第二章鉆機起升系統(tǒng)(第二講)

1、鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案2013年年7月月鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案2.3 鉆井絞車 鉆井絞車不僅鉆井絞車不僅是起升系統(tǒng)的執(zhí)是起升系統(tǒng)的執(zhí)行部件，而且也行部件，而且也是整個鉆機的核是整個鉆機的核心設備，是鉆機心設備，是鉆機三大工作機之一。三大工作機之一。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案絞車結構外形圖絞車結構外形圖鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案2.3.1概述1.鉆井絞車的功用 (1)(1)用以起下鉆具，下套管；用以起下鉆具，下套管； (2)(2)鉆進過程中控制鉆壓，送進鉆具；鉆進過程中控制鉆壓，送進鉆具； (3)(3)借助貓頭進行上、卸鉆具絲扣，起

2、吊重物及進行其借助貓頭進行上、卸鉆具絲扣，起吊重物及進行其它輔助工作；它輔助工作； (4)(4)作為轉盤的變速機構或中間傳動機構；作為轉盤的變速機構或中間傳動機構； (5)(5)整體起放井架。整體起放井架。 (6)(6)利用撈砂滾筒，進行提取巖芯筒、試油等工作。利用撈砂滾筒，進行提取巖芯筒、試油等工作。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案2.絞車型號 JC 絞車代號絞車代號絞車級別：采用絞車級別：采用114mm鉆桿，以鉆桿，以100m為單位計的名義鉆深范圍上限為單位計的名義鉆深范圍上限絞車型式絞車型式液馬達驅動絞車液馬達驅動絞車直流電驅動絞車直流電驅動絞車交流電驅動絞車交流電驅動絞車交流變頻電驅動

3、絞交流變頻電驅動絞車車鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案3.鉆井絞車的組成 根據(jù)上述功用，盡管各型絞車結構上各式各樣，但究其實質一根據(jù)上述功用，盡管各型絞車結構上各式各樣，但究其實質一般都由以下幾部分組成：般都由以下幾部分組成：(1)(1)滾筒、滾筒軸總成，這是絞車的核心工作部件。主要有水汽滾筒、滾筒軸總成，這是絞車的核心工作部件。主要有水汽葫蘆、剎車盤、滾筒體、滾筒軸和軸承等。滾筒應有足夠的容繩葫蘆、剎車盤、滾筒體、滾筒軸和軸承等。滾筒應有足夠的容繩量，保證纏繩狀態(tài)良好以延長鋼繩壽命；量，保證纏繩狀態(tài)良好以延長鋼繩壽命；鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 (2) (2)絞車具有靈敏可靠的主剎車機

4、構及絞車具有靈敏可靠的主剎車機構及性能良好的輔助剎車，使其能準確地調(diào)性能良好的輔助剎車，使其能準確地調(diào)節(jié)鉆壓，均勻送進鉆具，在下鉆過程中節(jié)鉆壓，均勻送進鉆具，在下鉆過程中隨意控制下鉆速度和省力地將最重鉆柱隨意控制下鉆速度和省力地將最重鉆柱載荷剎?。幌聢D為剎車機構示意圖。載荷剎住；下圖為剎車機構示意圖。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 (3)(3)貓頭和貓頭軸總成，用以滿足大鉗上、卸扣和其它輔助起重貓頭和貓頭軸總成，用以滿足大鉗上、卸扣和其它輔助起重的需要。有的貓頭軸上還裝有撈砂滾筒，用以提取巖心筒；的需要。有的貓頭軸上還裝有撈砂滾筒，用以提取巖心筒；鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 (4)(4

5、)傳動變速系統(tǒng)，引入并分配動力和傳遞運動，提供傳動變速系統(tǒng)，引入并分配動力和傳遞運動，提供足夠的檔速；主要有齒輪減速箱、減速器輸入軸、轉盤足夠的檔速；主要有齒輪減速箱、減速器輸入軸、轉盤鏈條箱和角傳動箱、離合器、聯(lián)軸器、萬向軸等。鏈條箱和角傳動箱、離合器、聯(lián)軸器、萬向軸等。(5)(5)控制系統(tǒng)，包括牙嵌、齒式、氣動離合器。它們一控制系統(tǒng)，包括牙嵌、齒式、氣動離合器。它們一般都屬于鉆機控制系統(tǒng)的組成部分；般都屬于鉆機控制系統(tǒng)的組成部分； (6)(6)潤滑系統(tǒng)，包括黃油潤滑、滴油潤滑和密封、飛濺潤滑系統(tǒng)，包括黃油潤滑、滴油潤滑和密封、飛濺或強制潤滑；或強制潤滑； (7)(7)支撐系統(tǒng)，有焊接的框架

6、式支架或密閉箱殼式座架。支撐系統(tǒng)，有焊接的框架式支架或密閉箱殼式座架。中型絞車整體運輸，其重量約在中型絞車整體運輸，其重量約在1010噸以內(nèi)噸以內(nèi); ;重型和超重型絞車要拆散成單元運輸，運輸?shù)膯卧獞谥匦秃统匦徒g車要拆散成單元運輸，運輸?shù)膯卧獞?515噸以內(nèi)，以便移運。噸以內(nèi)，以便移運。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案o絞車主要由底座、支架、絞車主要由底座、支架、輸入軸、輸出軸、貓頭軸、輸入軸、輸出軸、貓頭軸、滾筒軸、高低速離合器和滾筒軸、高低速離合器和轉盤傳動箱組成；轉盤傳動箱組成；鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案2.3.2鉆井絞車的技術特性參數(shù) 鉆井絞車的特性參數(shù)有絞車功率，快繩拉力，

7、鋼絲繩鉆井絞車的特性參數(shù)有絞車功率，快繩拉力，鋼絲繩直徑，檔數(shù)，各檔轉速，滾筒的直徑和長度，剎車轂直直徑，檔數(shù)，各檔轉速，滾筒的直徑和長度，剎車轂直徑等。徑等。2.3.3現(xiàn)代絞車的結構方案 絞車的傳動方案決定了它的結構類型，按絞車軸數(shù)大絞車的傳動方案決定了它的結構類型，按絞車軸數(shù)大致可歸納為：致可歸納為： 單軸、雙軸絞車（一般需配變速箱）；單軸、雙軸絞車（一般需配變速箱）； 三軸和多軸絞車；三軸和多軸絞車； 獨立貓頭絞車；獨立貓頭絞車； 電驅動絞車。電驅動絞車。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 1. 1.單軸絞車和雙軸絞車：這類絞車的特點是貓頭直接裝在滾單軸絞車和雙軸絞車：這類絞車的特點是貓頭

