金喜順

（中海油田服務股份有限公司，天津 300450）

電液控制技術在鉆機設備的應用及發(fā)展前景展望

金喜順

（中海油田服務股份有限公司，天津 300450）

為了能充分擴大電液控制技術在鉆機設備上的應用，突出電液控制的技術優(yōu)勢，使鉆機設備的整體性能有飛躍式的提高，本文通過電液控制系統(tǒng)在石油鉆機設備上五個部件的應用和改進，來介紹電液控制系統(tǒng)在鉆機設備上的應用前景與實際情況。電液控制技術在鉆機設備上的應用，一方面提高了鉆機設備在控制方面的性能，同時也減少了鉆機設備對人工的依賴程度；另外，電液控制系統(tǒng)的應用進一步的提高了鉆機設備在運行時的安全系數(shù)，增加了運行時的可靠性。

鉆機設備；應用 前景；展望

一、電液控制技術的發(fā)展及其優(yōu)勢

電液控制技術是一種電液轉換的先進技術，這種技術主要是將一種微小的電信號，通過一套途徑轉換為較大的液壓輸出信號。電液控制伺服技術和電液控制比例技術是電液控制技術在機械應用設備上，應用最廣泛的應用程序。電液控制技術是液壓控制技術和電控技術的一次完美結合，電液控制技術將電信號容易轉換為數(shù)字化的信號，且控制準確的優(yōu)點發(fā)揮到了最大。電液控制技術已經為機械設備的傳動實現(xiàn)自動化和智能化鋪好了道路。國外的電液控制的技術的發(fā)展和現(xiàn)狀。在國外，20世紀40年代開始重點研究電液控制伺服技術，并于20世紀70年代投入批量生產，開始用于大規(guī)模的工業(yè)應用。目前國外已經開發(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產品?，F(xiàn)階段，國外已經具備了綜合成型的液壓控制工程技術。我國電液控制的技術發(fā)展和現(xiàn)狀。電液控制伺服技術和電液控制比例技術在我國的發(fā)展水平遠遠落后于國外的技術水平。目前的差距主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1主導產品的缺乏；2現(xiàn)階段生產的產品規(guī)格不確定性太多，沒有一個統(tǒng)一的型號規(guī)格。例如電液控制技術在鉆機上的應用我國就落后國外近20年，這種技術在鉆機設備的應用，在我國近幾年才開始應用。下面就電液控制技術在鉆機設備上的應用進行實際情況的探討。

二、電液控制技術在鉆機設備上的應用控制

1電液控制技術在鉆機液壓貓頭處的應用控制

液壓貓頭控制技術的應用是電液控制技術在鉆機設備上的最早應用，而且獲得了成功。電液控制技術在液壓貓頭上的應用原理，主要是運用變頻電機在新型驅動裝置上的應用，及電——氣——液一體化的技術成功應用，這樣就極大的改進了鉆機作業(yè)中的自動化程度，但是與此同時，也對控制房的設計提出了更嚴格的標準要求，標準要求所有的液壓常規(guī)設備，均經設計更改變?yōu)殡娨嚎刂频募夹g。沒有應用電液控制技術前，液壓貓頭的控制方式僅僅是通過手動的方式將多路閥門切換到電液換向閥門的位置，并用開關給電的方式進行控制作業(yè)；應用了電液控制技術后，鉆機設備上，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)。這兩種設備系統(tǒng)的開發(fā)，極大的提高了鉆機設備在液壓貓頭處的靈活性，實現(xiàn)了液壓貓頭的速度與拉力的雙設備比例控制。通過電液控制技術的加持，液壓貓頭在鉆機設備的應用上，更加得心應手，在很大程度上提高了液壓貓頭的使用效率。給鉆機設備的開采工作帶來了便利。

2電液控制技術在鉆機液壓盤剎裝置處的應用控制

現(xiàn)在鉆機設備使用液壓盤剎已經有十多年的歷史了，在沒有應用電液控制技術前，盤剎裝置的控制方式均采用氣液聯(lián)控的方式來控制，這種控制方式安全可靠，但是也存在其不足之處，例如盤剎設備本身不會實現(xiàn)斷電剎車這一功能，很難和電氣控制系統(tǒng)聯(lián)合起來實現(xiàn)控制功能，其控制性能的物理曲線還不具備控制調節(jié)能力。應用電液控制技術后，盤剎裝置，采用了電——氣——液的聯(lián)合控制調節(jié)形式，從而實現(xiàn)了盤車剎車的電液控制中的比例控制操作。簡化了控制管路的鋪設，大大降低了現(xiàn)場鋪設管路的人工工作量。在鉆機設備的盤剎上利用電液控制技術，進行優(yōu)化，會使盤剎的性能得到提升，增加了鉆機設備的安全系數(shù)，降低了盤剎系統(tǒng)的安全風險。液壓盤剎控制系統(tǒng)，主要分為三個部分，分別為氣控閥門組合、液壓閥門組合和電控單元組成。

3電液控制技術在鉆機自升式套裝井架起升裝置處的應用控制

套裝井架分段起升主要是由于鉆機設備的自升式套裝井架起升裝置。應用電液控制技術后，該起升裝置應用兩個液壓馬達同步進行控制操作，這個系統(tǒng)的特征主要體現(xiàn)在輸出反應的快速，準確和靈活。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電液控制技術在鉆機盤剎自動送鉆裝置處的應用控制

作為近年來石油行業(yè)在鉆井技術的熱門研究創(chuàng)新點之一，盤式剎車自動鉆井裝置，在電液控制的技術應用上也走在了前列，它是通過比例電液控制的原理實現(xiàn)了調節(jié)剎車油缸，控制了叉車力矩，最終來實現(xiàn)控制鉆壓的目標?，F(xiàn)在也有盤剎自動送鉆專門采用智能控制。以PLC為主要控制源，對電液系統(tǒng)進行控制，從而實現(xiàn)自動送鉆的操作。

5 電液控制技術在鉆機鉆機移動裝置處的應用控制

鉆機設備的移動裝置作為鉆機的執(zhí)行動力源，該裝置是以棘爪機構操作，作為終極操作步驟的。該裝置的控制系統(tǒng)由五部分組成，這五個組成部分分別為控制器部分、檢測裝置部分、同步補償部分、手動多路閥門部分和連接附件部分等。他們的存在會使鉆機的性能進一步得到提升。

三、電液控制技術在鉆機設備上的發(fā)展前景展望

1大力開發(fā)普及鉆井作業(yè)的周邊輔助機械設備。讓電液控制技術在鉆井設備中的應用范圍進一步擴大。只有電液控制技術的全面應用于鉆機設備的升級中，才能最大程度的發(fā)揮出電液控制技術的優(yōu)勢。

2充分發(fā)揮電液控制系統(tǒng)在機械設備上的應用優(yōu)勢，利用電液控制技術開發(fā)專屬的石油鉆井設備裝置。專門應用于使用鉆井施工中的電控液壓技術，會針對石油鉆井的施工特點來進行單獨設計，會更好的服務于石油開采施工。

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)質的控制器是一種生產安全的保障。

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)引入國外先進的負荷載傳感控制體系，這樣可以起到節(jié)約能量的作用。

6 提高現(xiàn)場外界先進設備的引進力度，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及改造實例［J］.礦業(yè)裝備， 2010.

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