钻机盘刹液压控制系统

液压盘刹使用维护操作规程1风险识别与控制措施1.1人身伤害1.1.1遇恶劣天气(大风、大雨、浓雾、大雪等)时，不得进行钻机液压盘刹安装作业。

1.1.2吊车操作人员证件齐全，开具吊装作业许可证，整个作业必须有专人统一指挥。

1.1.3吊臂旋转范围内不许有人，所有作业人员必须正确站位。

1.1.4安装液压盘刹时，在摘、挂绳套时，操作人要站稳、抓牢，防止滑跌，各处护罩与栏杆要齐全牢靠。

1.1.5高处作业挂好安全带，打榔头时戴好护目镜。

1.1.3.4严禁在未停车时检修保养液压盘刹系统，液压盘刹各固定螺丝及护罩齐全紧固，固定达标。

1.1.7在维修液压动力装置任何部分或管线之前，一定要先停泵，并卸掉蓄能器的压力1.2刹车块与刹车盘损坏在钻具下放过程中，特别是高速重载时，严禁长期在半刹（似刹非刹）状态下控制下放速度，以免摩擦块与刹车盘的先期损坏1.3刹车盘龟裂刹车盘在高温时严禁急淋冷水，以免产生聚冷龟裂。

下钻前要开动水泵进行冷却水循环，直到下钻完毕时持续循环10～15分钟后才能关闭水泵。

1.4刹车失灵严禁油类或硬物进入刹车盘与摩擦块之间，以免打滑或损坏刹车盘。

1.5上顶下砸过卷阀、数显防碰装置调整到合适位置，刹把操作要提前减速。

1.3.4液压盘刹的损坏起下钻过程中，特别在快速起下钻过程中，严禁操作驻车制动手柄、紧急制动按钮。

否则将造成钻机设备的严重损害。

2操作规程开机前的准备工作：检查各管路连接是否正确；开启吸油口阀门、柱塞泵泄油口阀门；关闭蓄能器组回油阀门；接通外部电源；开启气源。

！警告！开机前，必须确保柱塞泵吸油口和泄油口的截止阀都已经打开，否则将造成柱塞泵的严重损坏。

！注意！驻车制动只有安全钳参与制动。

为了确保安全钳油缸内大刚度碟簧有足够的弹力，每12个月至少更换一次碟簧组。

3维护与保养由于在盘式刹车装置应用了液压系统，它比传统的带刹车要复杂得多。

特别是一些对污染物敏感的液压泵、液压阀及液压油缸等，这些高性能元器件引入需要比带刹车装置给予更多、更精心地保养。

盘刹及液压站操作维护保养规程一、盘刹及液压站操作规程（一）准备工作1.检查所有外围接线是否正确。

2.检查各管路连接是否正确。

3.打开蓄能器截止阀。

4.合上电控箱空气开关接通电源。

5.开启气源；（二）启动正常工作1.工作刹车正常钻井时，工作钳为主刹车。

刹车手柄的位置由零位到最大位置对应着零刹车力到最大刹车力。

在工作中，若发现工作钳刹车滞后，应及时调整刹车块与刹车盘之间的间隙以及检查蓄能器压力并补充氮气。

司钻应根据刹车钳压力表的显示来确定刹车力大小，且勿猛拉猛推刹车手柄。

2.紧急刹车正常工作时应旋出紧急制动按钮。

当司钻离开操纵台、停机、或者遇到紧急场合时按下紧急制动按钮，工作钳和安全钳同时参与制动进行刹车，工作钳压力表显示为系统压力，安全钳压力表显示为零。

司钻离开司钻房或者停机时必须按下紧急制动按钮，确认工作钳压力为系统压力，安全钳压力为零。

否则会造成严重事故。

3.驻车刹车正常工作时将驻车阀手柄扳到“释放”位置，使安全钳缸进油，压缩蝶簧从而解除安全钳的刹车。

当停机、司钻离开操纵台或调整安全钳间隙时（需要单独打开或者锁紧安全钳），驻车阀手柄扳到“驻车”位置，安全钳刹车。

4.辅助刹车电磁涡流刹车或其它型式的刹车为辅助刹车，为了降低摩擦块及摩擦盘磨损，减少摩擦盘的发热量，特别是悬重大、井深、游车下放速度快时用好辅助刹车尤为重要。

5.防碰刹车当防碰过卷阀、天车防碰阀或电子防碰起作用时，将一个气信号送给控制回路，工作钳和安全钳同时进行刹车，实现防碰紧急刹车。

