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龙源期刊网电动钻机液压盘刹防溜钻的对策及管理作者：艾军强赵恒耀来源：《科技传播》2013年第20期龙源期刊网摘要本文通过对石油钻探电动钻机液压盘式刹车装置的简要介绍，结合溜钻事故原因分析，着重论述了液压盘式刹车装置在使用中，如何加强“人”和“物”两个方面的管理，在正常操作或意外情况发生时，满足工况刹车要求，能够提供足够的制动力矩，从而有效避免溜钻等事故的发生。关键词电动钻机；液压盘刹；溜钻中图分类号TE9文献标识码A文章编号1674-6708（2013）101-0048-02液压盘式刹车装置简称液压盘刹，是石油钻井行业广泛推广的刹车装置。近年来，国内石油电动钻机基本都配备安装或改造安装了液压盘式刹车装置，与传统的机械带式刹车相比，具有制动力矩大，刹车灵敏、平稳，操作轻便、省力，维修容易、省时，送钻钻压控制精确、调节性能好等特点。尤其是对于钻井行业安全性的提高，具有划时代的意义。液压盘式刹车装置主要由制动执行机构、液压站和操作台三部分组成（见下图：液压盘式刹车装置结构图），它们之间用液压管线连接。液压站是动力源，为执行机构提供必要的液压动力；操作台是动力控制环节；执行机构是制动执行部分，它由刹车钳、钳架、刹车盘三部分组成，其中刹车钳又分为常开工作钳和常闭安全钳两种形式，刹车盘分为风冷盘、水冷盘和实心盘三种。笔者所在单位的17部电动钻机有16部使用了液压盘刹，操控性能明显优于传统机械带式刹车，深受司钻好评。但在实际使用中，仍然偶有溜钻、顿钻、上碰下砸等事故的发生。2013年国内某钻井作业区内，连续发生过几起因电控系统突然掉电，而发生溜钻事故；某海外项目石油钻井队，在盘刹液压站例行维护保养中，因司钻违反液压盘刹操作规程、液压盘刹安全钳失效等多种因素，造成了顶驱下砸事故。液压盘式刹车装置结构图有效避免溜钻、顿钻或上碰下砸事故的发生，液压盘式刹车装置是否有刹车动作，是至关重要的先决条件；液压盘式刹车装置有效动作，并提供足够的制动力矩，是充分必要条件；液压盘式刹车装置互锁功能完善，是意外情况发生时立即有效制动的前提条件。换句话说，在正常操作使用中或意外情况发生时，液压盘式刹车装置总是能够提供足够的制动力矩，满足工况要求。根据对多起溜钻事故分析，其原因主要有以下几个方面：一是操作不当；二是互锁功能不完善；三是维修保养不到位。为了有效避免溜钻事故的发生，笔者认为应从“人”和“物”两个方面加强管理。1“人”的管理“人”的管理就是要加强业务学习，组织技术练兵，杜绝违章操作，消除隐患，防患于未然。当意外事件发生时，当班司钻能够从容应对，判断准确，措施得当。龙源期刊网）深刻汲取溜钻、顿钻、游车下砸等事故经验教训，认真开展的隐患查改工作及重大风险源识别工作，有效避免溜钻、顿钻、游车下砸等事故的发生，严格执行相关管理措施和技术规程；2）井队司钻、机械师、电气师等相关人员，要加强维护保养，确保液压盘刹的在任何情况下都应有效制动，是避免溜钻顿钻事故发生的唯一措施；3）要在每次放倒井架后进行一次液压盘刹防护制动的模拟实验，以确定液压盘刹在非正常情况下是否能够有效制动，刹车联动互锁功能是否齐全有效，模拟突然掉电、断气、液压站故障等，如分别对盘刹液压站断电、司控房断电、PLC不间断电源断电、钻机所有机电设备断电、停运空气压缩机、关闭气源房气瓶出口闸阀等电气、气源的互锁性实验，模拟各种非正常情况下电控系统突然掉电、气源系统突然断气、液压站突发停运故障等发生后，盘刹工作钳、安全钳能否立即制动刹车，观察液压盘刹工作钳、安全钳的制动动作是否到位，验证液压盘刹防护制动功能和制动互锁功能，并对实验中没有实现互锁制动的项目进行改造和进一步完善；4）在日常操作中，当班司钻要严格执行液压盘刹操作规程，当意外情况发生后，要第一时间按下液压盘刹的红色紧急制动按钮，确保工作钳、安全钳全部参与制动，其制动力矩满足工况需求而实现紧急刹车。液压盘刹四种制动功能中（见下表：液压盘刹制动功能关系表），只有紧急制动和防护制动是工作钳、安全钳全部参与刹车制动，此时的制动力矩最大。工作制动是通过刹车手柄控制刹车阀，调节工作钳对刹车盘的正压力，为主机提供大小可调节的刹车力矩；驻车制动只有安全钳刹车，安全钳的刹车制动力矩，在设计上只能满足防止大钩滑落，需引起司钻的高度重视。液压盘刹制动功能关系表2“物”的管理所谓的“物”的管理，就是对液压盘式刹车装置的维护保养和巡回检查，实时满足设备出厂时的性能，避免意外事故发生。1）安全钳刹车块与刹车盘的松刹间隙不应大于0.5mm；工作钳刹车块单边磨损到1～1.5mm时，要及时调节拉簧拉力；刹车块厚度小于12mm时，要更换刹车块；2）水冷式刹车盘要经常检查循环冷却水，防止刹车盘过热，刹车盘热疲劳裂纹严重、有深度龟裂和磨损时，要及时焊接修复，并加强监控和检查。当刹车盘磨损厚度大于10mm（单边5mm）或有漏水现象时，要及时更换刹车盘；3）盘刹液压站储能器的充气压力低于4MPa后要进行冲氮补压，否则无法保证液压站故障时，可以满足工作钳在10min内仍然正常制动4～6次；龙源期刊网）搬家安装后，液压盘刹要按规定进行液压管线、工作钳和安全钳的排气工作，防止由于气阻导致刹车滞后或制动不到位；5）安全钳油缸内的大刚度碟簧组至少要12月更换一次；6）盘刹液压站及液压管线渗油、漏油，易造成液压油液面降低，引起温升、不溶解空气聚集、泵因气穴而失效或低效等，从而造成系统故障，需及时发现和整改；7）每班都要进行井架防碰、过圈防碰和电子高度仪防碰的检查，触动防碰阀并确保刹车设置有效，从而避免上碰下砸事故的发生。特别在冬季，压缩空气中可能含有水分，气路有结冰现象，易引起防护制动失灵；8）电子防碰系统要规范使用，按规定设置上碰下砸点等。