楊樹(shù)成

（大慶油田有限責(zé)任公司井下作業(yè)分公司，黑龍江大慶 163000）

0 引言

盤(pán)剎修井機(jī)安全鉗主要由安全鉗液壓缸、剎車(chē)鉗臂、剎車(chē)片、剎車(chē)片托架及連接銷(xiāo)等部分組成（圖1）；安全鉗液壓缸由活塞、蝶形彈簧、殼體、間隙調(diào)整尾座、密封件五部分組成。安全鉗液壓缸充壓對(duì)蝶形彈簧進(jìn)行壓縮，泄壓時(shí)依靠蝶形彈簧的彈力使液壓缸活塞桿伸出，活塞桿將蝶形彈簧彈力傳遞給剎車(chē)鉗臂，最終實(shí)現(xiàn)剎車(chē)動(dòng)作。隨著安全鉗剎車(chē)片的磨損和蝶形彈簧彈性能力的變化，安全鉗剎車(chē)間隙會(huì)超出0.36～0.5 mm 的范圍，所以日常設(shè)備巡回檢查過(guò)程中要認(rèn)真識(shí)別安全鉗剎車(chē)間隙的變化情況，分析間隙變化產(chǎn)生的原因，并對(duì)剎車(chē)間隙進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。工作鉗和剎車(chē)動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖2、圖3。

圖1 安全鉗

圖2 工作鉗

圖3 剎車(chē)動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)

1 修井機(jī)安全鉗剎車(chē)間隙的狀態(tài)識(shí)別

由于安全鉗剎車(chē)片與剎車(chē)盤(pán)間摩擦表面較大且不一定平整，所以用量具不能準(zhǔn)確量取剎車(chē)間隙大小。但是根據(jù)安全鉗剎車(chē)鉗的動(dòng)力臂與阻力臂尺寸大小，可以計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證液壓缸活塞桿在剎車(chē)與松剎兩種狀態(tài)下的伸縮尺寸，再依據(jù)活塞桿的伸縮尺寸間接確認(rèn)安全鉗的剎車(chē)間隙大小。

（1）不同生產(chǎn)廠家的修井機(jī)盤(pán)剎系統(tǒng)對(duì)安全鉗剎車(chē)鉗臂的動(dòng)力臂和阻力臂設(shè)計(jì)尺寸有所不同，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地尺寸測(cè)量、計(jì)算和數(shù)據(jù)修正，如任丘博科和東方先科盤(pán)剎系統(tǒng)安全鉗剎車(chē)時(shí)活塞桿的活動(dòng)尺寸在3～5 mm（圖4）。液壓缸活塞桿伸縮尺寸越大，剎車(chē)間隙就越大，反之就越小。

圖4 不同生產(chǎn)廠家的剎車(chē)鉗臂比例差別

（2）盤(pán)剎安全鉗蝶形彈簧在安裝時(shí)有一定的預(yù)壓縮，長(zhǎng)時(shí)間使用后彈力會(huì)逐漸變小，在充壓松開(kāi)滾筒剎車(chē)時(shí)蝶形彈簧的壓縮尺寸也就逐漸變大，即松開(kāi)剎車(chē)時(shí)安全鉗液壓缸活塞桿縮回尺寸就逐漸變大。當(dāng)活塞桿伸縮尺寸大于5 mm 時(shí)，必須對(duì)安全鉗剎車(chē)間隙進(jìn)行調(diào)整，并按照設(shè)計(jì)要求每12 個(gè)月對(duì)蝶形彈簧組進(jìn)行更換，以免蝶形彈簧彈力不足和間隙過(guò)大導(dǎo)致剎車(chē)力矩嚴(yán)重不足（圖5）。

圖5 安全鉗剎車(chē)時(shí)液壓缸活塞桿的伸出長(zhǎng)度

（3）正常情況下安全鉗液壓缸防塵油封在松開(kāi)滾筒剎車(chē)時(shí)距離活塞桿頭部倒角位置約15 mm，更換新的蝶形彈簧彈進(jìn)行剎車(chē)測(cè)試時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)液壓缸活塞桿頭部倒角位置接近或陷入防塵油封，說(shuō)明防塵油封不在活塞桿上正常的密封位置，也就是新碟形彈簧彈力嚴(yán)重不足，被過(guò)度壓縮。被過(guò)度壓縮后蝶形彈簧更容易產(chǎn)生疲勞開(kāi)裂和破碎，所以對(duì)安全鉗進(jìn)行維護(hù)時(shí)必須使用符合標(biāo)準(zhǔn)彈力要求的蝶形彈簧，以免造成修井機(jī)滾筒剎車(chē)力矩不足（圖6）。并且在更換新的蝶形彈簧后，必須檢查液壓缸活塞的動(dòng)作是否正常，液壓缸防塵油封是否在活塞桿上的正常密封位置。

