网电修井机液压盘刹系统的优化
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海洋石油修井机优化设计探讨1石油修井机液控系统存在的主要问题1.1安全隐患严重液压站当中所配备的高低液位报警系统、油温自控系统无法使油温、油位等信息被及时的报告给司钻控制房,在修井作业之时,若本地报警系统出现了故障问题,司钻将难以及时获取到油温与油位的警报信息,由此便极有可能会造成严重的安全隐患。
电驱动修井机绞车盘刹控制手柄零位信号无法为自动化控制系统所及时获取,一般状况下大都是采取触摸屏来实现对于绞车的控制,盘刹手柄在突然启动之时,工作钳比例可实现对阀门的控制,若此时转速不为零则绞车将会做出刹车动作,在这一情况下若绞车主电机依旧处于高速旋转状态,便极易大致电机受损。
1.2缺乏人性化采用电力驱动的修井机液控系统具体可被分成机具控制系统与盘刹控制系统两类,且仅能够在本地控制箱当中来实现对液压站的开启或暂停,无法促使司钻控制房实现远程开启或暂停。
电驱动修井机液压绞车与猫头在司钻空置房当中所采取的远程控制方式为气控液方式,在操作之时有着十分明显的延时性现象,操作起来极为不便,在紧急作业时这一缺陷将更加明显。
2系统优化设计2.1液压站远程自动化控制液压远程控制需要可以在司钻房当中实现对以下几项设备的开启与暂停控制,其具体包括有:冷却风机、盘刹电机、加热器、循环油泵、机具泵电机等。
综合考虑修井机电控系统触摸屏与自动化控制系统,在触摸屏当中组态设置出距离切换,对于盘刹电机、加热器、冷却风机、循环油泵等采取开启与暂停软输入控制,利用自动化控制系统以及PROFIBUS总线技术来实现互相通讯,依据司钻处于触摸屏的操作执行状态下来进行有关的输出控制,达成对于电机在远距离条件下的开启与暂停控制。
2.2高效率优化设计2.2.1液压绞车控制采用电控液来取代传统的液压绞车气控液,可在司钻控制房当中远程实现对液压绞车的精确化控制。
通过司钻控制房所供应的电力来源,整个石油修井机的控制系统是通过液压绞车电控液控制手柄、电磁比例换向阀、数字放大器等所共同构成。
钻机液压盘刹装置管理优化何建春,冉建,刘洋(川庆钻探工程有限公司川西钻探公司,四川遂宁629000)摘要:钻机液压盘刹装置一旦发生故障,将影响整个钻机的安全运行,保证装置的稳定、可靠运行至关重要,因此吸取经验教训,优化管理是必不可少的途径和手段。
关键词:液压盘刹;设备管理;优化中图分类号:TE922文献标识码:B DOI:10.16621/ki.issn1001-0599.2019.02D.070引言钻机液压盘刹装置由于具备刹车效能稳定、刹车灵敏度高、操作劳动强度低等优点,已基本完全取代了传统带式刹车装置,在石油、天然气钻井生产中发挥着不可替代的作用。
整个装置由机、电、液、气等元器件组成,具有元器件多,结构、工作原理复杂等特点,对设备管理、维修人员的素质,管理方式方法的要求也较高,同时随着设备使用年限的增加,设备的故障率在不断的升高,给正常安全生产也带来了较多负面影响,因此优化现有设备管理措施,保证装置的安全、可靠、稳定运行至关重要。
1存在问题多年来,钻机液压盘刹装置的运行一直受到较高关注,作为关键设备进行管理,但在使用中仍然出现不少问题,给安全生产带来不利影响,经统计,公司液压盘刹装置存在的主要问题见表1。
表1液压盘刹装置主要问题统计2原因分析2.1检保、调试不到位原因分析通过对出现上述问题的设备管理、检修人员考评中了解到,他们对液压盘刹的结构原理不熟悉,日常保养检查的项目不清楚,保养的方式、方法不清楚,过去虽有过理论培训,但对现场实际操作的指导性不强,这是导致他们检保、调试不到位的一个重要原因。
2.2违规检维修作业原因分析由于未完整清晰了解设备各部件相互控制的工作原理,特别是作为机、电、液、气一体化装置,安全互锁、控制等原理复杂,采用一般的设备检修思路,未做好安全防护,盲目作业,导致了安全事件及设备损坏。
2.3人员操作不当原因分析通过对现场操作人员的了解,一是对设备操作熟练后,超节奏操作,导致快而无法应对异常状况的出现。
0引言石油修井机是一套复杂的机械装置,主要包括:载车系统、动力系统、传动系统、游动系统等。
作为石油修井机的核心部件,绞车将发动机输出的旋转动力转变为提升力,是传动系统与游动系统的结合点。
刹车系统是绞车的重要部件,它担负着控制大钩载荷的起升、下放、停止及控制大钩载荷下放速度的重任。
刹车系统性能的好坏直接决定着石油修井机的安全性能,若刹车系统出现故障,轻者会引起停钻,造成经济损失,重者会造成顿钻、溜钻现象,甚至造成重大设备事故或人身事故。