二、盘刹及液压站维护保养规程1.在滚筒缠绳后，检查安全钳和工作钳两控制管线是否接反，否则控制手柄的释放和刹车功能相反，紧急制动按钮按下去后则变成了完全打开的状态，容易造成重大安全事故。

2.检查电控盘刹的电控开关常开与常闭端子是否接反，否则同样会造成控制手柄释放和刹车功能相反，容易造成重大安全事故。

3.在绞车缠绳后，严禁盘刹管线、不同型号阀类零件、电气元件互相替代，防止发生重大事故。

石油钻机液压盘式刹车安装操作与维护保养规程1 范围本规程规定了液压盘式刹车的安装、操作及维护保养的方法。

本规程适用于液压盘式刹车。

2 安装2.1 安装刹车盘2.1.1 刹车盘的工作表面对滚筒轴的跳动不大于0.3mm。

2.1.2 刹车盘清洗干净，摩擦面严禁沾染任何油污。

2.1.3 对于水冷式刹车盘，还需联接进、出水管。

2.2 安装刹车钳、钳架2.2.1 将上、下过渡板紧固于钳架上。

2.2.2 将刹车钳安装于钳架上，应转动灵活、无卡阻、无蹩劲现象。

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。

2.2.3整体安装到绞车。

2.3 安装找正要求：2.3.1 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。

2.3.2 钳架与刹车盘应平行、对中，偏差为±1mm。

2.3.3 刹车块应包容在刹车盘之内。

2.3.4 所有刹车块应平行、完整的贴合刹车盘，贴合面不少于75%。

2.3.5 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。

2.4 安装液压站、操作台将液压站、操作台安装于设计位置。

2.5连接液压管路2.5.1 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。

2.5.2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。

2.5.3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。

2.5.4 液压管路间隔1.5～2米应有管夹固定。

2.5.5 管路布置应位于安全地带，避免损伤。

2.6 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。

2.7 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进行接线。

接线的插头或插座应符合相关技术标准和安全防爆规范。

- 21 -第9期1-液压站；2-操作台；3-液压盘式刹车图1 液压盘式刹车及其液压站石油钻机盘式刹车液压系统浅析张向龙1，肖生珺2，武哲1，邓文杰1，张海万1（1.兰州兰石重工有限公司， 甘肃 兰州 730314）（2.兰州兰石国际工程公司， 甘肃 兰州 730314）[摘 要] 液压盘式刹车广泛运用于石油钻机中，液压站是专门为石油钻机设计配套的液压辅助设备，主要为石油钻机液压盘式刹车的工作提供动力源。

本文结合盘式刹车工况，分析了几种较常用的盘刹液压系统，钻机设计应选择更合理、更安全可靠的液压系统。

[关键词] 液压盘式刹车；石油钻机；液压站；分析比较作者简介：张向龙（1983—），男，甘肃靖远人，本科学历，工学学士，工程师。

研究方向：石油钻机总体设计、锻压操作机设计。

1 液压盘式刹车及液压站简介本世纪初，随着液压技术逐步运用于多种工程技术领域，石油钻采行业装备技术水平随之更新换代，液压盘式刹车技术开始广泛运用于石油钻机绞车的制动中。

