付占炯

摘? 要：針對(duì)海洋鉆修機(jī)使用的轉(zhuǎn)盤慣性剎車裝置存在的響應(yīng)速度慢、維護(hù)使用不方便等問題，開展了海洋鉆修機(jī)轉(zhuǎn)盤慣性剎車裝置改造技術(shù)的研究與實(shí)踐。此次改造分析了鉗盤式轉(zhuǎn)盤慣性剎車裝置的技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)組成、工作原理。針對(duì)氣源不穩(wěn)定、加力泵作業(yè)空間狹小等問題，采用從盤剎液壓站取一路液壓源，利用兩位三通閥及減壓閥組合替代加力泵的方式，從而實(shí)現(xiàn)迅速有效地制動(dòng)轉(zhuǎn)盤。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明，改造后的轉(zhuǎn)盤慣性剎車裝置安全可靠，工作穩(wěn)定，操作維護(hù)便捷。

關(guān)鍵詞：海洋鉆修機(jī)? 轉(zhuǎn)盤慣性剎車裝置? 改造技術(shù)

中圖分類號(hào)：TE92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1672-3791（2019）03（b）-0069-03

Abstract： In order to solve the problems of slow response speed and inconvenient maintenance of the rotory table inertial brake of offshore drilling and workover rig， the research and practice of the reconstruction technology of the rotory table inertial brake device of offshore drilling and workover rig was carried out. In this transformation the technical parameters， structure composition， working principle and existing problems of the rotory table inertial brake of offshore drilling and workover rig are analyzed .The transformation of the main technology used from the disc brake hydraulic station to take all the way to the hydraulic source， the use of two three-way valve and pressure reducing valve combination to replace the pump， in order to achieve rapid and effective braking turntable. The field application shows that the modified inertial brake device is safe， stable and easy to operate and maintain.

Key Words： Offshore drilling and workover rig; Rotory table inertia brake; Transformation technology

轉(zhuǎn)盤慣性剎車裝置主要應(yīng)用于鉆修機(jī)轉(zhuǎn)盤停轉(zhuǎn)過程中，能夠迅速有效地制動(dòng)轉(zhuǎn)盤，主要作用是在離合器脫開之后，將鉆桿的變形能緩慢釋放，防止鉆桿極速反向回轉(zhuǎn)。老一代海洋鉆修機(jī)采用氣胎離合器式轉(zhuǎn)盤慣性剎車裝置，氣胎離合器[1]主要靠摩擦工作，主動(dòng)與從動(dòng)掛合時(shí)存在轉(zhuǎn)速差，氣胎充氣需要時(shí)間，因此掛合過程存在間隙閉合過程和打滑過程，容易引起大的鉆井事故。新一代海洋鉆修機(jī)逐漸采用鉗盤式轉(zhuǎn)盤慣性剎車，該種剎車裝置相對(duì)于氣胎離合器式轉(zhuǎn)盤慣性剎車裝置反應(yīng)速度相對(duì)提高，但仍存在反應(yīng)不靈敏、維護(hù)使用不方便等問題。針對(duì)以上問題，對(duì)渤海灣某平臺(tái)的海洋鉆修機(jī)轉(zhuǎn)盤慣性剎車裝置進(jìn)行了技術(shù)改造，滿足了海洋鉆修機(jī)操作可靠性和維護(hù)方便的要求。

1? 鉗盤式轉(zhuǎn)盤慣性剎車裝置分析

1.1 技術(shù)參數(shù)

1.2 結(jié)構(gòu)組成

鉗盤式轉(zhuǎn)盤慣性剎車裝置結(jié)構(gòu)示意圖見圖1，該裝置由制動(dòng)盤、制動(dòng)器、安裝支架、油管線、加力泵、氣管線、控制單元、氣源等組成。制動(dòng)盤安裝在兩個(gè)傳動(dòng)軸的法蘭盤之間，與傳動(dòng)軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)。制動(dòng)器是由剎車鉗通過兩個(gè)圓柱倒銷，將制動(dòng)器與安裝支架之間相連?？刂茊卧话阄挥谒俱@房?jī)?nèi)，用以控制慣性剎車裝置的啟停。加力泵一般安裝在制動(dòng)器附近，需要定期對(duì)油杯的油液進(jìn)行檢查更換。

加力泵[2]結(jié)構(gòu)示意圖見圖2，由皮閥總成、推桿、活塞總成、油杯、復(fù)位彈簧、殼體等組成。當(dāng)給加力泵提供氣源壓力時(shí)，氣壓作用在皮碗總成上，皮碗總成推動(dòng)推桿及活塞總成向前移動(dòng)，油杯下方的閥門補(bǔ)油孔關(guān)閉，在殼體內(nèi)產(chǎn)生油壓，將油壓傳遞給剎車鉗，剎車鉗關(guān)閉;當(dāng)氣壓釋放時(shí)，在復(fù)位彈簧的作用下，活塞總成回移，油杯下方的閥門補(bǔ)油孔打開，殼內(nèi)液壓油回流至油杯，剎車鉗打開。