圖6 安全鉗液壓缸活塞桿過(guò)度收縮和蝶形彈簧破損

（4）更換新的蝶形彈簧進(jìn)行剎車(chē)測(cè)試時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)剎車(chē)或松開(kāi)剎車(chē)時(shí)安全鉗液壓缸活塞桿不動(dòng)作或伸縮尺寸非常小，說(shuō)明新的蝶形彈簧彈力過(guò)大，盤(pán)剎液壓系統(tǒng)壓力無(wú)法對(duì)蝶形彈簧進(jìn)行正常壓縮，剎車(chē)間隙雖然在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，但是沒(méi)有液壓缸活塞桿的正常伸縮，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)安全鉗的正常剎車(chē)動(dòng)作。所以必須使用符合標(biāo)準(zhǔn)彈力要求的蝶形彈簧，以免造成修井機(jī)滾筒剎車(chē)力矩不足，并且在更換新的蝶形彈簧后，必須檢查液壓缸活塞的動(dòng)作是否正常。

（5）在滾筒剎車(chē)和松開(kāi)剎車(chē)的動(dòng)作過(guò)程中，如果安全鉗液壓缸活塞桿突然出現(xiàn)過(guò)量縮回和伸出，說(shuō)明安全鉗剎車(chē)間隙嚴(yán)重變大，蝶形彈簧彈力嚴(yán)重不足，拆開(kāi)液壓缸后發(fā)現(xiàn)一片或多片蝶形彈簧發(fā)生開(kāi)裂或破碎。所以在給安全鉗液壓缸更換蝶形彈簧時(shí)，不得把彈力不同或新舊蝶形彈簧進(jìn)行混裝，以免彈力較軟的彈簧被過(guò)度壓縮后出現(xiàn)開(kāi)裂或破碎，最后造成彈力不足和安全鉗剎車(chē)間隙過(guò)大。

（6）修井機(jī)盤(pán)剎液壓系統(tǒng)的液壓壓力范圍是6.5～7.5 MPa，這一壓力與蝶形彈簧彈力相匹配，能夠使蝶形彈簧被壓縮到設(shè)定的壓縮量，使安全鉗能夠產(chǎn)生正常的剎車(chē)力矩。當(dāng)壓力過(guò)小時(shí)蝶形彈簧壓縮量不足，雖然剎車(chē)間隙正常，但仍然不能產(chǎn)生正常的剎車(chē)力矩；當(dāng)壓力過(guò)大時(shí)蝶形彈簧被過(guò)度壓縮，在剎車(chē)間隙正常的情況下，能夠產(chǎn)生更大的剎車(chē)力矩，但是過(guò)度壓縮后更容易使蝶形彈簧產(chǎn)生疲勞，使其過(guò)早發(fā)生開(kāi)裂或破碎，導(dǎo)致安全鉗剎車(chē)力矩突然變小。所以對(duì)盤(pán)剎液壓系統(tǒng)進(jìn)行壓力調(diào)整時(shí)，不得調(diào)整為壓力過(guò)高或過(guò)低（圖7）。

圖7 盤(pán)剎系統(tǒng)壓力

（7）在對(duì)修井機(jī)安全鉗進(jìn)行正常的剎車(chē)間隙調(diào)整后，安全鉗液壓缸伸縮動(dòng)作正常，但進(jìn)行溜鉤測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)大鉤不能正常速度下放或不能下放。此時(shí)在剎車(chē)鉗架左右能看到的剎車(chē)片厚度偏差很大，甚至一側(cè)剎車(chē)片完全看不到，這就說(shuō)明剎車(chē)鉗架與剎車(chē)盤(pán)的對(duì)中偏差過(guò)大，超出了±1 mm 的偏差范圍，剎車(chē)鉗臂軸的自由間隙已經(jīng)不能進(jìn)行對(duì)中偏差調(diào)整，使一側(cè)的剎車(chē)片不能與剎車(chē)盤(pán)徹底分離，而總的剎車(chē)間隙值完全被限制到另一側(cè)的剎車(chē)片與剎車(chē)盤(pán)之間（圖8）。所以在新的修井機(jī)進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)當(dāng)把剎車(chē)鉗架與剎車(chē)盤(pán)的偏差作為重點(diǎn)驗(yàn)收項(xiàng)目，發(fā)現(xiàn)超出偏差范圍，在投產(chǎn)前必須由生產(chǎn)廠家整改完畢。