因此,研究总结刹车系统的调节方法,在制造装配、现场使用过程中,通过快速精准的调节方法,使刹车系统始终处于安全、可靠、省力、高效的工作状态,是保证石油修井机能够正常、安全工作的重要基础。
1刹车系统结构分析石油修井机带刹刹车系统,是通过刹把及连杆机构,使施加在刹把上的力放大数十倍后,作用在刹车带上,产生抱紧力,迫使刹带在轮毂上压紧。
刹车块与刹车毂之间产生摩擦力,将刹车毂的动能转变成热能,从而控制滚筒转速,达到调节钻压、送进钻具、控制下钻速度以及刹止悬持钻具的目的。
刹车系统省力、高效具体表现为:司钻压刹把刹车时,力度适中、行程合理、手感佳、制动迅速;松开刹把时,刹把自动回弹,游车大钩溜钩顺畅。
达到上述使用效果的关键点在于:①刹车带固定方式及刹带与刹车毂间隙调整;②刹车轴曲拐等连杆机构杠杆配比及位置调整。
在刹车钢带固定方式上,带刹绞车多采用“四拉四顶”的固定方式,通过调节拉簧和调节顶丝,将刹车钢带固定在刹车毂外圈,具有调节方便省力,间隙易于保证、刹车操作省力等特点。
在刹车轴曲拐连杆方面,通过计算合理设定拐臂长度,并通过反复试验总结出最佳刹车力调整数值:即刹车曲拐三角垂线为25~38mm 时刹车力最佳,如图1。
2调整方法根据刹车系统结构特性,可将调节方法分为三个步骤:2.1死端调节①压紧刹把,使刹车块紧紧贴在刹车毂上,调节死端花篮螺丝,使刹带死端销轴中心与主滚筒水平中线处于同一水面;②保证绞车两侧平衡梁与平衡块夹角为90±1°,如图2。
网电修井机1、变速箱可靠性较差。
建议更换为液压变速箱,提高可靠性。
2、电路系统稳定性较差。
****经常存在无法打火现象,经检查为线头松动,其中发生一次在行驶过程中大灯断电现象,已经反应给厂家。
建议对电路系统进行检修。
3、工作钳布局不合理。
工作钳布局在滚筒一侧,刹车性能降低。
建议工作钳布局在滚筒两侧。
4、应急动力速度较慢。
在停电状态下,由车辆底盘动力带动液压泵工作,此过程中大钩速度较慢,不能满足作业需求。
建议增加液压泵流量或者其它措施,提高工作速度。
5、安全保障措施不足。
在悬停时效情况下,无自动刹车功能,人工控制反应不能及时有效。
建议增加自动刹车功能,当系统超过一定速度时,自动进行刹车。
6、井架斜度较小,与井口距离较近,操作空间小,不利于紧急情况下逃生。
建议增加井架斜度调整范围。
7、游动滑车不能有效固定。
在紧急刹车情况下,游动滑车存在前移情况,年审过程中视为不合格项目。
8、司钻驾驶室无空调。
操作者在天气寒冷时操作不方便。
建议增加加热装置。
9、控制系统不稳,电脑经常性死机。
建议提高控制系统性能。
10、无安全带,车辆本质安全化存在问题,年审不合格项目。
建议安全带为标配。
11、指重表与井口位置不一致,不能同时观察。
建议将指重表位置与井口位置方向一致。
12、井架无检测合格报告。
建议出具井架的专业检测报告。
13、液压站管线挠性接头没有固定,易损坏。
建议将挠性接头进行固定。
14、液压站布局紧凑,不利于维修。
建议重新规划布局,留出充足的维修空间。
15、开工准备工作时间较长。
主要体现在电缆接线繁琐。
建议考虑新建井场的标准化配置。
液压蓄能修井机1、车尾与井口距离较近,操作空间小,不利于紧急情况下逃生。
建议增加充足的工作及逃生空间。
2、液压管线接头处密封不严,存在漏油现象。
对液压系统进行检修,提高密封性。
3、挠性接头质量较差,而且无配件。
建议提高质量,要求厂家平备足配件。
4、底盘锈蚀严重,漆面大面积脱落。
底盘进行防腐处理。
提升机液压制动系统优化改造摘要:本文从理论方面、机械部分、电气控制部分对液压制动系统进行了优化研究, 在分析液压制动系统功效的基础上总结其常见问题,并以此为根基开展回路优化设计,根据实践经验总结出日常使用中的注意事项,希望能够提高机液压制动系统的功效。
关键词:提升机;液压制动系统;回路优化设计;注意事项液压制动系统是提升机的重要组成部分 , 是实现提升系统减速并安全停车的最后手段 , 制动性能的优劣直接关系到提升设备的安全运行, 进而影响整个矿井安全生产和人员的生命安全。
因此, 确保液压制动系统运行可靠具有重要现实和经济意义。
一、液压制动系统作用分析提升机液压制动系统主要构成组件可分为制动装置与传动装置,其中制动装置对制动轮和制动盘直接作用并产生制动力矩;传动装置用于调节和控制制动力矩。
应用较为普遍的制动系统包括油压角移式、液压盘式控制和气压平移控制等,其主要功能包括下述几点:①正常工作制动, 即在减速阶段参与提升机的速度控制;②正常停车制动, 即在提升终了或停车时闸住提升机;③安全制动 , 即当提升机工作不正常或发生紧急事故时 , 迅速而及时地闸住提升机;④调绳制动 , 即双滚筒提升机在调绳或更换水平时闸住活滚筒 , 松开死滚筒。