8、直接裝在滾筒軸兩端，滾筒活裝在滾筒軸上。為了提供不同的起升速度，在筒軸兩端，滾筒活裝在滾筒軸上。為了提供不同的起升速度，在絞車外面設置變速箱分別傳動絞車和轉盤。絞車外面設置變速箱分別傳動絞車和轉盤。單軸絞車單軸絞車( (左圖左圖) ) 單軸絞車結構簡單，功率小，單軸絞車結構簡單，功率小，重量輕，移運方便，如重量輕，移運方便，如C-1500C-1500型鉆機絞車就是這種類型。其型鉆機絞車就是這種類型。其缺點是貓頭轉速偏高，位置過缺點是貓頭轉速偏高，位置過低，操作不便，且滾筒檔速不低，操作不便，且滾筒檔速不能獨立安排，影響起下鉆速度。能獨立安排，影響起下鉆速度。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案雙軸

9、絞車雙軸絞車( (如左圖）如左圖） 雙軸絞車由貓頭軸和滾雙軸絞車由貓頭軸和滾筒軸組成，由于貓頭和滾筒軸組成，由于貓頭和滾筒分軸，使貓頭的速度和筒分軸，使貓頭的速度和位置都得到改善，解決了位置都得到改善，解決了貓頭的操作不便問題。其貓頭的操作不便問題。其仍然采取外變速方案。如仍然采取外變速方案。如ZJl5DZJl5D和和ZJ20-2ZJ20-2型鉆機采型鉆機采用此方案以使絞車結構簡用此方案以使絞車結構簡單，重量輕，便于移運。單，重量輕，便于移運。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案o雙軸絞車雙軸絞車,用于用于ZJ50DB鉆機鉆機鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案2 2三軸絞車三軸絞車 這類絞車的特點是

10、在雙軸絞車的基礎上增加了引入動力的傳動這類絞車的特點是在雙軸絞車的基礎上增加了引入動力的傳動軸，且貓頭軸亦參加變速傳動。大慶軸，且貓頭軸亦參加變速傳動。大慶130130鉆機和鉆機和ZJl30-1ZJl30-1采用的采用的JClJCl14.514.5絞車即屬此類絞車即屬此類( (下圖下圖) )。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 JCl JCl14.514.5絞車能實現(xiàn)相互獨立的三個低速檔和一個高速檔。由絞車能實現(xiàn)相互獨立的三個低速檔和一個高速檔。由于三軸之間空間較大，不能設置倒檔，該型鉆機在機房設置有倒于三軸之間空間較大，不能設置倒檔，該型鉆機在機房設置有倒檔齒輪箱。由于變速機構也兼顧轉盤，取消

11、了外變速箱，但絞車檔齒輪箱。由于變速機構也兼顧轉盤，取消了外變速箱，但絞車本身卻復雜了，重達本身卻復雜了，重達2020噸，移運時折成三軸一架四個單元運輸，噸，移運時折成三軸一架四個單元運輸，移運和安裝都不方便。移運和安裝都不方便。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案o三軸絞車三軸絞車,用于用于ZJ40/2250CD鉆機鉆機鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案3.3.多軸絞車多軸絞車 左圖所示為左圖所示為JC-45JC-45絞車。絞車。 將四軸以上的絞車稱為將四軸以上的絞車稱為多軸絞車，其特點是貓頭多軸絞車，其特點是貓頭軸不參加變速傳動，貓頭軸不參加變速傳動，貓頭中間空出來的位置可加裝中間空出來的位置可

12、加裝輔助撈砂滾筒，而另設中輔助撈砂滾筒，而另設中間軸解決變速和傳動的要間軸解決變速和傳動的要求。一般可實現(xiàn)求。一般可實現(xiàn)6 6正正2 2倒的倒的滾筒速度，滾筒速度，ZJ32JZJ32J、ZJ45ZJ45、ZJ45JZJ45J、ZJ60DZJ60D等國產(chǎn)鉆機等國產(chǎn)鉆機都采用這一方案。都采用這一方案。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案18o四軸絞車四軸絞車,可用于可用于ZJ50/3150CD鉆機鉆機鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案o四軸絞車四軸絞車,用于用于ZJ50D鉆機鉆機鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案技術參數(shù)技術參數(shù):額定輸入功率額定輸入功率 1470kW最大快繩拉力最大快繩拉力 485kN檔

13、數(shù)檔數(shù) 4, 無級調(diào)速無級調(diào)速鋼絲繩直徑鋼絲繩直徑 38mm38mmJC70D絞車結構特點結構特點:絞車由絞車由2 2臺臺800kW800kW直流電機驅動。直流電機驅動。主剎車采用液壓盤式剎車，剎車力矩主剎車采用液壓盤式剎車，剎車力矩大大, , 安全可靠。安全可靠。輔助剎車為電磁渦流剎車輔助剎車為電磁渦流剎車, ,下鉆時平穩(wěn)下鉆時平穩(wěn)省力、易控制、增加可靠性省力、易控制、增加可靠性, ,能有效延能有效延長剎車盤和剎車塊的使用壽命。長剎車盤和剎車塊的使用壽命。滾筒開有繩槽，排繩整齊。配有過卷滾筒開有繩槽，排繩整齊。配有過卷閥防碰裝置閥防碰裝置, ,增加了鉆機的安全性增加了鉆機的安全性鉆井機械電子

14、教案鉆井機械電子教案JC70DB絞車結構簡圖絞車結構簡圖鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 2.4 絞車的剎車機構鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 鉆井絞車的剎車包括主剎車和輔助剎車。主剎車用于鉆井絞車的剎車包括主剎車和輔助剎車。主剎車用于各種剎車制動，輔助剎車僅用于下鉆時將鉆柱下放速度各種剎車制動，輔助剎車僅用于下鉆時將鉆柱下放速度剎慢。剎慢。 主剎車是機械式的，主要采用帶剎車，即通常所說的主剎車是機械式的，主要采用帶剎車，即通常所說的剎車機構。剎車機構。 盤式剎車以良好的性能正逐漸為鉆井絞車所接受。由盤式剎車以良好的性能正逐漸為鉆井絞車所接受。由于帶式剎車結構簡單，使用方便，因而今后相當長的

15、時于帶式剎車結構簡單，使用方便，因而今后相當長的時間內(nèi)完全有可能是帶剎車和盤式剎車并存。間內(nèi)完全有可能是帶剎車和盤式剎車并存。 圖圖2-52-5所示為所示為PSPS系列盤式剎車。系列盤式剎車。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案圖圖2-5 PS2-5 PS系列盤式剎車系列盤式剎車鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 剎車的功用是剎慢或剎住被鉆柱載荷所帶動的滾筒，剎車的功用是剎慢或剎住被鉆柱載荷所帶動的滾筒，達到控制滾筒轉動，以調(diào)節(jié)鉆壓，送進鉆具，控制下鉆達到控制滾筒轉動，以調(diào)節(jié)鉆壓，送進鉆具，控制下鉆速度或達到懸持鉆具的目的。速度或達到懸持鉆具的目的。 鉆井過程中司鉆總是手不離剎把，如果剎車機構不夠鉆