它有着制动可靠、制动力矩大、反应灵敏、能量损耗小等优点。

经过多年的优化改进，现已成为石油钻机中至关重要的设备。

1.1 液压盘式刹车液压盘式刹车为钻机的制动装置，它由刹车钳、钳架、刹车盘组成，刹车钳分为常开式工作钳和常闭式安全钳两种型式。

可实现实际工况中工作制动、紧急制动、驻车制动、过卷制动等几种制动方式。

1.2 盘式刹车所配液压站此装置为盘式刹车提供动力源，通常分为动力单元、控制单元、辅助单元。

动力单元通常选用恒压变量柱塞泵及三相异步交流防爆电机，恒压变量柱塞泵具有压力平稳、噪音低、输出功率大、系统发热低等优点，能满足盘刹液压系统的工作要求。

控制单元中通常采用电磁阀控制刹车钳，为保证系统安全正常工作，在动力单元后配系统安全阀。

系统配备加油组件，加油组件由一台手摇泵、过滤器组成，油箱加油时，通过加油泵组完成，以保证油液的清洁度。

辅助元件：为保证系统正常工作需要设置油温液位计、进油滤清器、回油滤清器、空气过滤器、电加热器等辅助元件。

液压盘式刹车装置应安全使用刹车系统是钻井机械的关键要害装置。

钻井作业过程中主要承担以下工作：起下钻时，刹慢或刹住滚筒，控制下放速度，悬持钻柱；旋转作业时，控制滚筒转动，调节钻压，送进钻具。

在美国，刹车系统被认为“对钻井效果影响极大”；在欧洲，刹车系统被称为“一种非常危险的装置”；在我国油田，广泛流传着“司钻手中三条命”的说法，这些都表明了刹车装置对于钻井作业的重要性。

重视安全作业问题液控盘式刹车是一项集液压动力、液压传动及控制和机构执行于一体的新技术。

该产品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。

液压盘式刹车装置的应用，不但改变了传统的带式刹车长期制约钻井技术进步的现状，提高了钻井的技术性能，改善了一线操作人员的劳动条件，提高了钻井的安全可靠性，而且为自动化钻井、智能化钻井解决了一项钻机核心部件的基础性关键技术。

但是，近几年随着石油勘探任务的加重，钻井作业队的数量不断增加，钻井作业过程中安全问题不容乐观。

特别是替代传统的带式刹车的新型液压盘式刹车装置是近几年才推广的新技术，由于仿冒产品的相继流入市场，过去使用带式刹车经常发生的顿钻、溜钻事故现在又重新抬头，时有发生，给钻井生产带来了严重的安全隐患。

钻机刹车装置是一个应引起包括研发、设计、采购、生产、使用及维修各个环节都要高度重视的关键部件。

为推广、应用好液压盘式刹车装置，尽量避免钻修井设备再因刹车问题产生事故，作为国内最早进行石油设备用液压盘式刹车技术的研究，并一直推广其应用的科研机构，中国石油勘探开发研究院采油采气装备所（原石油机械研究所）液压盘式刹车技术人员协同生产、应用方面的人员在认真总结液压盘式刹车装置使用经验的基础上，写成本文，希望给液压盘式刹车装置的现场使用人员提供可以借鉴的意见。

典型事故案例案例1：2008年2月，某钻井队在钻井接单根时发生顿钻事故。

液压钻机的液压系统设计_毕业设计精品液压钻机是一种利用液压能量进行工作的设备，液压系统设计对于液压钻机的性能和工作效率具有重要影响。

液压钻机的液压系统设计需要考虑以下几个方面：液压系统的工作原理、系统的组成部分、控制方式、液压元件的选型和系统参数的计算与估算等。

首先，液压钻机液压系统的工作原理是通过液压泵将液压油压力传递给液压马达或液压缸，从而产生的力和运动。

液压泵通过驱动机械将机械能转化为液压能，并提供所需的流体压力。

液压马达或液压缸则通过液压油的流动将液压能转化为机械能，从而实现工作。

液压钻机液压系统的组成部分一般包括液压泵、液压马达或液压缸、液压控制阀、油箱、管路和配件等。

液压泵用于提供流体压力，液压马达或液压缸用于转化液压能为机械能，液压控制阀用于控制流体进出液压马达或液压缸，油箱用于储存液压油，管路和配件用于连接和配合各个部分。