二、传统提升机液压制动系统问题分析(1)液压制动系统通过液压油数值调控制动时间,导致制动减速度的计算或设计存在不合理之处;(2)电液调压装置会导致工作制动调压系统作业稳定性下降;(3)受油质或管道畅通性等因素影响,使得制动系统在进行紧急制动时,管道会出现回油不畅的情况;(4)液压制动系统运行中存在残压过高的情况,导致盘形制动装置内部碟簧无法有效展开,进而导致制动力矩不够;(5)运行中电磁阀容易发生卡阀等故障。
三、提升机液压系统回路优化设计分析提升机液压制动系统回路主要包括正常制动回路、恒减速制动回路和二级制动回路。
为确保系统运行的安全稳定,在关键回路中应当布设液压元件进行监测,从而确保通过液压制动系统能够充分保障提升机的正常运行,从而最大化提升运行作业的安全性。
液压传动系统的设计与优化液压传动系统是一种将液压能转换为机械能的装置,广泛应用于各种工程机械和重型设备中。
在设计液压传动系统时,需要考虑多方面因素,包括功率需求、效率、可靠性、安全性等等。
本文旨在探讨液压传动系统的设计与优化,帮助读者更好地理解并应用液压传动系统。
一、设计液压传动系统的基础原理液压传动系统是指通过液压油的流动来实现机械能的传递。
其基础原理是利用液压油在密闭管路中的流动来传递压力,以驱动液压元件实现机械部件的运动。
一般液压传动系统由油箱、液压泵、压力阀、液压缸、堵漏器等组成。
设计液压传动系统时需要根据所需的输出功率和速度来选择适当的液压泵和液压缸,以及相应的阀门组成液压回路。
同时,还需要考虑传动过程中的能量损失,包括泵的机械损耗、摩擦损失、以及液压缸的内部摩擦损失等因素。
二、设计液压传动系统的目标在设计液压传动系统时,需要考虑多个目标,包括:1. 功率需求:液压传动系统的输出功率需要与机械部件的工作需求相匹配,以满足机械系统的工作要求。
2. 效率:液压传动系统的效率直接影响到机械部件的工作效率和能耗,需要尽可能提高液压回路的效率。
3. 可靠性:液压传动系统需要考虑运行过程中的可靠性和稳定性,以确保机械部件的正常运行。
4. 安全性:液压传动系统需要考虑防止泄漏、防止爆炸等安全问题,以确保工作环境的安全性。
三、液压传动系统优化的方法在设计液压传动系统时,需要进行系统优化,以提高系统的效率、可靠性和安全性。
下面介绍几种液压传动系统优化的方法:1. 优化液压油的选择:不同类型的液压油有不同的性能特点,需要根据系统的具体情况选择适合的液压油类型。
比如在高温环境下,需要选择耐高温液压油以确保系统的正常运行。
2. 优化液压泵的选择:液压泵是液压传动系统的心脏,泵的选择和配置直接影响到系统的功率输出和效率。
需要根据系统的具体功率需求来选择适合的液压泵。
3. 优化堵漏器的使用:堵漏器是为了防止液压油泄漏而设置的,但是堵漏器的使用也会带来一定的能量损失。
液压系统的故障诊断与优化设计液压系统是一种将液体作为传递能量的介质,将机械能转化为液压能,并通过管道输送至需要的位置的系统。
液压系统在机械工程、汽车工业等领域广泛应用,但长期使用会面临故障和效率低下的问题。
因此,故障诊断和优化设计成为了液压系统中至关重要的环节。
一、故障诊断液压系统的故障可能涉及多个方面,如液压泵、液压缸、溢流阀等部件可能存在泄露、磨损或堵塞等问题。
故障的准确诊断对系统的恢复和长期使用非常重要。
为了准确诊断液压系统的故障,可以采取以下步骤:1. 观察:首先,需要观察系统是否存在泄露现象。
泄露的液体可能会造成系统压力下降、液压元件运行不稳定等现象。
另外,还可以观察液压泵的声音是否异常,液压缸的运动是否平稳等。
2. 检查:接下来,需要对液压系统的各个部件进行检查。
可以使用压力表测量系统的压力是否正常,使用热像仪检查液压元件是否过热,使用振动传感器监测振动情况等。
通过检查可以判断是否存在泄露、磨损、过热等问题。
3. 分析:在获得数据后,需要进行数据分析。
将测量到的数据与正常运行时的标准进行比较,找出异常情况,并根据异常情况进行故障定位。
比如,如果发现系统压力低于正常压力,可能是泄露导致的,需要检查相关部件的密封性能。
二、优化设计优化设计是为了提高液压系统的效率和可靠性,降低故障率和能耗。
下面介绍几种常见的优化设计方法。
1. 优化元器件:首先,可以考虑优化液压系统的元器件。
例如,选择高效的液压泵,使用低噪音的溢流阀,采用高精度的液压缸等。
这些优化可以提高系统的工作效率和可靠性。
2. 调整参数:在设计液压系统时,需要合理调整参数。
例如,根据实际工作条件和负载情况,调整液压泵的排量和工作压力。
合理的参数调整可以提高系统的响应速度和效率。
3. 降低能耗:为了提高液压系统的能效,可以考虑采用节能措施。
