衛(wèi)帥兵，陳元欣，韓順坤

（中國石油寶雞石油機械有限責任公司，陜西 寶雞 721000）

近幾年，隨著石油生產領域的發(fā)展，各項生產技術也在逐步處于完善中，尤其是石油鉆探技術。但是，為了確保石油鉆探技術的功能性，就需要切實的落實相關技術，石油鉆機絞車剎車系統(tǒng)就是其中一個，對其常見的主剎車系統(tǒng)和輔助剎車系統(tǒng)進行分析，并且合理的應用，這樣可以有效提升石油鉆機絞車的可操控性，避免石油鉆機絞車運行事故的發(fā)生，更為石油鉆探技術的推進，給予了基礎性的保障。

1 石油鉆機絞車剎車系統(tǒng)的現狀

石油鉆機絞車剎車系統(tǒng)作為石油鉆機中一項重要的構件，主要是起到起重、停滯、以及大構荷載下放速控制等方面，確保石油鉆機的穩(wěn)定性。但是，石油鉆機絞車剎車系統(tǒng)在實際應用的時候，經常會因為系統(tǒng)選擇不合理，引發(fā)系統(tǒng)故障或者停擺等問題，并且如果情況較為嚴重的話，還會引發(fā)安全事故的產生，嚴重影響了石油生產的效率，其經濟效益就會受到損失。因此，在石油鉆機絞車剎車系統(tǒng)選擇的時候，需要結合實際情況，有針對性選擇剎車系統(tǒng)。同時，需要根據石油鉆機絞車的運行情況，對主剎車系統(tǒng)和輔助剎車系統(tǒng)進行維護，或者安裝合理的降溫裝置，避免自身溫度過高，以此保證剎車系統(tǒng)處于最佳的使用狀態(tài)，降低石油鉆機絞車安全事故或者設備故障的產生，促使石油生產效率以及經濟效益得到提升。

2 主剎車系統(tǒng)

石油鉆機絞車剎車系統(tǒng)分為主剎車系統(tǒng)和輔助剎車系統(tǒng)，本段內容從主剎車系統(tǒng)的角度來說，在選擇的時候，需需要結合各個方面的地理環(huán)境，以及石油鉆機絞車配置數據，以此選擇最優(yōu)的主剎車系統(tǒng)，確保其運行的穩(wěn)定性和安全性。同時，常見的石油鉆機絞車主剎車系統(tǒng)為：帶式剎車、液壓剎車、氣控剎車等主剎車系統(tǒng)，具體的內容如下。

2.1 帶式剎車系統(tǒng)

（1）帶式剎車是石油鉆機絞車主剎車系統(tǒng)中，常見的一種系統(tǒng)形式，主要是利用剎把控剎帶將貼合制動僅僅包圍，并且?guī)絼x車系統(tǒng)主要是由剎把、傳動杠桿、剎帶、摩擦塊、滾筒剎車榖、平衡梁和調整螺栓等方面組合，其屬于一種機械式傳動剎車系統(tǒng)。在帶式剎車系統(tǒng)使用的時候，將剎把抬起，這樣可以使剎帶離開滾筒剎車鼓，并且游動系統(tǒng)會呈現無摩擦力處于上下那個運行的狀態(tài)，促使系統(tǒng)整個運行狀態(tài)處于最佳的狀態(tài)。

（2）游動系統(tǒng)在停止剎車的時候，剎把會向下按壓，并且利用傳動杠桿將剎帶與剎車毅緊密貼合，在通過利用剎車鼓對絞車滾筒軸的旋轉狀態(tài)進行嚴格的控制，以此剎住絞車滾筒。同時，在利用帶式剎車系統(tǒng)的時候，如果用力越大剎帶與絞車剎車毅貼合度越好，這樣游動剎車的距離就會較短，其安全性也會越高。但是，如果用力按壓剎把力度相對較小的話，這樣剎帶與滾筒剎車毅的貼合度就會較差，受到慣性剎車因素的影響，其安全性就會相對較長，還很容易產生溜鉆問題，這樣嚴重影響了石油鉆機絞車的使用性能。

（3）針對駐車方面，帶式剎車系統(tǒng)的運行期間，如果停止游動系統(tǒng)運行的話，應當利用輔助重物，將剎把向下控制。同時，帶式剎車系統(tǒng)其結構較為簡單，不需要特別精密的元器件，并且其維護成本相對較低，通過利用鉆具傳輸到操作剎，以此使鉆頭、鉆柱可以很好感知石油井下的環(huán)境情況。但是，帶式剎車系統(tǒng)在應用的時候，也正是因為結構問題，長期處于露天的狀態(tài)，以此導致其運行強度相對較強，磨損程度相對較大，并且由于露天作業(yè)，經常存在風吹、雨淋、高溫等環(huán)境，再加上剎車毅與啥剎車帶貼合度相對較差，這樣剎車慣性距離就會越大，其可靠性越差，所以如果長期的運行，經常會因為剎車不良，引發(fā)運行故障的產生，例如：溜鉆、頓鉆、頂天車，逐步被新型剎車系統(tǒng)所取代，其使用效率相對較低。

