金喜順

（中海油田服務(wù)股份有限公司，天津 300450）

電液控制技術(shù)在鉆機(jī)設(shè)備的應(yīng)用及發(fā)展前景展望

金喜順

（中海油田服務(wù)股份有限公司，天津 300450）

為了能充分?jǐn)U大電液控制技術(shù)在鉆機(jī)設(shè)備上的應(yīng)用，突出電液控制的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使鉆機(jī)設(shè)備的整體性能有飛躍式的提高，本文通過(guò)電液控制系統(tǒng)在石油鉆機(jī)設(shè)備上五個(gè)部件的應(yīng)用和改進(jìn)，來(lái)介紹電液控制系統(tǒng)在鉆機(jī)設(shè)備上的應(yīng)用前景與實(shí)際情況。電液控制技術(shù)在鉆機(jī)設(shè)備上的應(yīng)用，一方面提高了鉆機(jī)設(shè)備在控制方面的性能，同時(shí)也減少了鉆機(jī)設(shè)備對(duì)人工的依賴程度；另外，電液控制系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)一步的提高了鉆機(jī)設(shè)備在運(yùn)行時(shí)的安全系數(shù)，增加了運(yùn)行時(shí)的可靠性。

鉆機(jī)設(shè)備；應(yīng)用 前景；展望

一、電液控制技術(shù)的發(fā)展及其優(yōu)勢(shì)

電液控制技術(shù)是一種電液轉(zhuǎn)換的先進(jìn)技術(shù)，這種技術(shù)主要是將一種微小的電信號(hào)，通過(guò)一套途徑轉(zhuǎn)換為較大的液壓輸出信號(hào)。電液控制伺服技術(shù)和電液控制比例技術(shù)是電液控制技術(shù)在機(jī)械應(yīng)用設(shè)備上，應(yīng)用最廣泛的應(yīng)用程序。電液控制技術(shù)是液壓控制技術(shù)和電控技術(shù)的一次完美結(jié)合，電液控制技術(shù)將電信號(hào)容易轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的信號(hào)，且控制準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮到了最大。電液控制技術(shù)已經(jīng)為機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化鋪好了道路。國(guó)外的電液控制的技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀。在國(guó)外，20世紀(jì)40年代開始重點(diǎn)研究電液控制伺服技術(shù)，并于20世紀(jì)70年代投入批量生產(chǎn)，開始用于大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。目前國(guó)外已經(jīng)開發(fā)出一套完備的各種品種、各種規(guī)格的電液控制伺服技術(shù)產(chǎn)品。現(xiàn)階段，國(guó)外已經(jīng)具備了綜合成型的液壓控制工程技術(shù)。我國(guó)電液控制的技術(shù)發(fā)展和現(xiàn)狀。電液控制伺服技術(shù)和電液控制比例技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外的技術(shù)水平。目前的差距主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1主導(dǎo)產(chǎn)品的缺乏；2現(xiàn)階段生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)格不確定性太多，沒有一個(gè)統(tǒng)一的型號(hào)規(guī)格。例如電液控制技術(shù)在鉆機(jī)上的應(yīng)用我國(guó)就落后國(guó)外近20年，這種技術(shù)在鉆機(jī)設(shè)備的應(yīng)用，在我國(guó)近幾年才開始應(yīng)用。下面就電液控制技術(shù)在鉆機(jī)設(shè)備上的應(yīng)用進(jìn)行實(shí)際情況的探討。

二、電液控制技術(shù)在鉆機(jī)設(shè)備上的應(yīng)用控制

1電液控制技術(shù)在鉆機(jī)液壓貓頭處的應(yīng)用控制

液壓貓頭控制技術(shù)的應(yīng)用是電液控制技術(shù)在鉆機(jī)設(shè)備上的最早應(yīng)用，而且獲得了成功。電液控制技術(shù)在液壓貓頭上的應(yīng)用原理，主要是運(yùn)用變頻電機(jī)在新型驅(qū)動(dòng)裝置上的應(yīng)用，及電——?dú)狻阂惑w化的技術(shù)成功應(yīng)用，這樣就極大的改進(jìn)了鉆機(jī)作業(yè)中的自動(dòng)化程度，但是與此同時(shí)，也對(duì)控制房的設(shè)計(jì)提出了更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求，標(biāo)準(zhǔn)要求所有的液壓常規(guī)設(shè)備，均經(jīng)設(shè)計(jì)更改變?yōu)殡娨嚎刂频募夹g(shù)。沒有應(yīng)用電液控制技術(shù)前，液壓貓頭的控制方式僅僅是通過(guò)手動(dòng)的方式將多路閥門切換到電液換向閥門的位置，并用開關(guān)給電的方式進(jìn)行控制作業(yè)；應(yīng)用了電液控制技術(shù)后，鉆機(jī)設(shè)備上，先后開發(fā)出貓頭拉力系統(tǒng)和液壓貓頭的控制比例系統(tǒng)。這兩種設(shè)備系統(tǒng)的開發(fā)，極大的提高了鉆機(jī)設(shè)備在液壓貓頭處的靈活性，實(shí)現(xiàn)了液壓貓頭的速度與拉力的雙設(shè)備比例控制。通過(guò)電液控制技術(shù)的加持，液壓貓頭在鉆機(jī)設(shè)備的應(yīng)用上，更加得心應(yīng)手，在很大程度上提高了液壓貓頭的使用效率。給鉆機(jī)設(shè)備的開采工作帶來(lái)了便利。