例如,使用可变排量液压泵、安装能量回收装置等。
这些措施可以降低系统的能耗,减少能源的浪费。
总之,液压系统的故障诊断和优化设计对系统的可靠性和效率非常重要。
钻井绞车液压刹车控制系统改造目前钻井平台使用的某公司UDBE型钻井绞车液压刹车为气-液共同控制,由于气源的不稳定性,导致控制系统故障,直接影响刹车的的可靠性。
改造钻井绞车刹车控制系统,由系统自給的压力油源替代气源,提高了刹车的可靠性。
标签:钻井绞车;液压控制系统;改造Abstract:At present,the hydraulic brake of UDBE type drilling winch used in the drilling platform is controlled jointly by gas-liquid. Because of the instability of gas source,the failure of the control system will directly affect the reliability of the brake. The brake control system of drilling winch was reformed to replace the gas source by the self-contained pressure oil source of the system,and the reliability of the brake was improved.Keywords:drilling winch;hydraulic control system;renovation1 改造原因目前我公司部分钻井平台使用的是某公司生产的UDBE型钻井绞车,选配EPL-872型液压盘式刹车。
该型号绞车同时配备有应急牙嵌离合器,便于在绞车高、低速离合器失效的情况下使用应急使用。
在固井或其他特殊作业时,或者在寒冷的冬季,主气源由于凝水结冰、气压波动、过低和失压的情况下,将直接导致刹车应急钳保护性动作,致使钻井绞车功能受限,应急牙嵌离合器不能正常投入工作,产生停产或其他意外次生事故。
设计与研究71海洋电驱动修井机液控系统优化设计研究娄云鹏张硌(沈阳新松机器人自动化股份有限公司,沈阳100186)摘要:本文就海洋电驱动修井机液控系统优化设计研究作简要阐述。
关键词:修井机液控系统自动化电驱动海洋中蕴含着大量资源,而资源对社会经济发展意义 重大。
与传统陆地资源开发工作相比,海洋资源开发面临 的环境更加复杂,风险也更高,投入成本也更大,技术复 杂性也更强。
在工业自动化与信息技术快速发展的同时,有必要对己有的设施进行升级,以更好地适应当下环境下 的资源开发作业。
1系统存在的问题修井机控制系统由两部分组成一一分机控制系统和盘 刹控制系统。
系统的不足之处在于,只能在本地实施控制,而不能进行远程控制。
本地控制的对象包括了箱启、停液 压站。
远程控制对象则包括了远程启、停控制。
远程控制方面,修井机液压猫头、绞车在司钻控制房,采用气控液的形式。
在操作过程中,它的延时问题非常严 重,而且也不便于操作。
从设计工作方面来看,这与以人 为本的设计理念不符。
在日常工作中,它的使用通常能够 满足作业需要。
但在紧急情况下,它则无法达到预期的理 想效果。
设备在设计方面存在的缺陷导致作业过程中存在安全 隐患。
设备虽然在液压站配置了报警系统,包括高低液位、温控自动化。
在信息传输方面,系统无法将油位与油温信 号反馈。
司控钻房得不到有效反馈,将无法对设备当前的 状态进行准确判断。
在作业过程中,如果报警系统出现问 题,司钻就无法在最快时间内得到油温与油位报警的信号,从而引发严重的事故。
除此之外,系统需要采集的信号还 有绞车盘刹控制手柄零位信号。
通常情况下,对绞车控制 采用触摸屏的方式。
在盘刹手柄突然性动作发生时,工作 钳比例控制阀也会相应产生动作,绞车刹车,此时存在转 速不为零的情况。
如果此时绞车的主电机仍然在工作且处 于高速运转,电机很容易被损坏[1]。
2系统的优化设计2.1远程自动化启、停控制液压站远程自动化控制的要求是在司房内即可实现对 相关设备的控制,如机具电机、循环油泵、盘刹电机以及 加热器停止、启动等。
钻井绞车液压刹车控制系统改造關键词:钻井绞车;液压刹车控制系统;改造方案目前钻井绞车在石油领域中得到了广泛应用,但其设计方案仍需进一步改造,以此满足钻井绞车刹车系统的实际需求。
现今各大公司使用的钻井绞车液压刹车系统大多数为盘式刹车,一旦处于寒冷天气,气源极易发生结冰失压现象,因此,相关人员应当结合钻井绞车功能进行改造,以免刹车失灵出现安全事故。