圖8 剎車(chē)鉗架不正

（8）在滾筒停止轉(zhuǎn)動(dòng)前頻繁使用安全鉗剎車(chē)、緊急制動(dòng)剎車(chē)，或者直接把安全鉗當(dāng)做剎把對(duì)滾筒進(jìn)行剎車(chē)，都會(huì)使安全鉗剎車(chē)片發(fā)生異常磨損，造成剎車(chē)間隙過(guò)大和剎車(chē)力矩不足。所以在蝶形彈簧彈力正常，初始剎車(chē)間隙正常，盤(pán)剎液壓系統(tǒng)壓力正常的情況下，錯(cuò)誤的操作是導(dǎo)致安全鉗剎車(chē)間隙變大的最大因素。所以接班進(jìn)行設(shè)備檢查時(shí)要認(rèn)真識(shí)別液壓缸活塞桿的伸縮尺寸，確認(rèn)安全鉗剎車(chē)間隙大小。

2 修井機(jī)安全鉗剎車(chē)間隙的調(diào)整

安全鉗剎車(chē)間隙的調(diào)整是通過(guò)旋轉(zhuǎn)液壓缸調(diào)整尾座進(jìn)行的，旋轉(zhuǎn)尾座的連接螺紋的螺距是5 mm。由于不同廠家對(duì)安全鉗的動(dòng)力臂與阻力臂設(shè)計(jì)尺寸有所差別，所以尾座的旋轉(zhuǎn)角度就會(huì)有一定差別，如動(dòng)力臂與阻力臂比值是1:1 時(shí)尾座旋轉(zhuǎn)1/5圈，比值是1.5:1 時(shí)尾座旋轉(zhuǎn)1/8 圈，這樣在剎車(chē)片與剎車(chē)盤(pán)間都會(huì)形成0.5 mm 的間隙。所以在進(jìn)行安全鉗剎車(chē)間隙調(diào)整時(shí)，首先要正確調(diào)整尾座連接螺紋的螺距，以及剎車(chē)鉗臂的定動(dòng)力臂與阻力臂比值（圖9）。

圖9 安全鉗調(diào)整螺紋

（1）安全鉗剎車(chē)間隙調(diào)整前應(yīng)當(dāng)將大鉤坐在轉(zhuǎn)盤(pán)上，并用液壓絞車(chē)對(duì)大鉤進(jìn)行吊扶。

（2）用剎把對(duì)滾筒進(jìn)行剎車(chē)，然后解除駐車(chē)制動(dòng)和緊急制動(dòng)，同時(shí)也可以將輔助剎車(chē)旋鈕旋轉(zhuǎn)到最大剎車(chē)狀態(tài)。

（3）旋轉(zhuǎn)安全鉗液壓缸調(diào)整尾座，使液壓缸整體伸長(zhǎng)，直至剎車(chē)片與剎車(chē)盤(pán)完全頂死。

（4）在回旋調(diào)整尾座1/5 圈或1/8 圈后將安全鉗剎死，并調(diào)整尾座備帽。

（5）最后松開(kāi)剎把和輔助剎車(chē)進(jìn)行空載溜鉤測(cè)試，以及負(fù)荷懸重測(cè)試，確認(rèn)大鉤空載下溜速度和安全鉗剎車(chē)懸重能力是否正常。

3 經(jīng)濟(jì)效益和安全效益

準(zhǔn)確識(shí)別盤(pán)剎安全鉗間隙狀態(tài)，對(duì)安全鉗剎車(chē)間隙正確調(diào)整，能夠保證安全鉗的正常剎車(chē)力矩，使?jié)L筒剎車(chē)的可靠性得以保證，避免單獨(dú)使用安全鉗剎車(chē)時(shí)可能發(fā)生掉大鉤的安全事故，同時(shí)減少安全鉗的維護(hù)費(fèi)用。