调性好、刹车控制准确、操作轻便省力、维修方便等特点。整个刹车系统性能稳定，安全可靠。二、液压盘式刹车装置可实现以下功能1、工作制动2、紧急制动3、驻车制动4、游车防碰5、自动送钻简介视频第二部分结构及工作原理液压盘式刹车装置主要由制动执行机构、液压站和操纵机构三部分组成。液压盘式刹车可分为常开型杠杆钳液压加压式、常闭型杠杆钳弹簧加压式、常开型固定钳液压加压式、常闭型固定钳弹簧加压式四类。一、制动执行机构制动执行机构主要包括：工作钳、安全钳、刹车盘和钳架四部分。1、滚筒2、刹车盘3、钳架4、工作钳5、安全钳6、过渡板1、刹车盘刹车盘按结构形式可分为：水冷式风冷式实心刹车盘应定期检查每一刹车盘的厚度。刹车盘单边的允许磨损量为5mm，因此盘厚为66mm时，必须更换新盘。如果磨损不均匀，应选磨损最严重处进行测量。2、钳架钳架：是一个弯梁，工作钳和安全钳安装在上面，通常是两个，钳架的上下端通过螺栓分别固定在绞车横梁和绞车底座上。3、刹车钳刹车钳是由浮式杠杆开式钳（常开钳）和浮式杠杆闭式钳（常闭钳）组成。常开钳是工作钳，用于控制钻压、各种情况下的刹车；常闭钳是安全钳，用于驻车。1）、工作钳工作钳主要由常开式单作用油缸、复位弹簧、杠杆及刹车块组成，安装在钳架上，分两路油路控制。1．刹车块2．钳体3．销轴Ⅰ4．杠杆5．支杆6．半圆挡圈7．销轴II8．油缸端盖9．缸体10.拉簧11.后端盖12.销轴Ⅲ13.调节螺母14.活塞杆油缸加压时，活塞从缸体内伸出，进而推动杠杆，使刹车块作用于刹车盘，制动。制动力与油压成正比，油压越大，制动力也越大；当油压为零时，在复位弹簧的作用下,刹车块离开刹车盘，松刹。2）、安全钳安全钳主要由常闭式内置碟簧组的单作用油缸、杠杆机构和刹车块组成，安装在两个钳架上。安全钳是由一个油路控制的。1．刹车块2．钳体3．销轴Ⅰ4．杠杆5．支杆6．半圆挡圈7．销轴II8．活塞9．油缸端盖10.油缸11.锁紧螺母12.调节螺母13.销轴Ⅲ安全钳油缸给油压时，油压克服弹簧力而使碟形弹簧压缩储存能量，从而通过杠杆使刹车块离开刹车盘，松刹；当安全钳油缸卸压时，弹簧力通过杠杆传递给刹车块而作用于刹车盘上，制动。执行机构视频二、液压站由油箱组件、泵组、控制块总成、加油组件和控制箱等造成。1、油箱组件油箱组件包括油箱、吸油阀、放油阀、液位温度计、回油滤油器、空气滤清器、电加热器、冷却装置等元器件。液位温度计清洗窗口冷却装置回油滤油器空气滤清器2、泵组泵组为液压系统的心脏。泵组由隔爆电机和柱塞泵组成的,共装的两组，互为备份。电机柱塞泵截止阀3、控制块总成由集成油路块、蓄能器、插装式单向阀、溢流阀、高压滤油器和板式截止阀等元件组成。蓄能器可降低液压回路的压力脉动，并在泵无法正常工作时提供一定的储存能量，保证工作钳仍可正常制动5-6次。截止阀是用来释放蓄能器油压的，在正常工作时，截止阀一定要关严。否则，系统压力将建立不起来，液压源内的油温急剧升高，导致刹车系统无法正常工作。高压滤油器过滤系统高压油，保证液压系统的清洁。其上装堵塞指示器。当红色标记露出时，证明滤芯已被堵塞，必须更换滤芯。堵塞指示器4、加油组件加油组件由一台手摇泵、一台过滤器组成。油箱加油时，必须通过加油泵组完成，以保证油液的清洁度。5、电控柜液压站的电控箱主要用来控制电机和加热器的起、停，电控箱采用隔爆处理。液压站视频三、操纵机构操纵机构分为以下两类：单回路操作机构，工作钳只有一个油路为单回路。双回路联合制动操作机构，工作钳有两个油路为双回路；工作钳和安全钳同时参与紧急制动为联合制动。1、工作制动组件工作制动组件由一个双回路刹车阀和一个刹车操作机构组成。刹车的操纵机构,精确地控制刹车阀输出压力来控制执行机构来确保钻井作业。工作制动是由刹把控制刹车阀实现的。刹车阀为手动比例减压阀，阀的输出压力随着拉动刹把而呈比例变化。对应刹把所处的不同位置，刹车阀的输出压力由0到最大系统压力变化。刹把拉动角度越大，工作钳油缸的压力就越大。刹把推到原始位置，阀输出压力为0，工作钳松闸。2、驻车制动驻车制动阀为手动换向阀，拉动手柄，驻车制动阀换向，使安全钳油缸卸压，弹簧力使安全钳实现驻车制动。