1 钻井绞车液压刹车控制系统的工作原理以UDBE型钻井绞车为例,它所应用的是液压盘式刹车系统,其中主要由两路压力气源对刹车系统进行控制。
一路为气源经由司钻控制盘两位三通控制阀对两位四通换向阀进行控制,以此保证应急钳可以及时加以压力通断。
另一路则为气源经由机械防碰天车有效控制两位三通控制阀,从而实现应急钳压力通断。
通常情况下,无论钻井绞车是否处于工作状态均可利用手动操作方式对控制盘上的操作阀进行控制,进而间接实现应急钳的开关处置。
但它常出现的问题是气源失效或者气压明显不稳现象,这样极易造成刹车系统出现失灵,从而引发安全事故。
因此,相关人员应当对其进行适当改造,以此保证钻井绞车液压刹车控制系统的稳定运行,让钻井绞车功能可以正常使用。
2 钻井绞车液压刹车控制系统的改造方案2.1 设计液压传动行星减速器以往钻井绞车中应用的行星减速器为机械式,它具有噪音大、稳定性差等劣势。
所以,通过对液压钻井绞车减速器进行重新设计及马达等参数的选定来优化液压传动行星减速器的应用效果,让其为钻井绞车液压刹车控制系统提供重要助力。
根据以往设计经验对液压传动行星减速器的结构及泵、马达参数进行确定。
首先,需确保其结构尺寸符合实际安装要求,并将减速器结构设计成动轴轮系与定轴轮系相结合的形式,由全液压控制作为主要驱动力;其次,利用钻井绞车最高转速及扭矩、减速器总减速比来确定钻井绞车液压泵及其马达的选用类型,再者,设计液压传动减速器结构时,需要多台马达作为传递动力,它是在马达输出扭矩与转速处设计由3个行星轮组成的顶轴齿轮减速结构。
液压系统的优化设计液压系统在现代工程中扮演着重要角色,广泛应用于机械设备、航空、汽车、工程机械等行业。
优化液压系统设计可以提高系统的效率、可靠性和经济性。
本文将探讨液压系统优化设计的一些关键要素和方法。
1. 设备选型在液压系统的设计中,合理的设备选型是关键的一步。
选择合适的液压泵、液压马达、液压缸等设备,能够提高系统的工作效率。
关注设备的额定工作压力、流量、容量以及质量和可靠性。
同时,对于长时间工作的设备,寿命和维护成本也是需要考虑的因素。
2. 系统布局液压系统的布局对系统的效率和性能有重要影响。
合理的布局可以提高系统的能量利用率、减少能量损失和压力损失。
布局时应考虑系统的整体结构和关键组件的相对位置,减少管道长度和管道弯曲,确保流体的快速流动和正常运行。
3. 控制阀选型液压系统中的控制阀起着关键作用,决定了液压系统的动作和性能。
选用合适的控制阀能够实现系统的自动化、高效率和精确控制。
在选型时应注意控制阀的类型,如单向阀、节流阀、溢流阀等,以及阀的额定工作压力、流量和响应速度等参数。
4. 液压油选择液压油是液压系统中传递能量和润滑的介质,对系统的正常运行起着关键作用。
优化液压油的选择可以提高系统的效率和寿命。
选用合适的液压油,考虑其黏度、粘度指数、抗氧化性、抗磨性和防腐性等性能。
此外,定期检查和更换液压油是保障系统稳定性的重要操作。
5. 噪音与振动控制液压系统在工作过程中常常伴随着噪音和振动。
优化设计可以减少系统的噪音和振动,提高设备的工作环境和可靠性。
通过合理的管道布局、隔振措施和吸声材料的使用,可以降低噪音和振动对周围环境和操作人员的影响。
6. 故障诊断与维护液压系统的故障诊断与维护是优化设计的重要环节。
采用先进的故障诊断技术和设备,及时发现和排除系统中的故障,可以减少停机时间和损失。
定期维护和保养液压系统,对系统的各个组件进行检查、清洁和润滑,延长系统的使用寿命。
7. 系统集成与自动化随着科技的发展,液压系统的集成与自动化正在成为趋势。
常闭式盘式制动器液压站液压回路的分析与改进来源:互联网作者:时间:2008-09-08 Tag :点击:1 前言盘式制动器具有结构紧凑、可调性好、动作灵敏、重量轻、惯性小、安全程度高、通用性好等优点,而且盘式制动器成对使用,制动时主轴不承受轴向附加力。
在正常制动时,可以将制动器分成两组,先投入一组工作,间隔一定时间后,投入第二组,即实现了二级制动,二级制动使制动时产生的制动减速度不致过大。
只有在安全制动时才考虑二组同时投入制动,产生最大的制动力矩。
如果有一组产生故障时,也仍然还有一组制动器在工作,不致使制动器的作用完全失效。
由于盘式制动器的上述优点,它被广泛地应用于矿井提升设备的制动系统中。
例如,多绳摩擦式提升机和单绳缠绕式提升机采用的都是这种常闭式的盘式制动器。
2 常闭式盘式制动器液压站液压回路分析图1为用于2JK 型提升机的盘式制动器液压站液压回路。
泵5排出的压力油经滤油器8手动换向阀9、二级安全制动阀11(正常工作时带电, 通过A 、B 管进入制动缸15, 使盘闸16松开,提升机在运行过程中,为保持盘闸处于松开状态,液压系统处于开泵保压状态。