液压钻机液压系统的控制方式可以分为手动控制和自动控制两种。

手动控制方式需要操作人员手动控制液压控制阀的开关，从而实现液压机件的启动、停止和控制。

自动控制方式则通过电气控制系统或其他控制装置，根据设定的程序或信号控制液压系统的工作状态和运动。

液压钻机液压系统中的液压元件选型需要根据工作条件和要求，选择合适的液压泵、控制阀、油缸和油管等。

根据所需的流量和压力，选择适当类型和规格的液压泵；根据工作负荷和速度，选择合适的液压马达或液压缸；根据工作方式和控制要求，选择合适的液压控制阀；根据工作环境和特殊要求，选择适当的油管和配件。

液压钻机液压系统参数的计算与估算是设计过程中的重要环节。

通过对钻机工作负荷、速度、压力等因素的分析和估算，计算出液压系统的流量、压力、功率以及油箱容积等参数。

同时，还需要考虑液压系统的稳定性和可靠性，通过合理的设计和计算，确保系统能够满足实际工作需求。

综上所述，液压钻机的液压系统设计是一个涉及多个方面的复杂任务，需要综合考虑液压系统的工作原理、组成部分、控制方式、液压元件的选型和系统参数的计算估算等因素。

ZJ70/4500D钻机试验大纲
主要部件（系统）的调试——液压盘刹的调试（表7）
1、调试前的准备工作：
1）检查蓄能器充氮压力为4MPa；
2）开启吸油口截止阀、柱塞泵泄油口截止阀，关闭蓄能器截止阀；
3）点动电动机，检查其旋转方向是否正确（柱塞泵旋向为顺时针，即按泵上红色箭头方向）。

2、调试：
1）启动电动机，按使用说明书的要求调定系统额定压力（9.5MPa），并观察液压站上的压力表是否稳定在调定值；
2）排气：轻拉工作刹车手柄，使工作钳压力为1MPa左右，稍微旋松工作钳油缸上的放气螺塞，等排出的油液不含气沫为止。

逐个给工作钳放气。

在安全钳油缸有压时，按同样方法给安全钳油缸放气；
3）拉工作刹车手柄，左右钳压力达到最大值，拔出紧急按钮，驻车手柄推到“松”位，3个压力表显示都是系统压力值，然后停机，保压10min，检查液压站上的压力表的表值，若压力表的表值不变，则系统正常，若减小，则系统有渗漏，应及时解决；
4）调节安全钳刹车间隙，使刹车盘与刹车块的间隙约为0.5mm；
5）调节工作钳刹车间隙，使刹车盘与刹车块的间隙约为1.0mm；
6）缓缓拉下工作刹车手柄，检查左右路压力是否平稳上升，工作钳动作是否灵敏、响应是否迅速；
7）贴磨刹车块。

新刹车块须贴磨到与刹车盘的接触面积达到75%以上才能使用。

贴磨时应注意控制刹车油压，一般在3MPa以下磨合。

1。

液压盘式刹车装置培训教材中国石油勘探开发研究院采油采气装备所任丘市博科机电新技术有限公司2011-10-10目录一. 机构组成 (2)1．液压站 (3)2．操纵机构 (6)3．执行机构 (8)二. 装置调试 (9)1．系统压力的调定（出厂前已调好） (9)2．现场安装调试内容 (10)三. 操作使用 (11)1．工作制动 (11)2．驻车制动 (12)3．紧急制动 (12)四. 维护保养 (13)1．注意检查事项 (13)2．关键元器件的拆装和更换 (14)五. 故障检修 (18)前言本培训教材针对中油中国石油勘探开发研究院采油采气装备所（原机械研究所）设计生产的液压盘式刹车装置，其它液压盘式刹车装置不一定适合参考。

中国石油勘探开发研究院采油采气装备所为各钻井总公司钻机配套的液压盘式刹车装置为液控操作控制方式，下面以液控操作盘式刹车为基础进行讲解。

一.机构组成液压盘式刹车系统主要由三部分组成，液压站、操作台、执行机构（执行机构又包括钳架、刹车盘和刹车钳三部分，刹车钳有工作钳和安全钳之分）。

液压站、操作台和执行机构三部分之间用液压管线连接，管线分为:从液压站到操作台有四根管线（ZJ40、ZJ50、ZJ70 ），分别为P1、P2、P3、T，其中P1管线通过液压阀的控制给安全钳一路供油，P2、P3经液压阀控制后分别给两路工作钳（左右路工作钳）供油，T为系统回油。