16、井過程中司鉆總是手不離剎把，如果剎車機構不夠靈活省力，將加重司鉆的體力勞動強度，帶來操作不便。靈活省力，將加重司鉆的體力勞動強度，帶來操作不便。同時剎車不可靠容易引發(fā)重大溜鉆事故，造成設備損失，同時剎車不可靠容易引發(fā)重大溜鉆事故，造成設備損失，井下事故，甚至危及人身安全。所以剎車是絞車上最重井下事故，甚至危及人身安全。所以剎車是絞車上最重要的部件，因此要求它靈活省力，安全可靠，壽命長。要的部件，因此要求它靈活省力，安全可靠，壽命長。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案2.4.1帶剎車的結構原理1.帶剎車的結構組成 主要由控制部分、傳動部分、制動部分平衡梁和氣剎車等主要由控制部分、傳動部分、制動部分

17、平衡梁和氣剎車等組成。圖組成。圖2-62-6所示為單杠桿剎車機構。所示為單杠桿剎車機構。圖圖2-6 2-6 單杠桿剎車機單杠桿剎車機構構鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案2.剎把調(diào)節(jié)與剎帶、剎車塊的調(diào)整 隨著剎車塊磨損量的增加，剎把終剎位置逐漸降低，隨著剎車塊磨損量的增加，剎把終剎位置逐漸降低，影響操作時就需調(diào)節(jié)剎帶使剎把終剎位置恢復至合適高影響操作時就需調(diào)節(jié)剎帶使剎把終剎位置恢復至合適高度。當磨損到一定程度后，剎車帶需進行整圓或更換新度。當磨損到一定程度后，剎車帶需進行整圓或更換新帶。剎車塊磨損量達到一定厚度時就要更換。帶。剎車塊磨損量達到一定厚度時就要更換。3

18、.剎車機構的潤滑 要按規(guī)定對各部件注入潤滑脂或潤滑油，保持機構潤要按規(guī)定對各部件注入潤滑脂或潤滑油，保持機構潤滑狀況良好。滑狀況良好。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案2.4.2帶剎車機構的基本計算1.絞車的工作計算 1 1）滾筒的纏繩直徑）滾筒的纏繩直徑 滾筒任意一層纏繩直徑可表示為：滾筒任意一層纏繩直徑可表示為： D De e=D=D0 0+d+2(e-1)d +d+2(e-1)d （2-92-9） 式中式中 D D0 0為滾筒直徑；為滾筒直徑；e e為纏繩層數(shù)；為纏繩層數(shù)；D De e為任意一層為任意一層( (或最外層或最外層) )纏繩直徑；纏繩直徑；為修正系數(shù)；為修正系數(shù)；d d為鋼繩直

19、徑。為鋼繩直徑。 2 2）滾筒的平均工作直徑為：）滾筒的平均工作直徑為： D Da a=(D=(D2 2+D+De e)/2 )/2 （2-102-10）式中式中 D D2 2為第二層纏繩直徑；為第二層纏繩直徑；D De e為最外層纏繩直徑。為最外層纏繩直徑。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 3 3）滾筒纏繩總長為：）滾筒纏繩總長為： L=D L=D1 1n+Zl n+Zl （2-112-11） 式中式中 D D1 1為第一層纏繩直徑；為第一層纏繩直徑；n n為層纏繩圈數(shù)；為層纏繩圈數(shù)；Z Z為有效繩數(shù)；為有效繩數(shù)；l l為立根長度。為立根長度。 4 4）快繩速度為：）快繩速度為： V Vfm

20、infmin=D=D2 2n/60 n/60 （2-122-12） V Vfmaxfmax=D=De en/60 n/60 （2-132-13） V Vfafa=D=Da an/60 n/60 （2-142-14） 5 5）大鉤速度為：）大鉤速度為： V Vfminfmin=V=Vfminfmin/=D/=D2 2n/60Z n/60Z （2-152-15） V Vfmaxfmax=V=Vfmaxfmax/D/De en/60Z n/60Z （2-162-16） V Vfafa=V=Vfafa/D/Da an/60Z n/60Z （2-172-17） 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案2.絞車的

21、制動計算 下鉆操作的特點是在下鉆操作的特點是在起鉆過程中作為系統(tǒng)負起鉆過程中作為系統(tǒng)負載的鉆柱載荷成為下鉆載的鉆柱載荷成為下鉆過程中系統(tǒng)的動力，帶過程中系統(tǒng)的動力，帶動整個系統(tǒng)運動，而絞動整個系統(tǒng)運動，而絞車上必須裝置包括機械車上必須裝置包括機械剎車和輔助剎車的制動剎車和輔助剎車的制動裝置來吸收鉆柱下放時裝置來吸收鉆柱下放時釋放的能量。釋放的能量。 制動裝置把吸收的能制動裝置把吸收的能量轉變?yōu)闊崮芤萆⒌嚼淞哭D變?yōu)闊崮芤萆⒌嚼鋮s水或空氣中。卻水或空氣中。圖圖2-6 2-6 下鉆操作示意圖下鉆操作示意圖鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 開始下鉆前要稍提鉆柱，開始下鉆前要稍提鉆柱，撒掉吊卡撒掉吊卡(

22、 (或卡瓦或卡瓦) )，摘開離，摘開離合器，剎住鉆柱。下鉆開始合器，剎住鉆柱。下鉆開始時，司鉆將剎把抬起，完全時，司鉆將剎把抬起，完全松開剎帶，整個系統(tǒng)在鉆柱松開剎帶，整個系統(tǒng)在鉆柱作用下以接近自由落體加速作用下以接近自由落體加速度加速。到此時開始剎車，度加速。到此時開始剎車，由于制動裝置即滾筒吸收了由于制動裝置即滾筒吸收了能量，隨著制動力矩的增大，能量，隨著制動力矩的增大，下落加速度逐漸減小。下落加速度逐漸減小。圖圖2-7 2-7 下鉆示意圖下鉆示意圖鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 當鉆柱下放至接近立根當鉆柱下放至接近立根行程終點時，司鉆壓住剎行程終點時，司鉆壓住剎把減速下放，此時制動裝把

23、減速下放，此時制動裝置制動力矩大于鉆柱靜力置制動力矩大于鉆柱靜力矩，加速度為負值（慣性矩，加速度為負值（慣性力為正，向下）。直至到力為正，向下）。直至到達終點，完全剎住鉆柱。達終點，完全剎住鉆柱。 M MM M靜靜M M動動鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 一般安全操作時下鉆速度應控制在一般安全操作時下鉆速度應控制在2 22.52.5米秒米秒以內(nèi)。在不具備安全可靠，靈活的剎車裝置的情況下，以內(nèi)。在不具備安全可靠，靈活的剎車裝置的情況下，下鉆速度過大，容易發(fā)生溜鉆砸轉盤事故，損壞設備。下鉆速度過大，容易發(fā)生溜鉆砸轉盤事故，損壞設備。 顯然，如果鉆柱下放速度較大，且在下放終點前急顯然，如果鉆柱下放