此时泵排出的液压油全部通过溢流阀7流回油箱。
工作制动时是通过调节电液调压装置6的电流降低系统的压力,使盘闸产生制动力矩,参与提升机的速度控制。
发生紧急事故时,二级制动安全阀断电,制动缸回油,实现二级安全制动。
图1 JK 型提升机液压站液压系统图1. 油箱2. 电接触压力温度计(WY2-288)3. 网式滤油器4. 电动机(JD4-21-6N=2.2kW)5. 叶片泵(YB-ASB-FL )6. 电液调压装置7. 溢流阀(YF-820B )8. 纸质滤油器(ZL-25×202)9. 手动换向阀 10. 压力表 11. 二级制动安全阀 12. 压力继电器 13. 五通阀 14. 四通阀 15. 制动缸 16. 盘闸该液压系统存在以下几方面的问题:(1)提升机运行时,系统需开泵保压,此时电机功率转变成泵的溢流损失,造成能源的浪费。
第11期修井机带式刹车改造为液压盘式刹车可行性分析李宝春(中海油服油田生产事业部钻修井作业公司, 天津 300452)[摘 要] 本文分析了海上石油修井机绞车常用的两种刹车形式的优缺点及未来石油修井机绞车制动系统的发展方向,阐述了带式刹车改造为液压盘式刹车的方法及注意事项,可为今后海上修井机绞车由带式刹车改为液压盘式刹车提供参考。
[关键词] 修井机;绞车;带式刹车;液压盘式刹车;改造作者简介:李宝春(1987—),男,学士,机械工程师,研究方向为海洋钻修井装备。
制动系统是石油修井机的重要组成部分,它牵引着大钩,起着起升、下放、停止及控制大钩下放速度的作用,承载着修井作业正常运行及修井安全的重任。
制动系统的好坏是修井作业正常运行的关键,制动系统如出现故障,轻则引起停钻,造成误工损失;重则造成溜钻、油井报废及人员伤亡。
修井机刹车系统性能好坏直接影响着海上石油平台修井作业的安全和经济效益。
1 修井机绞车刹车两种形式比较1.1 带式刹车带式刹车结构简单,操作简便,操作有手感,这种刹车形式是在制动系统发展初期普遍采用的刹车形式,一直沿用至今。
其缺点是力矩容量小,制动效能不平稳,散热性能差,灵敏度差,容易造成溜钻现象。
带式刹车系统采用机械刹车连杆机构,刹车连杆机构复杂,不易检查和维护,存在事故隐患。
同时员工劳动强度大,极易疲劳,存在安全隐患。
还可能出现刹把突然跳起伤人事故。
由于刹带无良好的限位装置,刹带在松开时偏向一边,造成刹车毂偏磨,刹车效果大大减弱,危险性增大,缩短了刹车毂和刹带的使用寿命。
1.2 液压盘式刹车1986年美国WABCO 公司和Rexrot 气动设备公司合作开发了修井机盘式刹车,用于修井机1287W 型绞车上,此刹车系统刹车能力强,反应速度快,灵敏度高,刹车力矩容量大,提高了修井机安全系数及作业可靠性。
液压盘式刹车装置维护方便、快捷、维护费用低,降低了司钻的劳动强度,降低了钻井的综合成本,同时由于采用了液压系统作为操作动力,可以方便地实现液控或电控操作,便于远程控制。
液压伺服系统中的优化和控制液压伺服系统是一种基于液压力传递的自动化控制系统,其优点在于可靠性高、性能稳定、响应速度快、可靠性高等特点。
液压伺服系统已经被广泛应用于各个领域,如机床、航空、船舶、冶金、石油等工业领域,同时也在机械加工、自动化生产、机器人等领域得到了广泛应用。
本文将就液压伺服系统的优化和控制方法进行介绍。
一、液压伺服系统的优化液压伺服系统的优化主要包括结构优化、控制算法优化和操作优化三个方面。
1. 结构优化液压伺服系统结构的优化是为了提高其性能,增加其可靠性和稳定性。
其中主要有以下几方面的优化:(1)优化油路结构:通过控制油路的长度且采用合理的油路结构,以降低油液流动过程中的扰动、摩擦和压力损失,提高油液流动的速度和稳定度,从而提高液压伺服系统的响应速度。
(2)优化阀体结构:通过设计流道的长度和形状,提高阀的开闭速度和响应速度,从而提高液压伺服系统的调节精度和动态性能。
(3)优化缸体结构:通过改变缸活塞的直径和长度、加工工艺和精度,提高缸的承载能力和工作效率,从而提高液压伺服系统的功率密度和稳定性。
2. 控制算法优化液压伺服系统的控制算法优化是提高其控制性能的关键。
其中主要有以下几个方面的优化:(1)采用压力控制算法:采用压力控制算法,能够控制油液的压力,从而对伺服系统的输出功率进行控制和调节,提高伺服系统的精度和稳定性。
(2)采用流量控制算法:采用流量控制算法,能够对油液的流量进行调节,从而改变伺服系统的输出功率,提高伺服系统的响应速度和精度。
(3)采用PID控制算法:采用PID控制算法,能够对伺服系统的输出进行更为精密的调节和控制,提高伺服系统的控制精度和动态性能。