从操作台到执行机构的刹车钳油缸有B1、B2、B3三根液压管线连接。

其中B1管线接安全钳油缸，B2、B3管线接工作钳油缸。

ZJ30LDB、ZJ30DB钻机配套的液压盘式刹车液压管线从液压站到操作台有三根管线，分别为P1、P2、T，其中P1管线通过液压阀的控制给安全钳一路供油，P2经液压阀控制后给两路工作钳（左右路工作钳）供油，T为系统回油。

从操作台到执行机构的刹车钳油缸有B1、B2两根液压管线连接。

其中B1管线接安全钳油缸，B2管线接工作钳油。

盘刹基本信息见下表：1．液压站液压站又叫液压源，是为盘刹系统提供必需的液压动力的装置。

液压钻机原理
液压钻机是一种利用液压原理驱动的钻机设备。

其主要原理是通过液压系统将液体压力转化为机械动力，实现钻孔操作。

液压钻机的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 液压系统供油：液压系统通过泵将液体压力转化为动力，并将液压油送至钻机各个液压元件。

2. 钻杆下拨：通过液压缸驱动，下拨钻杆使钻头接触到钻孔底部。

液压系统会控制液压缸的运动，使钻杆能够下拨到指定位置。

3. 钻杆旋转：液压马达通过液压系统提供的动力，驱动钻杆进行旋转。

钻杆的旋转使得钻头能够快速而稳定地进行钻孔操作。

4. 起吊钻杆：当钻杆需要被抬起时，液压系统会通过液压缸来实现钻杆的升起，使得钻头离开钻孔底部。

液压系统会控制液压缸的运动，将钻杆顺利起吊到指定位置。

5. 冲洗孔道：液压系统还可以通过水泵提供压力，将清水从钻杆中注入钻孔中，冲洗孔道，确保钻孔作业的顺利进行。

通过液压原理的利用，液压钻机可以实现高效、精确、稳定的钻孔操作。

其优势包括力量大、转速可调、操作简单等特点，在矿山、建筑工程、水电工程等领域有着广泛的应用。

液压盘式刹车装置（机械）使用维护手册2008年5月目录1.概述液压盘式刹车装置为机、电、液一体化产品，它是绞车的重要部件。

了解熟悉其结构、原理和性能并正确使用与维护该装置，对保证钻机的安全可靠运行具有重要的指导意义。

液压盘式刹车装置由液压站、操纵台、制动执行机构及管路部分组成。

液压站是动力源，执行机构包括常开式工作钳和常闭式安全钳、钳架、刹车盘等，操纵台是执行机构的控制中心，它通过手动操作换向阀组，对制动执行机构的动作进行控制。

1.1 该装置具有以下五种功能1.1.1工作制动通过操作刹车阀的操作手柄，调节工作钳对制动盘的正压力，从而为主机提供大小可调的刹车力矩，满足送钻、起下钻等不同工况的要求。

1.1.2紧急制动遇到紧急情况或停机及司钻离开操作位置时，按下紧急制动按钮，工作钳、安全钳全部参与制动，实现紧急刹车。

1.1.3防碰保护当大钩提升重物上升到某高度应该实现制动的位置，由于操作失误或其它原因，未实施制动时，过卷阀或防碰阀会动作并发出信号，工作钳和安全钳全部参与刹车，实施紧急制动，避免碰撞天车事故发生。