24、速度較大，且在下放終點前急剎車，就會產(chǎn)生很大的沖擊載荷。因此，司鉆在下鉆剎車，就會產(chǎn)生很大的沖擊載荷。因此，司鉆在下鉆行程結束前行程結束前4 45 5米就開始剎車減速，降低鉆柱的下放米就開始剎車減速，降低鉆柱的下放速度，然后剎住鉆柱，這樣就可以把沖擊載荷減小到速度，然后剎住鉆柱，這樣就可以把沖擊載荷減小到最低限度。最低限度。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案1.制動力的確定（1 1）最大制動力矩）最大制動力矩 由于減速下放所產(chǎn)生的慣性力矩，當下鉆終了剎住鉆由于減速下放所產(chǎn)生的慣性力矩，當下鉆終了剎住鉆柱時刻的制動力矩達到最大。柱時刻的制動力矩達到最大。 最大制動力矩為：最大制動力矩為： M Mm

25、axmax=M=M靜靜= (Q= (Qs sDD2 2)/(2Z)/(2Z)s sd d (2-18) (2-18)（2 2）最大制動力）最大制動力 因因M Mmaxmax=F=FbmaxbmaxD Dd d/2/2，即，即 F Fbmaxbmax=F=Fb b=(Q=(Qs sDD2 2)/(ZD)/(ZDd d)s sd d (2-19)(2-19)鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 式（式（2-182-18）和（）和（2-192-19）中的）中的為動載系數(shù)，其值取決為動載系數(shù)，其值取決于下鉆操作。這是因為最大制動力矩產(chǎn)生于鉆柱剎止時，于下鉆操作。這是因為最大制動力矩產(chǎn)生于鉆柱剎止時，此時作

26、用在快繩上的載荷為鉆柱的靜載荷、慣性載荷、此時作用在快繩上的載荷為鉆柱的靜載荷、慣性載荷、振動載荷及沖擊載荷。其中上述前三種載荷與操作無關，振動載荷及沖擊載荷。其中上述前三種載荷與操作無關，而剎止時的沖擊載荷則完全取決于下鉆操作，當下鉆速而剎止時的沖擊載荷則完全取決于下鉆操作，當下鉆速度低度低( (如以如以1 m1 ms s速度下放速度下放) )，行程結束前提前，行程結束前提前4 45 5米就米就開始減速平穩(wěn)剎住鉆柱，沖擊載荷很小，開始減速平穩(wěn)剎住鉆柱，沖擊載荷很小，1.51.5；如；如以高速以高速(2m(2ms)s)下放，并在終點急剎車，沖擊載荷較大，下放，并在終點急剎車，沖擊載荷較大，2.

27、52.5。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案2.剎帶兩端的拉力 剎帶兩段端拉力的關系：剎帶兩段端拉力的關系：T=teT=teuaua 制動力與兩端拉力的關系：制動力與兩端拉力的關系：T=t+FT=t+Fb b 所以得：所以得：t tmaxmax=F=Fbmaxbmax/(e/(euaua-1)-1) T Tmaxmax=F=Fbmaxbmaxe euaua/(e/(euaua-1) -1) 3.剎車杠桿傳動比 剎車杠桿指剎把、曲拐軸、曲拐連桿等構件，其作用是將剎把剎車杠桿指剎把、曲拐軸、曲拐連桿等構件，其作用是將剎把上的操作力放大若干倍以滿足剎止鉆柱時活端總拉力上的操作力放大若干倍以滿足剎止鉆柱

28、時活端總拉力t t的需要。的需要。 （1 1）單杠桿剎車機構為：）單杠桿剎車機構為： i=t/F=(l/r)cos/sin(+) (2-20) i=t/F=(l/r)cos/sin(+) (2-20)（2 2）雙杠桿剎車機構為：）雙杠桿剎車機構為： i=t/F=(l/r)b(cos)/asin(+) (2-21) i=t/F=(l/r)b(cos)/asin(+) (2-21)鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案圖圖2-8 2-8 單杠桿帶剎車機構示意圖單杠桿帶剎車機構示意圖鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案圖圖2-9 2-9 雙杠桿帶剎車機構示意圖雙杠桿帶剎車機構示意圖鉆井機械電子教案鉆井機械電子

29、教案 剎車機構主要由制動部分剎車機構主要由制動部分( (剎帶剎帶1 1，剎車鼓，剎車鼓2)2)、控制部分、控制部分( (剎把剎把4)4)、傳動部分、傳動部分( (傳動杠桿或稱剎車曲軸傳動杠桿或稱剎車曲軸3)3)、輔助部分、輔助部分( (平衡梁平衡梁6 6和和調(diào)整螺釘調(diào)整螺釘7)7)、氣剎車等組成、氣剎車等組成。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 剎車時，操作剎把剎車時，操作剎把4 4轉動傳動杠桿轉動傳動杠桿3 3通過曲拐拉曳剎帶通過曲拐拉曳剎帶1 1活端使活端使之抱緊剎車毅。剎把之抱緊剎車毅。剎把4 4同時轉動司鉆閥同時轉動司鉆閥5 5以啟動、調(diào)節(jié)氣剎車以啟動、調(diào)節(jié)氣剎車8 8的的氣缸壓力。氣剎

30、車對傳動杠桿的作用與剎把相同，故起省力作用。氣缸壓力。氣剎車對傳動杠桿的作用與剎把相同，故起省力作用。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 平衡梁平衡梁6 6是用來均衡左右兩剎帶的松緊程度，以保證它們受力均是用來均衡左右兩剎帶的松緊程度，以保證它們受力均勻。當剎車塊磨損使剎帶與剎車鼓之間的初始間隙增大，導致剎勻。當剎車塊磨損使剎帶與剎車鼓之間的初始間隙增大，導致剎把剎止角過低時，可以通過調(diào)整螺釘，將剎帶與剎車鼓之間的間把剎止角過低時，可以通過調(diào)整螺釘，將剎帶與剎車鼓之間的間隙調(diào)整到合適的初始間隙。隙調(diào)整到合適的初始間隙。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 剎帶由彈簧鋼板制成，用帶彈簧的螺釘掛在絞車外

31、殼上，松開剎帶由彈簧鋼板制成，用帶彈簧的螺釘掛在絞車外殼上，松開剎車時，彈簧使剎帶均勻脫離剎車鼓剎車時，彈簧使剎帶均勻脫離剎車鼓; ; 剎車塊鉚接在剎帶上，它剎車塊鉚接在剎帶上，它由耐熱、耐磨，具有較大摩擦系數(shù)的石棉塑膠或石棉編制品壓制由耐熱、耐磨，具有較大摩擦系數(shù)的石棉塑膠或石棉編制品壓制而成。而成。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案通過上述分析，可以得出以下結論: 1)1)帶剎車的制動力矩與剎帶和剎車鼓之間的圍抱角和帶剎車的制動力矩與剎帶和剎車鼓之間的圍抱角和摩擦系數(shù)有關。對于采用單杠桿機構的帶剎車，常采用摩擦系數(shù)有關。對于采用單杠桿機構的帶剎車，常采用較大的圍抱角較大的圍抱角( (如如11