3. 操作优化液压伺服系统的操作优化主要是从操作人员的角度出发,从以下两个方面进行优化:(1)人机交互界面优化:通过设计简洁明了的人机交互界面,提高操作人员的使用便捷性和控制精度。
(2)操作流程优化:通过优化操作流程,提高操作人员的使用效率和控制精度。
修井机刹带下回位弹簧调整装置的优化设计作者:刘博徐瑞波来源:《中国科技博览》2019年第10期[摘要]修井机是修井作业施工中最基本和最主要的动力来源。
在使用过程中,为保证修井机滚筒刹带下回位弹簧拉力不至于过大,减小刹车时刹把下压压力,需要经常对回位弹簧进行弹力调整。
由于滚筒下部空间狭小,且布满油污,操作人员每次均需要爬入滚筒下部进行调整,操作起来很不方便。
所以设计该调整装置,使调整更加简便易行。
[关键词]修井机;刹带回位弹簧;调整装置;优化设计中图分类号:TG733 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)10-0104-011. 引言修井机是修井和井下作业施工中最基本和最主要的动力来源。
在使用过程中,为保证修井机带刹滚筒刹车带下回位弹簧拉力不至于过大,减小刹车时刹把下压压力,需要经常对回位弹簧进行弹力调整。
由于滚筒下部空间狭小,且布满油污,操作人员每次均需要爬入滚筒下部进行调整,操作起来很不方便。
所以设计该调整装置,使调整更加简便易行。
2. 优化设计方案2.1用原来调整支座做支撑点,加装导向轮(50MM),并设置调整螺栓;为了减少导向轮槽转动摩擦阻力,导向轮内加装了免维护轴承;在滚筒下前侧补加焊接调整支座,同时设置调整螺栓;用游丝绳(防坠差速器)通过导向轮,将回位弹簧与后设置的调整螺栓连接起来;初次安装时通过前后两端的调整丝杠进行调整,在滚筒刹车状态下回位弹簧每个螺距间有1.5mm左右的拉伸间隙。
随着刹车片的磨损,弹簧拉力会逐渐变大,在调整弹簧时就可以在接近刹把轴位置进行调整,不用爬入滚筒下部(如图1)。
2.2由于生产厂家在焊接刹车带限位顶轮支座时位置比较靠后,可能阻挡了新设计的调整装置游丝走向,这样需要加装两个导向轮,使游丝避开限位支座。
多加装的导向轮支座焊接位置,要根据实际情况进行设计(如图2)。
3.安装3.1安装导向轮支座时,要仔细测量确认是否会导致游丝与附近部件产生相磨情况;3.2安装游丝前要仔细检查是否有断丝情况,不得使用有断丝情况的游丝;3.3导向轮安装的轴承必须是免维护轴承,以免增加后期保养工作;3.4游丝与回位弹簧和调整螺栓连接处必须连接牢固可靠,以免发生脱落;3.5后配装的调整螺栓不宜过长,以免与刹车防翻角钢相互干涉。
网电修井机液压盘刹系统的优化
摘要:本文针对目前国内外液压盘刹系统的应用,结合胜利高原利丰公司生产的SHL系列网电修井机液压盘刹系统的现场应用跟踪,提出了一系列的优化措施,如将双液缸直推式盘式刹车结构改为单液缸浮动式结构、将普通齿轮泵改为恒压变量泵、将普通手动选择阀改为手动减压阀等。
关键词:盘式刹车;恒压变量泵;手动比例减压阀;温度传感器
前言
近年来,石油修井机逐渐向电动化、自动化的方向发展,修井机绞车上所用的制动装置,逐步由带刹向液压盘刹所转化。
在液压盘刹的应用过程中,由于加工技术、设计等相关原因,导致液压盘刹在现场使用过程中不理想,比如刹车钳长时间工作不可靠、刹车手柄感官不好、制动过程不柔和、液压系统发热等问题,如何改进液压盘刹系统,充分发挥其优点,更好的服务于现场作业,保证作业现场施工人员和设备的安全,成为我们必须面对和解决问题的关键。
一、盘式刹车的结构及发展现状
目前,盘式刹车主要是钳盘式结构,它以刹车盘和装有刹车块的刹钳作为制动偶件,刹车盘安装在绞车滚筒轴上,随滚筒一起旋转,刹车钳安装在支架上,并由液压油缸控制其运动。
刹车钳通过液缸活塞的移动以夹紧或松开刹车盘,从而实现刹车或松刹。
目前,石油钻机和修井机均用此类盘式刹车。
二、盘刹液压系统
1、高原利丰公司第一代盘刹液压系统
高原利丰公司生产的第一代车载式网电修井机盘刹液压系统分为安全钳液压系统、工作钳液压系统两部分组成。
安全钳液压系统主要由齿轮泵、单向阀、溢流阀、蓄能器、过滤器、电磁阀、手动换向阀等部件组成。
工作钳液压系统主要由齿轮泵、单向阀、溢流阀、手动换向阀、过滤器等部件组成。
工作刹车时,由工作钳液压系统提供液压源,通过手动换向阀来控制工作钳进行制动;当遇到系统故障或停电时,系统可自动通过安全钳进行安全刹车。
安全刹车时,安全钳电磁阀断电将压力泄掉,由碟簧提供刹车力刹车,在安全钳液压控制系统中加装了液压蓄能系统,系统断电时,可使用预蓄的液压油驱动安全钳将管柱下放到井口,以避免溜车事故的发生。
此设计在实际使用的过程中存在以下问题:
1)、盘刹液压系统与井口钳液压系统共用一个液压油箱,由于井口钳液压系统需要与液压油管钳通过快速接头连接,是一个开放的液压系统,在作业插拔快
速接头的过程中,外界杂质很容易进入液压系统,对液压油造成污染,导致安全钳电磁阀经常性的卡阻不动作。
安全钳电磁阀在井场断电、游动系统防碰时,需要电控系统将其断电,安全钳实现紧急刹车,因此是保障现场作业人员、设备安全的重要部件。
该电磁阀工作的不可靠,给现场作业带来了极大的安全隐患。
2)、井场断电时,安全钳电磁阀断电,安全钳采取安全制动,此时如果管柱提升在半空中,需要将其下放到井口,防止溜车事故的发生。
该设计方案中,需要将电磁阀处的球阀关闭将手动阀处的球阀打开,由于作业现场人员素质、作业习惯等方面的原因,往往不能很好的处理好液压回路流程。
如果管柱下放完毕忘记将流程恢复到正常工作状态,就会导致电磁阀在紧急状况下起不到作用。
3)、工作钳液压系统的液压泵采用普通的外啮合齿轮泵,在不进行制动操作时,液压泵排出的油液全部由溢流阀排出,造成液压油温度急升,无法进行长时间的生产作业。
4)、工作钳刹车阀采用普通的手动换向阀,在进行制动操作时,无法进行柔和的制动,对游动系统的冲击较大,也无法精确地控制大钩停止的位置。
5)、由于冬季严寒条件下,液压油粘度大,导致电机过载、电流过高,电控系统热继电器频繁跳闸,同样无法进行正常的生产作业。
2、高原利丰公司第二代盘刹液压系统
高原利丰公司生产的第二代车载式网电修井机盘刹液压系统主要由恒压变量泵、过滤器、单向阀、溢流阀、蓄能器、手动减压阀、电磁阀、液控阀等部件组成。
工作刹车时,电磁阀供电,液控阀处于工作位,安全钳供油处于松刹状态,通过手动减压阀来控制工作钳进行制动;安全刹车时,电磁阀断电,安全钳油路泄压,安全钳通过碟簧进行安全制动,同时液控阀回到紧急制动位,此时蓄能器与工作钳油路连通,通过预蓄的压力实现工作钳安全刹车。
如果断电时管柱提升在半空中,可以启动备用电源(底盘车电瓶),给电磁阀供电,使液压系统恢复到正常工作状态,通过控制手动减压阀,利用蓄能器预蓄的压力来控制工作钳的张开和闭合,缓慢的将管柱下放到井口,以避免溜车事故的发生。
该设计较第一代盘刹液压系统进行了如下优化:
1)、液压泵由普通的齿轮泵改为恒压变量泵,在不进行制动时,液压回路压力始终保持在额定压力状态,这样使得制动操作时大大缩短了减压时间、有效解决了制动延时的问题。
同时解决了传统齿轮泵通过溢流阀泄油的问题。
2)、在变量泵的卸油口处加装风冷却器。
由于盘刹液压系统油箱容积为80L,散热面积小、散热条件不好,变量泵在长时间工作时,柱塞结构会产生大量的热量,液压油通过卸油口微量排出,最终会导致整个液压系统发热。
风冷却器的加装,有效的解决了这一问题,保证了盘刹液压系统长时间工作时的稳定、可靠。
3)、在液压油箱内部加装温度传感器、电加热器。
在冬季严寒条件下,液压油粘度大,流动性差,此时电控系统检测到温度信号低于正常设定值时,会启动电加热系统,避免了电机过流、热继电器跳闸的问题,有效的延长了液压盘刹系统的寿命,保证了作业生产的有序进行。
4)、工作钳刹车阀采用手动比例减压阀。
手动比例减压阀可以实现制动时压力油按比例输出,以实现制动时工作钳不同刹车扭矩的输出,制动柔和,刹车位置精确,操作轻便、实现了传统带刹的制动效果,便于司钻操作、操作手感好。
5)、井场断电、游动系统过卷时,电磁阀断电,安全钳油路泄压采取安全制动,同时液压阀回到紧急制动位,工作钳通过蓄能器压力采取安全制动。
该设计在紧急状态下两个刹车钳同时制动,同时兼顾了在电磁阀异常状态下不动作时,司钻仍然能够通过手动比例减压阀来实现紧急制动,安全性能较第一代盘刹液压系统大大提高。
6)、在主压力回路、两个刹车钳贿赂出加装了压力传感器,司钻在进行制动操作时,可以通过司钻房内的显示屏观察到盘刹液压系统压力情况,便于在异常情况下快速作出反应,有效地避免了安全事故的发生。
7)、安全钳、工作钳共用一个液压泵,简化了结构、减少了安装空间,降低了能耗、节约了成本,同时减少了维护和修理费用。
三、结论
网电修井机液压盘刹系统是作业生产时保障人员、设备安全的最为重要的屏障。
我们应该充分认识到该系统的重要性,熟悉并掌握油田作业生产在不同工况下对该系统的特殊要求,进行合理的设计,使之能够在实际应用中保证稳定、安全、可靠,确保人员及设备的安全。
参考文献
[1]樊启蕴.李维明.张嗣伟.《用盘式刹车取代带刹车的分析与建议》[J].石油机械,1994.
[2]张连山.《美国、加拿大、挪威石油钻机绞车盘式刹车现状与发展》[J].国外石油机械,1998.
[3]高向前.《SY/T6727-2008石油钻机液压盘式刹车》[S].石油工业出版社,2008.。