剎車鉗[2]結(jié)構(gòu)示意圖見圖3，由制動(dòng)盤、密封圈、活塞、摩擦塊和鉗體等組成。鉗體為對(duì)稱布局，由上下兩體組成，鉗體內(nèi)有活塞腔和油道，油道連通加力泵。制動(dòng)時(shí)，液壓油通過活塞腔推動(dòng)活塞，活塞推動(dòng)摩擦塊對(duì)剎車盤實(shí)施夾持。

1.3 工作原理

鉗盤式轉(zhuǎn)盤慣性剎車裝置工作原理[3]見圖4，海洋鉆修機(jī)的氣源由空壓機(jī)或平臺(tái)提供，通過供氣管線到達(dá)司鉆房控制臺(tái)，通過控制單元將氣源作用于加力泵，氣能轉(zhuǎn)換為液壓能，液壓油到達(dá)剎車鉗的液缸，推動(dòng)摩擦片對(duì)剎車盤進(jìn)行夾持，從而達(dá)到剎車目的。當(dāng)海洋鉆修機(jī)工作中，需要進(jìn)行“點(diǎn)剎”操作時(shí)，通過控制單元中的調(diào)壓閥操作手柄，改變供氣壓力大小從而控制夾持與釋放速度。

1.4 存在問題

由于海洋鉆修機(jī)氣源基本由平臺(tái)提供，氣體中含水量較大，并存在氣壓不穩(wěn)定問題，不穩(wěn)定的氣壓無法保證精確有效地對(duì)轉(zhuǎn)盤實(shí)施制動(dòng)與釋放，存在著較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。另外，由于加力泵一般安裝在轉(zhuǎn)盤傳動(dòng)軸處，該位置作業(yè)空間狹小，而加力泵需要定期地對(duì)油液進(jìn)行檢查和更換，給觀察和維護(hù)帶來一定困難。

2? 改造方案

2.1 改造設(shè)計(jì)原理

改造設(shè)計(jì)原理圖見圖5，針對(duì)鉗盤式轉(zhuǎn)盤慣性剎車裝置存在的問題，從盤剎站引一路液壓源，采用兩位三通閥串減壓閥替代加力泵，通過氣源控制兩位三通閥動(dòng)作。兩位三通閥的功能，兩位即進(jìn)油，回油;三通為一通接進(jìn)油，二通接回油，三通接減壓閥支路。由于盤剎站液壓源的壓力為7MPa左右，通過減壓閥對(duì)油路壓力進(jìn)行減壓，減壓閥壓力調(diào)整為4.2MPa，油路通過減壓閥到達(dá)剎車鉗，從而完成對(duì)剎車盤的夾持與釋放。

2.2 改造特點(diǎn)

（1）海洋鉆修機(jī)轉(zhuǎn)盤慣性剎車裝置是通過更換內(nèi)部工作元件即加力泵來實(shí)現(xiàn)的，具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、改造方便等優(yōu)點(diǎn)。

（2）海洋鉆修機(jī)轉(zhuǎn)盤慣性剎車裝置液壓源取自盤剎站，具備壓力穩(wěn)定、操作可靠等優(yōu)點(diǎn)。

（3）海洋鉆修機(jī)轉(zhuǎn)盤慣性剎車裝置改造不涉及剎車裝置系統(tǒng)改動(dòng)，只需將兩位三通閥串減壓閥替代加力泵，投入少，符合降本增效的原則。

（4）海洋鉆修機(jī)轉(zhuǎn)盤慣性剎車裝置采用的兩位三通閥與艾力遜變速箱兩位三通閥一樣，具備備件通用性，且該閥安全可靠、反應(yīng)靈敏，減少了觀察與維護(hù)，更方便于現(xiàn)場(chǎng)使用。

3? 結(jié)語

改造后的海洋鉆修機(jī)轉(zhuǎn)盤慣性剎車裝置，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中反應(yīng)迅速、操作便捷、維護(hù)方便，切實(shí)解決了原有裝置反應(yīng)不靈敏，觀察維護(hù)困難等問題。通過該改造技術(shù)的研究與應(yīng)用、為海洋修井機(jī)其他的改造提供了實(shí)例借鑒，并對(duì)海洋修井機(jī)設(shè)計(jì)者提供了設(shè)計(jì)思路。目前，氣控氣、氣控液等控制方式廣泛應(yīng)用于海洋鉆修機(jī)上，但基于海洋鉆修機(jī)特殊的環(huán)境，海洋鉆修機(jī)的控制可靠性仍值得廣大學(xué)者探究。

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