32、/6)11/6)。即使如此，在剎住最大鉆柱。即使如此，在剎住最大鉆柱時，也需很大的剎把力。時，也需很大的剎把力。 2)2)采用雙杠桿機構既省力，又安全。采用雙杠桿機構既省力，又安全。 3)3)結構簡單緊湊，便于維修。結構簡單緊湊，便于維修。 4)4)只能用于單向制動。只能用于單向制動。 5)5)活動端和固定端剎車塊磨損不一致?；顒佣撕凸潭ǘ藙x車塊磨損不一致。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案2.4.3液壓盤式剎車的結構組成與工作原理 目前國內(nèi)外在用的石油鉆機絞車上，廣泛應用著帶目前國內(nèi)外在用的石油鉆機絞車上，廣泛應用著帶剎車系統(tǒng)。但由于帶剎車系統(tǒng)的固有工作特性的限制，剎車系統(tǒng)。但由于帶剎車系統(tǒng)的

33、固有工作特性的限制，已不能充分滿足深井和超深井作業(yè)和緊急狀態(tài)下剎車的已不能充分滿足深井和超深井作業(yè)和緊急狀態(tài)下剎車的需要，例如需要，例如: :剎車力矩不足，性能不穩(wěn)定，操作費力，剎車力矩不足，性能不穩(wěn)定，操作費力，剎車不靈敏，耐熱衰減性能差等，致使在鉆井作業(yè)或緊剎車不靈敏，耐熱衰減性能差等，致使在鉆井作業(yè)或緊急狀態(tài)剎車時時有溜鉆和頓鉆事故發(fā)生。急狀態(tài)剎車時時有溜鉆和頓鉆事故發(fā)生。 所以，安全、方便、靈敏的新型盤式剎車應運而生所以，安全、方便、靈敏的新型盤式剎車應運而生。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 盤式剎車為盤鉗式液壓剎車，數(shù)十年前即已在機車，盤式剎車為盤鉗式液壓剎車，數(shù)十年前即已在機車，

34、汽車，飛機及礦山提升機等獲得了成功運用。它已被成汽車，飛機及礦山提升機等獲得了成功運用。它已被成功地引入到了鉆井絞車。功地引入到了鉆井絞車。 現(xiàn)國外的盤式剎車絞車已完成系列化推廣運用工作?，F(xiàn)國外的盤式剎車絞車已完成系列化推廣運用工作。 國內(nèi)從國內(nèi)從9090年代開始研制盤式剎車，先在修井機絞車上年代開始研制盤式剎車，先在修井機絞車上使用，后來開始引入鉆井絞車，現(xiàn)國內(nèi)新生產(chǎn)的使用，后來開始引入鉆井絞車，現(xiàn)國內(nèi)新生產(chǎn)的4040級別級別( (包括包括ZJ40/2250)ZJ40/2250)以下的鉆機絞車主要配用盤式剎車，以下的鉆機絞車主要配用盤式剎車，同類級別在用鉆機絞車剎車也開始進行改裝，超重型鉆同

35、類級別在用鉆機絞車剎車也開始進行改裝，超重型鉆機盤式剎車絞車已研制成功。機盤式剎車絞車已研制成功。 圖圖2-102-10所示，為所示，為SY-PSSY-PS盤式剎車。盤式剎車。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案圖圖2-10 SY-PS2-10 SY-PS盤式剎車盤式剎車鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 根據(jù)技術發(fā)展預測，隨著石油鉆機絞車盤式剎車的技術發(fā)展，根據(jù)技術發(fā)展預測，隨著石油鉆機絞車盤式剎車的技術發(fā)展，在新設計的絞車中會主要采用盤式剎車，而在用絞車亦將逐步改在新設計的絞車中會主要采用盤式剎車，而在用絞車亦將逐步改造成盤式剎車，盤式剎車取代剎車的進程將逐步加快。造成盤式剎車，盤式剎車取代剎車

36、的進程將逐步加快。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 液壓盤式剎車裝置由制動執(zhí)液壓盤式剎車裝置由制動執(zhí)行機構、液壓站及操作系統(tǒng)三部分行機構、液壓站及操作系統(tǒng)三部分組成。組成。 執(zhí)行機構由剎車盤、剎車鉗、執(zhí)行機構由剎車盤、剎車鉗、鉗架三部分組成，鉗架三部分組成，剎車盤與剎車鉗剎車盤與剎車鉗上的剎車塊組成制動偶件。上的剎車塊組成制動偶件。其中剎其中剎車鉗又分為常開式工作鉗和閉式安車鉗又分為常開式工作鉗和閉式安全鉗兩種型式。全鉗兩種型式。 液壓站是動力源，為執(zhí)行機液壓站是動力源，為執(zhí)行機構提供必須的液壓動力；操作系統(tǒng)構提供必須的液壓動力；操作系統(tǒng)是動力控制環(huán)節(jié)。是動力控制環(huán)節(jié)。鉆井機械電子教案鉆井機械

37、電子教案液壓盤式剎車裝置示意圖液壓盤式剎車裝置示意圖 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案o液壓盤式剎車裝置外形圖液壓盤式剎車裝置外形圖鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 制動執(zhí)行機構制動執(zhí)行機構 1滾筒滾筒 2剎車盤剎車盤 3鉗架鉗架 4工作鉗工作鉗 5安全鉗安全鉗 6過渡板過渡板 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案1) 剎車盤剎車盤剎車盤是剎車系統(tǒng)的核心部件之一，與剎車塊組成剎車副。一般每剎車盤是剎車系統(tǒng)的核心部件之一，與剎車塊組成剎車副。一般每臺產(chǎn)品配備兩個剎車盤，安裝在絞車滾筒兩端。臺產(chǎn)品配備兩個剎車盤，安裝在絞車滾筒兩端。按結構

38、形式分為：水冷式、風冷式和實心剎車盤三種。按結構形式分為：水冷式、風冷式和實心剎車盤三種。 水冷式剎車盤內(nèi)部設有水冷通道，在剎車盤內(nèi)徑處設有進、出水冷式剎車盤內(nèi)部設有水冷通道，在剎車盤內(nèi)徑處設有進、出水口；外徑處設有放水口，用來放盡通道內(nèi)的水，以防止寒冷水口；外徑處設有放水口，用來放盡通道內(nèi)的水，以防止寒冷氣候時剎車盤凍裂；正常工作時，放水口用螺塞封住。剎車系氣候時剎車盤凍裂；正常工作時，放水口用螺塞封住。剎車系統(tǒng)工作時，給剎車盤通冷卻循環(huán)水，以平衡剎車副摩擦產(chǎn)生的統(tǒng)工作時，給剎車盤通冷卻循環(huán)水，以平衡剎車副摩擦產(chǎn)生的熱量。熱量。 風冷式剎車盤內(nèi)部有自然通風道，靠自然通風道和表面散熱。風冷式剎