2.2 液壓剎車系統(tǒng)

液壓剎車主要是以液體壓力為主，實現剎車功能，并且這種剎車方式可以有效提升石油鉆機絞車剎車系統(tǒng)的自動化水平，也創(chuàng)建了良好的工作環(huán)境，推升石油鉆機絞車運行的穩(wěn)定性。

（1）液壓剎車主要是由：液壓站、剎車盤、剎車摩擦裝置、控制剎車的電子元器件等方面組成，圖1所示。在液壓剎車系統(tǒng)運行的時候，需要利用液壓站對剎車閥以及安全鉗放置工作盤壓力等進行合理的配置，這樣不僅實現絞車滾筒與剎車盤是同時使用的，也確保其它方面的共同操作，例如剎車、停車、啟動等方面。

圖1 液壓剎車示意圖

（2）需要對石油鉆機絞車剎車液壓手柄對液壓盤進行調節(jié)，主要是調節(jié)與剎車摩擦裝置之間的距離，以此保證剎車操作的可靠性和穩(wěn)定性。同時，液壓系統(tǒng)與其它的石油鉆機絞車主剎車系統(tǒng)相比，不僅自動化程度相對較高，還可以很好地實現遠程操作功能，大大提升了石油鉆機絞車剎車系統(tǒng)的性能。另外，液壓剎車系統(tǒng)的應用，可以有效提升石油鉆機絞車的安全性，對一些器件老化問題可以很好的解決，避免運行故障的產生。由于液式剎車系統(tǒng)具有良好的力學性能，可以針對環(huán)境做出高難度的剎車，所以其安全性相對較高。

（3）液壓剎車系統(tǒng)的使用期間，也會有著一定的局限，主要是因為該系統(tǒng)需要使用專贏的液壓油，后期的維護費用相對較高，并且系統(tǒng)運行完畢以后，需要正確的處理，否者就會影響周圍的環(huán)境質量。同時，由于液壓剎車系統(tǒng)具有遠程操作的功能，這樣工作人員對鉆頭實際的工作量的了解程度不夠，無法根據實際情況進行預估，很容易出現較大的偏差。另外，在液壓剎車系統(tǒng)使用期間，還需要將環(huán)境溫度作為重點考慮對象，主要是因為如果環(huán)境溫度相對較低的話，液壓油很容易產生凝固的狀態(tài)，這樣嚴重影響石油鉆機絞車剎車性能下降，或者失效等問題，隨即而來的就是安全事故的產生?；诖耍簤簞x車系統(tǒng)主要是應用與強度較低的石油生產中。

2.3 氣壓控制剎車系統(tǒng)

其實，氣壓控制剎車系統(tǒng)主要是將液壓剎車系統(tǒng)、帶式剎車系統(tǒng)兩種方式相融合的剎車系統(tǒng)，并且氣壓控制剎車系統(tǒng)在運行之前，需要根據石油鉆機絞車的需求設置安全值，以此將其作為安全繩的位置，這樣可以盡最大程度上保證石油鉆機絞車運行的安全性和穩(wěn)定性。另外，氣壓控制剎車系統(tǒng)利用安全繩掉落帶動帶式剎車、以及液壓剎車方式，以此得到一種新型的剎車方式，再利用控制氣缸的空氣壓縮方式，促使剎車力矩的增大，進而提升剎車的性能。同時，氣壓控制剎車系統(tǒng)在運行期間，如果工作人員出現誤判，或者設備裝置不受控制的話，可以根據實際情況自動進行剎車，以此避免產生較大的安全事故。但是，氣壓控制剎車系統(tǒng)需要專用的氣體輸送管道，并且管道很容易受到溫度變化的影響，例如：在冬季的話，由于溫度相對較低的話，很容易出現爆裂的現象，這時就需要給管道進行升溫處理，并且加之安全繩是的長度無法確定，這樣就無法有效實現定點剎。

3 輔助剎車系統(tǒng)

為了保證石油鉆機絞車運行的穩(wěn)定性和安全性，僅僅有合理的主剎車系統(tǒng)是不夠的，還需要有是輔助是剎車系統(tǒng)的支持，常見的輔助剎車系統(tǒng)有：水剎車、電磁渦流剎車、伊頓剎車三種，并且與主剎車系統(tǒng)有效的結合，以此提升石油鉆機絞車的運行性能。