2電液控制技術(shù)在鉆機(jī)液壓盤剎裝置處的應(yīng)用控制

現(xiàn)在鉆機(jī)設(shè)備使用液壓盤剎已經(jīng)有十多年的歷史了，在沒有應(yīng)用電液控制技術(shù)前，盤剎裝置的控制方式均采用氣液聯(lián)控的方式來(lái)控制，這種控制方式安全可靠，但是也存在其不足之處，例如盤剎設(shè)備本身不會(huì)實(shí)現(xiàn)斷電剎車這一功能，很難和電氣控制系統(tǒng)聯(lián)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能，其控制性能的物理曲線還不具備控制調(diào)節(jié)能力。應(yīng)用電液控制技術(shù)后，盤剎裝置，采用了電——?dú)狻旱穆?lián)合控制調(diào)節(jié)形式，從而實(shí)現(xiàn)了盤車剎車的電液控制中的比例控制操作。簡(jiǎn)化了控制管路的鋪設(shè)，大大降低了現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)管路的人工工作量。在鉆機(jī)設(shè)備的盤剎上利用電液控制技術(shù)，進(jìn)行優(yōu)化，會(huì)使盤剎的性能得到提升，增加了鉆機(jī)設(shè)備的安全系數(shù)，降低了盤剎系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)。液壓盤剎控制系統(tǒng)，主要分為三個(gè)部分，分別為氣控閥門組合、液壓閥門組合和電控單元組成。

3電液控制技術(shù)在鉆機(jī)自升式套裝井架起升裝置處的應(yīng)用控制

套裝井架分段起升主要是由于鉆機(jī)設(shè)備的自升式套裝井架起升裝置。應(yīng)用電液控制技術(shù)后，該起升裝置應(yīng)用兩個(gè)液壓馬達(dá)同步進(jìn)行控制操作，這個(gè)系統(tǒng)的特征主要體現(xiàn)在輸出反應(yīng)的快速，準(zhǔn)確和靈活。這三種特性有效的避免了井架提升的提升不暢現(xiàn)象，很好的提高了井架的工作效率。

4電液控制技術(shù)在鉆機(jī)盤剎自動(dòng)送鉆裝置處的應(yīng)用控制

作為近年來(lái)石油行業(yè)在鉆井技術(shù)的熱門研究創(chuàng)新點(diǎn)之一，盤式剎車自動(dòng)鉆井裝置，在電液控制的技術(shù)應(yīng)用上也走在了前列，它是通過(guò)比例電液控制的原理實(shí)現(xiàn)了調(diào)節(jié)剎車油缸，控制了叉車力矩，最終來(lái)實(shí)現(xiàn)控制鉆壓的目標(biāo)。現(xiàn)在也有盤剎自動(dòng)送鉆專門采用智能控制。以PLC為主要控制源，對(duì)電液系統(tǒng)進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送鉆的操作。

5 電液控制技術(shù)在鉆機(jī)鉆機(jī)移動(dòng)裝置處的應(yīng)用控制

鉆機(jī)設(shè)備的移動(dòng)裝置作為鉆機(jī)的執(zhí)行動(dòng)力源，該裝置是以棘爪機(jī)構(gòu)操作，作為終極操作步驟的。該裝置的控制系統(tǒng)由五部分組成，這五個(gè)組成部分分別為控制器部分、檢測(cè)裝置部分、同步補(bǔ)償部分、手動(dòng)多路閥門部分和連接附件部分等。他們的存在會(huì)使鉆機(jī)的性能進(jìn)一步得到提升。

三、電液控制技術(shù)在鉆機(jī)設(shè)備上的發(fā)展前景展望

1大力開發(fā)普及鉆井作業(yè)的周邊輔助機(jī)械設(shè)備。讓電液控制技術(shù)在鉆井設(shè)備中的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。只有電液控制技術(shù)的全面應(yīng)用于鉆機(jī)設(shè)備的升級(jí)中，才能最大程度的發(fā)揮出電液控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

2充分發(fā)揮電液控制系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，利用電液控制技術(shù)開發(fā)專屬的石油鉆井設(shè)備裝置。專門應(yīng)用于使用鉆井施工中的電控液壓技術(shù)，會(huì)針對(duì)石油鉆井的施工特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)，會(huì)更好的服務(wù)于石油開采施工。

3為電液控制系統(tǒng)選配合適的，性能優(yōu)質(zhì)的控制器，可以降低電液控制系統(tǒng)的成本，提高電液控制系統(tǒng)的性能。優(yōu)質(zhì)的控制器是一種生產(chǎn)安全的保障。

4為了保證電液控制系統(tǒng)的安全，建議開發(fā)一套電液控制系統(tǒng)的監(jiān)督體系。

5 為電液控制系統(tǒng)引入國(guó)外先進(jìn)的負(fù)荷載傳感控制體系，這樣可以起到節(jié)約能量的作用。

6 提高現(xiàn)場(chǎng)外界先進(jìn)設(shè)備的引進(jìn)力度，完善電液控制體系的完整度。

［1］牛世勝，梁崇山.液壓支架電液控制技術(shù)及改造實(shí)例［J］.礦業(yè)裝備， 2010.

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