39、車盤內(nèi)部有自然通風道，靠自然通風道和表面散熱。 實心剎車盤靠表面散熱，主要用于修井機和小型鉆機。實心剎車盤靠表面散熱，主要用于修井機和小型鉆機。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案盤盤式式剎剎車車的的剎剎車車盤盤鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案圖2-12 ZJ50鉆機上的剎車鉗及鉗架鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案4) 鉗架鉗架 鉗架是執(zhí)行機構的基座，工作鉗及安全鉗架是執(zhí)行機構的基座，工作鉗及安全鉗均安裝在該基座上。通常配備兩個鉗鉗均安裝在該基座上。通常配備兩個鉗架，安裝在絞車的底座上，位于滾筒兩架，安裝在絞車的底座上，位于滾筒兩側的前方。側的前方。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案

40、鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案1) 油箱組件油箱組件 油箱組件包括油箱、吸油閥、放油閥、液位液溫油箱組件包括油箱、吸油閥、放油閥、液位液溫計、冷卻器等元器件計、冷卻器等元器件.2) 泵組泵組 o泵組為液壓系統(tǒng)的心臟。系統(tǒng)配備兩臺同樣的柱泵組為液壓系統(tǒng)的心臟。系統(tǒng)配備兩臺同樣的柱塞泵，分別由防爆電機驅動，一臺工作，另一臺塞泵，分別由防爆電機驅動，一臺工作，另一臺備用，工作備用，工作時可交替使用。時可交替使用。3) 控制塊總成控制塊總成 o主要由：油路塊、蓄能器、截止閥、單向閥、安主要由：油路塊、蓄能器、截止閥、單向閥、安全閥和高壓濾油器等元器件組成。全閥和高壓濾油器等元器件組成

41、。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案4) 加油組件加油組件o加油組件由一臺手搖泵、一臺過濾器組加油組件由一臺手搖泵、一臺過濾器組成。油箱加油時，通過加油泵組完成，成。油箱加油時，通過加油泵組完成，以保證油液的清潔度。以保證油液的清潔度。5) 電控柜電控柜 o液壓站的電控箱主要用來控制電機和加液壓站的電控箱主要用來控制電機和加熱器的起、停，電控箱采用隔爆處理。熱器的起、停，電控箱采用隔爆處理。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案液壓盤式剎車裝置五種功能：工作制動：工作制動：通過操作剎車閥的控制手柄，調(diào)節(jié)工作鉗對制動通過操作剎車閥的控制手柄，調(diào)節(jié)工作鉗對制動盤的正壓力，從而為主機提供大小可調(diào)的剎車力矩，

42、滿足盤的正壓力，從而為主機提供大小可調(diào)的剎車力矩，滿足送鉆、起下鉆等不同工況的要求。送鉆、起下鉆等不同工況的要求。緊急制動：緊急制動：遇到緊急情況時，按下紅色緊急制動按鈕，工作遇到緊急情況時，按下紅色緊急制動按鈕，工作鉗、安全鉗全部參與制動，實現(xiàn)緊急剎車。鉗、安全鉗全部參與制動，實現(xiàn)緊急剎車。過卷保護：過卷保護：當游車上升到某位置，由于操作失誤或其它原因，當游車上升到某位置，由于操作失誤或其它原因，應該工作制動而未實施制動時，過卷閥或防碰閥會發(fā)出信應該工作制動而未實施制動時，過卷閥或防碰閥會發(fā)出信號，工作鉗和安全鉗全部參與剎車，實施緊急制動，避免號，工作鉗和安全鉗全部參與剎車，實施緊急制動，避

43、免出現(xiàn)游車碰天車事故。出現(xiàn)游車碰天車事故。駐車制動：駐車制動：當鉆機不工作或司鉆要離開操作臺時，拉下駐車當鉆機不工作或司鉆要離開操作臺時，拉下駐車制動手柄，安全鉗剎車，以防大鉤滑落。制動手柄，安全鉗剎車，以防大鉤滑落。誤操作保護：誤操作保護：當當司鉆未按規(guī)定解除駐車制動、緊急制動時，司鉆未按規(guī)定解除駐車制動、緊急制動時，所有剎車鉗都處在制動狀態(tài)，從而起到了安全保護作用。所有剎車鉗都處在制動狀態(tài)，從而起到了安全保護作用。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案圖2-13a 盤式剎車鉗工作原理 按照剎車鉗缸零油壓時的制動狀態(tài)可分為常開式鉗和常閉式鉗。它們典型的制動工作原理如圖2-13所示。 對于常閉鉗制動

44、方案 (圖2-13a)，由于碟簧作用力可使剎車塊壓向剎車盤，因此增大進入鉗缸的油壓將抵消一部分碟簧作用力，使制動力下降。反之，降低油壓，則可增加制動力。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案安全鉗（常閉式）安全鉗（常閉式）1剎車盤剎車盤 2剎車塊剎車塊 3銷軸銷軸 4杠桿杠桿 5油缸油缸 6活塞活塞 7碟形彈簧碟形彈簧 8調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)螺母鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 對于常開鉗制動方對于常開鉗制動方案案( (圖圖2-13b)2-13b)，由于油，由于油壓作用力可使剎車塊壓壓作用力可使剎車塊壓向剎車盤，因此，增大向剎車盤，因此，增大進入鉗缸的油壓將使制進入鉗缸的油壓將使制動力增大，而降低油壓動力增

45、大，而降低油壓則將使制動力下降。則將使制動力下降。 這樣，操作司鉆手柄，這樣，操作司鉆手柄，使進入鉗缸的油壓連續(xù)使進入鉗缸的油壓連續(xù)變化，可實現(xiàn)對剎車制變化，可實現(xiàn)對剎車制動力的連續(xù)調(diào)節(jié)。動力的連續(xù)調(diào)節(jié)。圖2-13b 盤式剎車鉗工作原理鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 1剎車盤 2剎車塊 3銷軸 4杠桿 5油缸 6活塞工作鉗（常開式）工作鉗（常開式） 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 鉆機盤式剎車全套工作鉗由工作鉗和應急鉗組成。鉆機盤式剎車全套工作鉗由工作鉗和應急鉗組成。前者用于正常鉆進操作前者用于正常鉆進操作( (起下鉆，鉆進起下鉆，鉆進) )過程；后者作為過程；后者作為安全保險用，亦稱安全

46、剎車鉗。安全保險用，亦稱安全剎車鉗。 剎車鉗的結構方案可分為杠桿式和固定鉗兩種，如圖剎車鉗的結構方案可分為杠桿式和固定鉗兩種，如圖2-142-14所示。所示。 杠桿鉗由一中心液缸推動雙活塞反向動作，通過杠桿杠桿鉗由一中心液缸推動雙活塞反向動作，通過杠桿機構對剎車塊加壓機構對剎車塊加壓( (圖圖2-14a2-14a，b)b)。 固定鉗由兩個對置液缸分居剎車盤兩側，分別通過活固定鉗由兩個對置液缸分居剎車盤兩側，分別通過活塞直接對剎車塊加壓塞直接對剎車塊加壓( (圖圖2-14c2-14c，d)d)。 上述每一種又可分為常開式和常閉式兩類，如圖上述每一種又可分為常開式和常閉式兩類，如圖2-152-15

