朱志鐠

（中石化華北石油工程有限公司五普鉆井分公司，河南新鄉(xiāng) 453000）

1 現(xiàn)有技術(shù)狀況

目前液壓盤式剎車裝置的液壓站采用的多是按照專利CN200920110169提供的液壓盤式剎車裝置或?qū)＠鸆N200920110494提供的電控液壓盤式剎車裝置。在大部分工作環(huán)境下，這2種液壓站可以基本滿足液壓盤式剎車裝置的使用，但是隨著鉆機(jī)作業(yè)對設(shè)備的要求不斷提高，以上2種液壓站的弊端也不斷顯現(xiàn)出來。盤剎液壓站一般由柴油發(fā)電機(jī)直接提供電源，該方式存在的隱患是：若柴油發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障，會造成盤剎液壓站系統(tǒng)意外斷電，導(dǎo)致液壓站無法給液壓盤式剎車裝置提供動力能源，造成液壓盤式剎車安全鉗抱死，儲能瓶的能量無法滿足液壓盤式剎車多次動作，而且不能滿足工作鉗多次動作的要求，在儲能瓶的壓力釋放后，可能造成液壓盤式剎車裝置失靈從而釀成事故。

此外，蓄能器的作用是穩(wěn)定泵輸出的液壓源和儲存能量，當(dāng)輸出的液壓油不足時，能起到補(bǔ)充功能的作用，因此蓄能器在整個液壓系統(tǒng)中可起到安全保護(hù)的作用。蓄能器氮氣壓力需要定期檢查，但是由于測氮氣壓力需要停機(jī)并安裝測壓裝置，不僅過程繁瑣，而且浪費工時，操作不當(dāng)還會引起事故發(fā)生等。供液泵的作用是為液壓系統(tǒng)提供足夠的壓力，是系統(tǒng)動力來源。若蓄能器損壞未被發(fā)現(xiàn)或2臺供液泵均出現(xiàn)故障，或者安全鉗碟簧無法正常工作時，都可能造成液壓盤式剎車裝置失靈從而釀成事故，因此在這種異常情況下無法保證順利地進(jìn)行鉆井作業(yè)。

2 裝置創(chuàng)造的技術(shù)內(nèi)容

該裝置設(shè)計基于液壓盤式剎車系統(tǒng)隱患狀態(tài)提醒的優(yōu)化狀態(tài)下，屬于油氣勘探開發(fā)的技術(shù)領(lǐng)域，用于鉆井現(xiàn)場液壓盤式剎車系統(tǒng)油壓低于設(shè)定值7.8 MPa或2臺供液泵同時出現(xiàn)故障時，開始報警，以提醒及時采取相應(yīng)措施，避免事故發(fā)生。該裝置通過油壓開關(guān)監(jiān)控液壓系統(tǒng)的油壓狀態(tài)并連接至報警裝置，當(dāng)系統(tǒng)油壓低于設(shè)定值時，報警裝置發(fā)出聲光報警；若盤剎液壓站動力系統(tǒng)2臺供液泵均出現(xiàn)故障時，交流接觸器工作，連通交流電源（或UPS電源），報警裝置發(fā)出聲光報警。報警裝置安裝于司鉆控制房內(nèi)部，一旦報警，剎把操作人員可及時采取措施，消除出現(xiàn)安全事故的隱患，對鉆井施工的安全起到較強(qiáng)的保障作用。該裝置為鉆井施工中液壓盤式剎車系統(tǒng)隱患狀態(tài)提醒提供了新的方法。

（1）該裝置所要解決的技術(shù)問題在于，安裝一種司鉆控制房內(nèi)聲光報警裝置保證盤剎液壓站在突然斷電等特殊情況（蓄能器損壞未被發(fā)現(xiàn)、2臺供液泵均出現(xiàn)故障、安全鉗碟簧無法正常工作等），能夠及時采取措施降低事故發(fā)生的概率。