解除驻车制动时，必须先将刹把拉至“刹”位，使工作钳刹车，再推动驻车制动阀手柄，将压力油输入到安全钳油缸，克服碟簧力，解除驻车制动。注意：解除驻车制动，必须先拉工作制动刹把，再推驻车制动手柄解锁。否则，将出现钻具自由下降，可能会造成财产损坏、人身伤害甚至死亡！3、制动油路块部件联合制动阀块组件由油路块、气控换向阀、液控换向阀和叠加单向截流阀等组成。4、紧急制动紧急制动是由紧急按钮阀控制的，该阀是一个手动换向气阀，控制气控换向阀。当按下紧急制动按钮时，切断气源，气控换向阀弹簧复位，实现安全钳制动；同时，液控换向阀因控制端失压而换向，压力油直接进入工作钳，实现工作钳制动。即：所有制动钳制动，实现了紧急制动。正常工作时该按钮应拔出。处于紧急制动状态下，操作工作制动阀组无效。注意：解除紧急制动时，必须先将刹把拉至“刹”位，再拔出紧急制动按钮，才能解除紧急制动。否则，将出现钻具自由下降，可能会造成财产损坏、人身伤害甚至死亡！5、过卷／防碰保护当大钩提升重物上升到某位置，由于操作失误或其它原因，应该工作制动而未实施制动时，天车附近处安装的气动行程阀（或绞车上安装的防碰阀）由于外力碰撞而动作，使气路接通。过卷／防碰保护操作分常供气、常断气两种情况：●常供气，即正常工作时，气控换向阀控制端通气源，这时，由过卷阀输出的气信号控制气控换向气阀换向，切断气源，实现紧急制动。●常断气，即正常工作时，气控换向阀不通气，过卷阀输出的气信号直接控制气控换向阀换向，实现紧急制动。操纵机构视频液压盘式刹车的原理图安全钳左工作钳右工作钳工作原理视频1、油箱2、安全阀3、电机4、油泵5、精滤油器6、单向阀7、蓄能器8、压力表9、刹车阀10、气控换向气阀11、紧急按钮阀12、气控换向阀13、驻车刹车阀14、液控换向阀15、冷却器16、回油滤油器第三部分液压盘式刹车的安装与调试一、安装1、安装刹车盘刹车盘的工作表面对滚筒轴的端面跳动不大于0.3mm。刹车盘清洗干净，摩擦面严禁沾染任何油污。对于水冷式刹车盘，还需联接进、出水管。2、安装刹车钳、钳架将上、下过渡板紧固于钳架上。将刹车钳安装于钳架上，应转动灵活、无卡阻、无别劲现象。安装安全钳时，需旋转调节螺母，使两个刹车块之间的距离最大，以便钳体的安装。整体安装到绞车。安装找正要求(1)刹车盘外圆与钳架内圆之间的间隙应均匀，不允许与钳架有干涉现象。(2)钳架与刹车盘应平行、对中，偏差小于1mm。(3)刹车块应包容在刹车盘之内。(4)所有刹车块应平行、完整的贴合刹车盘，贴合面不少于75%。(5)调整找正后，分别将上、下过渡板焊接在绞车底座的设计位置。3、安装液压站、操作台将液压站、操作台安装于设计位置。4、连接液压管路液压管路主要由高压软管、快速接头、管夹等组成。液压管路的连接就是用高压软管将液压站、司钻操作台、制动执行机构按照设计要求连接成一个完整的液压系统。在需要拆开运移的地方，设有快速接头，以方便拆卸，防止污染液压管线。1)工作钳与安全钳的液压管线必须连接正确。2)安装前要注意所使用管线内洁净，金属管道内无锈蚀，管接头安装密封件，应严格按照油口标记连接液压管线。3)保证快速接头在工作状态中，不得受外力及重力的作用。不得带压插拔，拔下后用护帽封堵；插接时，注意清洁，不得虚接。4)液压管路在连接过程中需要时可加装过渡板进行固定。5)管路布置应位于安全地带，避免损伤。注意：液压站与司钻房内操作台连接液压管路时，应对应标记连接，即：液压站上标记的P1、P2、P3、T与操作台上的P1、P2、P3、T对应相连；操作台与执行机构之间的液压管线，Bl与安全钳连接，B2、B3分别接左右路工作钳。5、连接气路管线气路管线的连接就是将过卷阀的气信号与操作台的气动接口连接好。6、电路的连接液压站电控箱的接线请参照液压站电控原理图接线。接线的插头或插座应符合相关技术标准和安全防爆规范。二、调试1、调试前的准备工作：(1)检查管汇的连接，确保无误，特别是P1的连接，若连错，会发生顿钻事故。(2)检查油箱液面。(3)检测蓄能器充氮压力，确保充氮压力为