47、所示。所示。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案4 4盤式剎車盤式剎車AHDAHD絞車采用氣絞車采用氣動鉗盤式盤剎動鉗盤式盤剎應急剎車應急剎車鉗鉗主剎車鉗主剎車鉗鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案圖2-15 剎車鉗的結構方案鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 一般來說，常開式剎車鉗是工作鉗、開式鉗的剎車力一般來說，常開式剎車鉗是工作鉗、開式鉗的剎車力來源于液壓力，有油壓時對剎車盤實施制動。用于控制來源于液壓力，有油壓時對剎車盤實施制動。用于控制鉆壓和各種情況下的剎車。鉆壓和各種情況下的剎車。常閉式剎車鉗是安全鉗、閉式鉗的剎車力來源于碟簧的常閉式剎車鉗是安全鉗、閉式鉗的剎車力來源于碟簧的彈簧力，無油壓時

48、剎車。常閉鉗用于懸持情況下的駐剎。彈簧力，無油壓時剎車。常閉鉗用于懸持情況下的駐剎。絞車剎車工作鉗采用常開式的液壓加壓，而應急鉗采用絞車剎車工作鉗采用常開式的液壓加壓，而應急鉗采用常閉式的彈簧加壓。常閉式的彈簧加壓。 盤式剎車采用杠桿鉗以便利用杠桿增力倍數(shù)不致使液盤式剎車采用杠桿鉗以便利用杠桿增力倍數(shù)不致使液壓系統(tǒng)工作壓力過高，而采用固定鉗則可以使結構緊湊，壓系統(tǒng)工作壓力過高，而采用固定鉗則可以使結構緊湊，可靠性亦較高?？煽啃砸噍^高。 液壓系統(tǒng)的設計要保證在緊急情況下安全鉗回油，工液壓系統(tǒng)的設計要保證在緊急情況下安全鉗回油，工作鉗進油而使它們同時剎止剎車盤作鉗進油而使它們同時剎止剎車盤(雙剎保

49、險雙剎保險)，在油泵，在油泵斷電時能利用儲能器臨時工作。斷電時能利用儲能器臨時工作。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案3.液壓盤式剎車的特點 與帶剎車相比，盤式剎車具有以下優(yōu)點與帶剎車相比，盤式剎車具有以下優(yōu)點: : 1) 1)剎車平穩(wěn)、性能穩(wěn)定、熱衰退性較小。剎車平穩(wěn)、性能穩(wěn)定、熱衰退性較小。 2)2)整體剎車盤，內(nèi)部有水冷內(nèi)腔，可把連續(xù)剎車產(chǎn)生整體剎車盤，內(nèi)部有水冷內(nèi)腔，可把連續(xù)剎車產(chǎn)生的熱量很快帶到剎車盤外面，不使剎車盤過熱，具有較的熱量很快帶到剎車盤外面，不使剎車盤過熱，具有較好的剎車性能、摩擦系數(shù)穩(wěn)定、使用壽命較長。好的剎車性能、摩擦系數(shù)穩(wěn)定、使用壽命較長。 3)3)采用高合金鋼制造剎

50、車盤，剎車盤表面具有較高的采用高合金鋼制造剎車盤，剎車盤表面具有較高的硬度，耐磨性能好，使用壽命長，更換易損件次數(shù)較少。硬度，耐磨性能好，使用壽命長，更換易損件次數(shù)較少。 4)4)鉆井實踐表明鉆井實踐表明: :盤式剎車具有充足的儲備剎車力矩，盤式剎車具有充足的儲備剎車力矩，特別是在水剎車或電磁渦流剎車出現(xiàn)故障時，也能剎住特別是在水剎車或電磁渦流剎車出現(xiàn)故障時，也能剎住最大載荷。最大載荷。 司鉆的控制力小，具有靈敏的操作手感。司鉆的控制力小，具有靈敏的操作手感。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 5) 5)液壓系統(tǒng)工作壓力液壓系統(tǒng)工作壓力為為6.85MPa6.85MPa，最大壓力為，最大壓力為13

51、.7Mpa13.7Mpa，實際使用只需，實際使用只需要四分之一的設計壓力要四分之一的設計壓力就可以剎住最大鉆柱載就可以剎住最大鉆柱載荷，使用安全可靠。荷，使用安全可靠。 6)6)盤式剎車容易控制盤式剎車容易控制和掌握，剎車時沒有噪和掌握，剎車時沒有噪音，對環(huán)境污染較少，音，對環(huán)境污染較少，工人勞動條件改善。工人勞動條件改善。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 7) 7)更換剎車鉗最多不超過更換剎車鉗最多不超過1515分鐘，此外，由于剎車塊分鐘，此外，由于剎車塊壽命長，更換次數(shù)也大大減少。壽命長，更換次數(shù)也大大減少。 8)8)盤式剎車與自動送鉆裝置相結合，可實現(xiàn)優(yōu)良的自盤式剎車與自動送鉆裝置相結合

52、，可實現(xiàn)優(yōu)良的自動送鉆功能。這種一體化技術，具有優(yōu)良的鉆井性能和動送鉆功能。這種一體化技術，具有優(yōu)良的鉆井性能和鉆井質量，還具有較好的各種技術經(jīng)濟指標。鉆井質量，還具有較好的各種技術經(jīng)濟指標。 9)9)液壓控制系統(tǒng)還可實現(xiàn)遙控盤式剎車，這一優(yōu)點對液壓控制系統(tǒng)還可實現(xiàn)遙控盤式剎車，這一優(yōu)點對于井口存在著危險的井進行鉆井是非常重要的，可以確于井口存在著危險的井進行鉆井是非常重要的，可以確保操作人員的安全。保操作人員的安全。 10)10)采用微機監(jiān)控盤式剎車，如果鉆機提升系統(tǒng)出現(xiàn)采用微機監(jiān)控盤式剎車，如果鉆機提升系統(tǒng)出現(xiàn)超速、超載荷或超位以及鉆機功率不足時，盤式剎車可超速、超載荷或超位以及鉆機功率不

53、足時，盤式剎車可以自動剎車，確保安全作業(yè)。以自動剎車，確保安全作業(yè)。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案4. 盤式剎車的發(fā)展 盤式剎車經(jīng)過十多年的實踐，基本結構沒有大的變化，盤式剎車經(jīng)過十多年的實踐，基本結構沒有大的變化，其中發(fā)展主要體現(xiàn)于以下方面其中發(fā)展主要體現(xiàn)于以下方面: : 1) 1)剎車盤的結構改進：除有風冷和水冷結構之外，由剎車盤的結構改進：除有風冷和水冷結構之外，由于剎車力矩儲備較大，在中小型石油鉆機中，有可能減于剎車力矩儲備較大，在中小型石油鉆機中，有可能減少為一個剎車盤。只用一個剎車盤，簡化剎車結構、降少為一個剎車盤。只用一個剎車盤，簡化剎車結構、降低成本、提高指標。低成本、提高指