1.1.4驻车制动（ZJ30及以下钻机无此功能）当调整盘刹间隙时，使用驻车制动手柄，使安全钳刹车，可调整工作钳间隙。

1.1.5断电保护当发电系统故障断电时，液压站设有蓄能器和手摇泵，断电后，可使刹车钳正常制动4～6次，以处理紧急情况。

液压盘式刹车装置故障的排除和检修，必须由经过培训的专业人员进行操作，要从原理上判断、查找故障原因，严格按照操作规程排除故障，严禁盲目操作。

2.主要技术参数1．液压系额定工作压力：2．工作介质：液压油(冬季用L－HV32,夏季L－HM46)3．油箱容积：250L4．电机功率：2×3KW5．蓄能器容量：2×10L6．电加热器功率：2KW7．每个刹车块单边最大正压力70及以下钻机：90 KN90及以上钻机：120 KN8．恒压变量泵排量：10ml/r3.工作原理与系统组成3.1 制动执行机构3.1.1工作钳（如图1所示）3.1.1.1 工作原理当给油缸输入压力油时，产生推力推动油缸活塞杆伸出，通过连杆、销轴、闸靴、使刹车块接触刹车盘，通过拉杆将推力F传递到刹车块端，从而作用于刹车盘，产生正压力。

6、比例放大器和电位器的安装（按下图接线）。

1．控制管线、电缆连接正确可靠。

调试好的盘刹系统，其电、气、液的连接和阀的设置及整个回路均是正确的。

在排除故障时，随意盲目调换、改变其连接和设置是极其危险的做法。

这样不但无法排除故障，反而可能会损坏设备甚至造成重大安全事故。

所以应特别注意：（1）盘刹工作钳由液体压力产生制动力，安全钳靠释放液体压力由蝶簧的压缩力产生制动力，即工作钳是通油刹车，安全钳是放油刹车，在滚筒缠绳后，如两控制管线接反，则控制手柄的释放和刹车功能相反，容易造成重大安全事故。

（2）电控盘刹的紧急刹车按钮和驻车旋钮具有断电后刹车功能。

电控开关常开与常闭端子在接反情况下，同样会造成控制手柄释放和刹车功能相反，容易造成重大安全事故。

（3）不同型号的气阀、液阀、电气元件其功能不同甚至相反，互相替代，元件功能差异可导致释放和刹车功能的不同甚至相反，因此在绞车缠绳后，严禁防止互相替代，防止产生重大事故。

2．液压油。

液压设备的故障基本上是由于油液的污染而引起的。

液压油对于液压系统来说好比人体的血液，必须按要求的牌号、过滤精度使用，并定期更换（3～6个月），更换时须同时清洗油箱。

钻机搬家时切记用干净塑料纸及时包扎拆卸开的接头，严防油液的污染。

在钻机运行中，应经常检查管线接头处的连接是否松动漏油。

正确使用电加热器和冷却器，保证油液在规定的使用范围内。

重视液压油的使用。

液压系统的故障大多是由于液压油的污染而造成的。

要严格按使用说明书的要求使用规定的液压油，在加油、搬家时应特别注意防止液压油的污染，且按规定时间更换液压油（二）电控盘刹系统故障的分析与判断钻机系统供电正常，盘刹液压站的“盘刹控制（常通）”接口一直通气，“盘刹控制（常闭）”接口不通气时，盘刹工作不正常应按以下方法检查：1、工作刹车检查方法：1）、刹住驻车刹车，释放紧急刹车。

拉动工作刹车手柄，观察工作钳压力是否随手柄变化。

如果随动则正常，否则继续检查。

石油钻机液压盘式刹车系统工作原理及维护分析
代红
【期刊名称】《石油石化物资采购》
【年(卷),期】2022()15
【摘要】现阶段,在地下油气资源开采过程中,一般是以石油钻井设备为主实施相应的钻采工作,大多数石油钻机设备将液压盘式刹车当成基本的制动系统,要想将此种设备的优势全面体现出来,提升设备稳定性,使设备处于安全运行的状态,就应当进一步改善液压盘式刹车的性能。

结合该种现象,以液压盘式刹车组成结构为主,结合储能器的运行原理全面探究了对刹车力矩造成各项影响的基本因素,全面论述了需要掌握的各项要点,在明确各项注意内容的基础上为液压盘式刹车系统稳定运行提供良好的依据,达到相关系统和设备稳定运行的目的,进而推动石油钻井设备工作良好开展。

【总页数】3页(P43-45)
【作者】代红
【作者单位】中石化西南石油工程有限公司油田工程服务分公司西南石油机械厂【正文语种】中文
【中图分类】F42
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