3.1 水剎車系統(tǒng)

水剎車系在石油鉆機絞車剎車系統(tǒng)中，較為常用輔助系統(tǒng)，主要是由旋轉主軸，以及同定與其上的轉子，并且將固定子在外殼內，以此形成對稱轉子兩側定子，這樣是水箱組成的重要部分。同時，利用水箱水位高度的不同，給轉子不同的水利力矩，以此對石油鉆機絞車的運行速度進行有效的控制。

3.2 電磁渦流剎車系統(tǒng)

（1）電磁蝸流剎車系統(tǒng)在石油鉆機絞車剎車系統(tǒng)中，其運行效果也是非常好的，在運行期間，主要是以電磁感應器原理為主，實現無磨損力矩制動，以此提升石油鉆機絞車的運行性能。但是，電池渦流剎車系統(tǒng)在運行的時候，需要根據情況對控制器手柄角度進行合理的調節(jié)，并且對定子和轉子的勵磁電流嚴格控制，以此改善轉子制動轉矩、以及控制游動系統(tǒng)的上等、下降的速度，避免產生運行故障的產生。

（2）電磁蝸流剎車系統(tǒng)相對較為簡單，在后期維護的時候，可以實現整體拆卸和安裝。同時，由于電磁渦流剎車系統(tǒng)的運行原理為無磨損力制動，所以在長期運行的時候，會產生大量的熱量，這時就需要進行降溫處理，尤其是定子。常見的降溫方式有水冷卻和風冷卻等方式，其中水冷卻主要是在運行現場配備儲存輔助系統(tǒng)，或者循環(huán)系統(tǒng)，但是占用空間面積相對較大，再加上冬季冷水存儲性難度相對較大， 其使用受到一定的局限。然而，風冷卻主要是利用電機驅動進行降溫處理，并且可以將其直接安裝在系統(tǒng)裝置中，不會占用較大的空間。由于電機風的穩(wěn)定性較好，可以大大提升電磁渦流剎車系統(tǒng)的使用性能，以及使用壽命，該方式也被廣泛的應用。

3.3 伊頓式剎車系統(tǒng)

（1）伊頓式剎車系統(tǒng)與上兩者輔助剎車系統(tǒng)有著很大程度上的不同，主要是利用空氣壓縮剎車的方式，確保石油鉆機絞車運行的穩(wěn)定性。伊頓式剎車系統(tǒng)在運行期間，僅僅需要對空氣閥門進行合理操作，主要使壓縮空氣進入其氣缸以后，促使活塞運行，并且時壓緊盤帶制動板處于良好的運動狀態(tài)是。同時，伊頓式剎車系統(tǒng)在運行的時候，主要是由摩擦盤組件、連接組件、壓緊盤組件、散熱組件以及傳動輪等方面組成。

（2）伊頓式剎車系統(tǒng)將綜合氣動水剎車、空氣冷卻式剎車系統(tǒng)進行融合，并且其結構較為靈敏，可以有效提升石油鉆機絞車剎車系統(tǒng)的性能。同時，與其它輔助剎車系統(tǒng)相比，系統(tǒng)設備裝置的重量相對較輕，可以根據實際情況滿足不同的運行需求。但是，伊頓式剎車系統(tǒng)在運行起期間，需要處于一個相對封閉的環(huán)境，并且應當設置保護罩，避免其故障的產生，并且還需要根據實際情況，配置合適的冷卻在裝置，常見的冷卻裝置為：儲存水裝置、循環(huán)水冷卻裝置。另外，需要對氣缸進行定期的清理，確保其精準度，并且需要對元器件進行定期的更換，避免影響伊頓式剎車系統(tǒng)的運行性能。

4 結語

鉆機絞車在石油生產中，占據著重要的地位，其運行的穩(wěn)定性和安全性，直接影響著石油生產的效率。因此，必須選擇合理的石油鉆機絞車主剎車系統(tǒng)和輔助剎車系統(tǒng)，這樣才能確保石油鉆機絞車運行的安全性和穩(wěn)定性。但是，由于石油鉆機絞車的主剎車系統(tǒng)和輔助剎車系統(tǒng)都有著自己的運行原理，以及優(yōu)點和缺點，其運行效果也是不同，這樣就需要根據實際情況，選擇安全性、穩(wěn)定性、以及經濟性較強的系統(tǒng)模式，做到提升石油鉆機絞車性能的同時，確保石油生產的效率以及經濟效益。