54、標。 2)2)剎車鉗的結構改進：取消雙活塞液缸和杠桿增力機剎車鉗的結構改進：取消雙活塞液缸和杠桿增力機構，改為兩個液缸直接控制剎車塊。構，改為兩個液缸直接控制剎車塊。 將工作剎車鉗由常開式改為常閉式結構，用工作剎車將工作剎車鉗由常開式改為常閉式結構，用工作剎車鉗代替緊急剎車鉗。在每個剎車盤上只用一種常閉式工鉗代替緊急剎車鉗。在每個剎車盤上只用一種常閉式工作剎車鉗。減少品種、通用性和互換性好，易損件儲備作剎車鉗。減少品種、通用性和互換性好，易損件儲備品種也大大地減少。品種也大大地減少。 鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 3) 3)自動送鉆與盤式剎車一體化技術：這種一體化技術是繼盤式自動送鉆與盤式

55、剎車一體化技術：這種一體化技術是繼盤式剎車問世以來，又派生出來的一種新技術，它具有送鉆更均勻、剎車問世以來，又派生出來的一種新技術，它具有送鉆更均勻、鉆井質量高、取芯率高、井眼軌跡偏移小、經(jīng)濟效益好、事故少鉆井質量高、取芯率高、井眼軌跡偏移小、經(jīng)濟效益好、事故少等優(yōu)點，具有更高的技術經(jīng)濟指標。等優(yōu)點，具有更高的技術經(jīng)濟指標。 美國美國GH-BearGH-Bear自動送鉆裝置與自動送鉆裝置與GHGHTTETTE型盤式剎車一體化技術就型盤式剎車一體化技術就是其中一例。是其中一例。 此外，盤式剎車對于科學鉆井、自動化鉆井、最優(yōu)化鉆井、智此外，盤式剎車對于科學鉆井、自動化鉆井、最優(yōu)化鉆井、智能化鉆井均

56、顯示了較高的適應性，其發(fā)展前景廣闊。能化鉆井均顯示了較高的適應性，其發(fā)展前景廣闊。 4)4)擴大微機的使用功能：國外正在進一步研究開發(fā)鉆井過程軟擴大微機的使用功能：國外正在進一步研究開發(fā)鉆井過程軟件以及反饋控制系統(tǒng)，利用微機選擇最優(yōu)鉆井工況參數(shù)，并監(jiān)測件以及反饋控制系統(tǒng)，利用微機選擇最優(yōu)鉆井工況參數(shù)，并監(jiān)測各種實時鉆井參數(shù)，以便快速反饋給控制系統(tǒng)，進一步實現(xiàn)全自各種實時鉆井參數(shù)，以便快速反饋給控制系統(tǒng)，進一步實現(xiàn)全自動化鉆井作業(yè)，達到高新技術發(fā)展階段，以實現(xiàn)最高的經(jīng)濟效益。動化鉆井作業(yè)，達到高新技術發(fā)展階段，以實現(xiàn)最高的經(jīng)濟效益。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案 5) 5)新型剎車塊：剎車塊質

57、量是決定剎車性能和使用壽命的關鍵，新型剎車塊：剎車塊質量是決定剎車性能和使用壽命的關鍵，國外正在研究開發(fā)非石棉、耐高溫、剎車性能好、摩擦系數(shù)穩(wěn)定、國外正在研究開發(fā)非石棉、耐高溫、剎車性能好、摩擦系數(shù)穩(wěn)定、壽命長的新型盤式剎車塊，進一步提高盤式剎車的使用性能和使壽命長的新型盤式剎車塊，進一步提高盤式剎車的使用性能和使用壽命。用壽命。 6)6)絞車不用輔助剎車：裝有帶剎車的絞車，輔助剎車絞車不用輔助剎車：裝有帶剎車的絞車，輔助剎車 ( (電磁渦電磁渦流剎車或水剎車流剎車或水剎車) )是一種必不可少的部件。由于盤式剎車具有更是一種必不可少的部件。由于盤式剎車具有更大的剎車力矩儲備，可用盤式剎車直接剎

58、住大鉤最大載荷，所以大的剎車力矩儲備，可用盤式剎車直接剎住大鉤最大載荷，所以絞車可取消輔助剎車，還可用絞車可取消輔助剎車，還可用ACAC電動機進行反饋制動，可提高盤電動機進行反饋制動，可提高盤式剎車的使用壽命。式剎車的使用壽命。 7)7)對于采用氣控制的鉆機的盤式剎車開始采用氣控制盤式剎車，對于采用氣控制的鉆機的盤式剎車開始采用氣控制盤式剎車，從而省去昂貴的液壓控制系統(tǒng)。從而省去昂貴的液壓控制系統(tǒng)。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案2.4.4輔助剎車 由于鉆柱下放時要釋放巨大能量。隨著井深的增加，由于鉆柱下放時要釋放巨大能量。隨著井深的增加，下鉆時釋放的能量愈來愈大，如果只是用絞車的機械剎下鉆時

59、釋放的能量愈來愈大，如果只是用絞車的機械剎車車( (主剎車主剎車) )來吸收這個能量顯然是不能勝任的。因此各來吸收這個能量顯然是不能勝任的。因此各級鉆機包括大型修井機都采用輔助剎車裝置來輔助主剎級鉆機包括大型修井機都采用輔助剎車裝置來輔助主剎車吸收鉆柱下鉆時所釋放的能量。車吸收鉆柱下鉆時所釋放的能量。 鉆機的輔助剎車過去多為水剎車，現(xiàn)在已逐漸被電磁鉆機的輔助剎車過去多為水剎車，現(xiàn)在已逐漸被電磁剎車和依頓盤式剎車所取代。剎車和依頓盤式剎車所取代。 鉆機上曾廣泛使用水剎車作為輔助剎車，但它在低速鉆機上曾廣泛使用水剎車作為輔助剎車，但它在低速運轉時制動扭矩非常低，不能滿足深井下鉆的需要。國運轉時制動

60、扭矩非常低，不能滿足深井下鉆的需要。國內(nèi)從八十年代起逐漸采用電磁場渦流剎車作為輔助剎車。內(nèi)從八十年代起逐漸采用電磁場渦流剎車作為輔助剎車。我國制造的電磁渦流剎車已成為系列，正推廣應用于各我國制造的電磁渦流剎車已成為系列，正推廣應用于各級鉆機。級鉆機。鉆井機械電子教案鉆井機械電子教案1.電磁渦流剎車 電磁渦流剎車（如圖電磁渦流剎車（如圖2-162-16）利用電磁感應原理進行無）利用電磁感應原理進行無磨損制動。它的優(yōu)點是制動性能好，使用壽命長，操作磨損制動。它的優(yōu)點是制動性能好，使用壽命長，操作簡單，無易損件。國內(nèi)外鉆機已廣泛應用。簡單，無易損件。國內(nèi)外鉆機已廣泛應用。1）電磁渦流剎車結構特點 電