（2）該裝置的技術(shù)方案如下：一種盤剎液壓站斷電或失壓報警系統(tǒng)包括二級二線小型斷路器（熔斷器）、UPS電源、開關(guān)電源、油壓開關(guān)P、交流接觸器和聲光報警裝置。其中，交流電源依次通過所述斷路器、開關(guān)電源、并聯(lián)的油壓開關(guān)和交流接觸器連接至負(fù)載（聲光報警裝置）；UPS電源連接至負(fù)載，同時連接交流電源。油壓開關(guān)P用于監(jiān)控液壓系統(tǒng)的油壓狀態(tài)并連接至報警裝置，當(dāng)系統(tǒng)油壓7.8 MPa時向報警裝置發(fā)出信號，報警裝置在接收到信號時發(fā)出聲光報警。另，若2臺供液泵均出現(xiàn)故障時，交流接觸器工作，連通交流電源（或UPS電源）與聲光報警裝置，聲光報警裝置發(fā)出聲光報警。

在啟動液壓站時，由于系統(tǒng)壓力低于設(shè)定值7.8 MPa，聲光報警裝置會短暫發(fā)出聲光報警，待壓力正常后報警自動解除，系統(tǒng)正常工作。

裝置優(yōu)點是，能為液壓盤式剎車裝置隱患狀態(tài)發(fā)出報警提示，方便操作人員及時發(fā)現(xiàn)隱患，迅速采取應(yīng)對措施，避免事故發(fā)生。聲光報警裝置能夠有效的提供一種安全提醒，當(dāng)油壓低于設(shè)定值或2臺供液泵同時出現(xiàn)故障時，隨時提醒使用者及時處理故障，防止出現(xiàn)更大故障，影響人員、設(shè)備和井口的安全，大大降低安全事故發(fā)生率。

3 裝置結(jié)構(gòu)與原理

如圖1所示，該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)在液壓盤式剎車的主油路出現(xiàn)油壓低于設(shè)定值7.8 MPa時，聲光報警裝置報警；液壓盤式剎車動力系統(tǒng)內(nèi)2臺供液泵電機(jī)均處于停機(jī)狀態(tài)時，則聲光報警裝置報警。聲光報警裝置設(shè)置于司鉆控制房內(nèi)部，一旦報警，操作人員可及時采取措施，消除出現(xiàn)安全事故的隱患，對鉆井施工的安全起到較強(qiáng)的保障作用。

圖1 液壓盤式剎車斷電或失壓報警裝置

4 應(yīng)用效果和技術(shù)優(yōu)勢

4.1 應(yīng)用效果分析

該裝置主要用于油氣鉆井現(xiàn)場液壓盤式剎車系統(tǒng)，已經(jīng)在中石化華北石油工程有限公司五普鉆井分公司50846HB井隊現(xiàn)場試用，達(dá)到設(shè)計初期目的，滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需求。該裝置現(xiàn)已經(jīng)開始在公司鄂北工區(qū)內(nèi)各基層井隊進(jìn)行推廣使用，并根據(jù)現(xiàn)場使用過程中發(fā)現(xiàn)的各種情況，及時收集反饋的合理意見和建議，不斷完善和優(yōu)化后逐步在石化系統(tǒng)內(nèi)推廣。

4.2 技術(shù)優(yōu)勢對比

（1）該裝置根據(jù)鉆井現(xiàn)場液壓盤式剎車系統(tǒng)故障發(fā)生情況分析，針對鉆井過程中，液壓盤式剎車系統(tǒng)可能會出現(xiàn)動力系統(tǒng)斷電或液壓系統(tǒng)壓力降低的情況，或者2臺供液泵均出現(xiàn)故障的情況，對因此可能導(dǎo)致的嚴(yán)重后果可進(jìn)行提前預(yù)警，剎把操作人員能及時采取措施，消除安全隱患，降低事故發(fā)生概率。

（2）該裝置通過對液壓盤式剎車系統(tǒng)故障的研究，提出系統(tǒng)化的設(shè)計思路，降低因蓄能器損壞未被發(fā)現(xiàn)或者安全鉗碟簧無法正常工作等，可能致使剎車失靈從而釀成事故的概率，該報警裝置在鉆井領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。