鉆修井機(jī)絞車(chē)帶式剎車(chē)助力裝置的研究及應(yīng)用

張 敬，王錫斌，李如峰

（渤海裝備遼河鉆采裝備分公司，遼寧盤(pán)錦 124010）

0 引言

石油鉆修井行業(yè)工作環(huán)境差，勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)周期長(zhǎng)，對(duì)井隊(duì)操作人員的身體和精神都是一個(gè)巨大的考驗(yàn)，尤其是司鉆人員要時(shí)刻保持精神集中，不僅要實(shí)時(shí)觀察鉆修井作業(yè)的進(jìn)程，更要不停的搬動(dòng)剎把來(lái)控制鉆修井作業(yè)的速度，以確保整個(gè)作業(yè)過(guò)程的安全性和可控性。

現(xiàn)有的鉆機(jī)、修井機(jī)絞車(chē)帶式剎車(chē)系統(tǒng)主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、拐臂、連桿和剎把組成，整個(gè)傳動(dòng)鏈都是硬性連接。尤其是絞車(chē)配置帶式剎車(chē)系統(tǒng)，當(dāng)司鉆人員搬動(dòng)剎把進(jìn)行剎車(chē)操作時(shí)，剎把帶動(dòng)連桿、拐臂一起動(dòng)作，使剎車(chē)執(zhí)行機(jī)構(gòu)緊緊抱住剎車(chē)轂，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的摩擦力，從而對(duì)整個(gè)傳動(dòng)鏈造成強(qiáng)烈的沖擊和抖動(dòng)，這種沖擊和抖動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)鏈傳遞到司鉆人員控制的剎把上。緊急剎車(chē)時(shí)，司鉆人員需要兩只手緊緊的握住剎把來(lái)緩沖這種沖擊和抖動(dòng)，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，更會(huì)給司鉆人員帶來(lái)非常明顯的不適感。

長(zhǎng)期以來(lái)剎車(chē)操作造成的沖擊和抖動(dòng)對(duì)司鉆人員帶來(lái)很大的麻煩，如果剎車(chē)操作就像控制小汽車(chē)方向盤(pán)一樣輕便、靈活，那不僅可大大降低司鉆人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，更會(huì)降低司鉆人員剎車(chē)操作時(shí)的安全風(fēng)險(xiǎn)，給枯燥的工作帶來(lái)一點(diǎn)樂(lè)趣。

1 技術(shù)方案研究

剎車(chē)助力裝置是在原帶式剎車(chē)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加剎車(chē)助力單元，剎車(chē)助力單元安裝在帶式剎車(chē)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與剎把之間，主要由助力液缸和支座組成，助力液缸有1 個(gè)進(jìn)油管和1個(gè)回油管連接到綜合液壓站。助力液缸左右兩側(cè)各有1 個(gè)活塞，并能夠自由運(yùn)動(dòng)。剎車(chē)助力裝置結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。助力液缸參數(shù)見(jiàn)表1 。

當(dāng)司鉆人員搬動(dòng)剎把時(shí)，剎把帶動(dòng)連桿動(dòng)作，連桿推動(dòng)助力液缸右側(cè)活塞向左動(dòng)作，此時(shí)助力液缸內(nèi)部液壓油承受壓力，推動(dòng)助力液缸左側(cè)活塞向左動(dòng)作，從而推動(dòng)拐臂、執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成整個(gè)剎車(chē)動(dòng)作；當(dāng)司鉆人員松開(kāi)剎把時(shí)，助力液缸右側(cè)活塞由于液壓油的作用往右側(cè)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)左側(cè)活塞自動(dòng)回收，執(zhí)行機(jī)構(gòu)與剎車(chē)轂分離，剎車(chē)動(dòng)作結(jié)束。

在作業(yè)過(guò)程中，剎車(chē)助力單元能夠提供有效的緩沖，從而徹底消除剎車(chē)操作造成的抖動(dòng)和對(duì)司鉆人員帶來(lái)的不適感，同時(shí)也減輕司鉆人員操作剎把的勞動(dòng)強(qiáng)度，使剎車(chē)動(dòng)作變的非常柔和。

圖1 剎車(chē)助力裝置結(jié)構(gòu)

2 特點(diǎn)及效果

石油鉆機(jī)、修井機(jī)絞車(chē)帶式剎車(chē)系統(tǒng)增加剎車(chē)助力裝置后，司鉆人員一只手就能夠輕松完成剎車(chē)動(dòng)作，并徹底消除了剎車(chē)操作時(shí)對(duì)剎把造成的抖動(dòng)和對(duì)司鉆人員帶來(lái)的不適感。大大降低司鉆人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高作業(yè)的安全性，該剎車(chē)助力裝置成本低、結(jié)構(gòu)合理、操作輕便，具有很好的市場(chǎng)推廣價(jià)值。

3 實(shí)施案例

石油鉆修井機(jī)絞車(chē)帶式剎車(chē)助力裝置已經(jīng)完成設(shè)計(jì)和制造工作，并安裝于我公司生產(chǎn)的系列修井機(jī)絞車(chē)上（圖2），總裝機(jī)量已經(jīng)達(dá)到20 多臺(tái)套，在某油田工程技術(shù)處最長(zhǎng)使用時(shí)間已經(jīng)達(dá)到10 個(gè)月。通過(guò)對(duì)該裝置使用情況的回訪調(diào)查表明，剎車(chē)助力裝置的現(xiàn)場(chǎng)使用情況獲得司鉆人員的極力認(rèn)可和好評(píng)，不僅徹底消除剎車(chē)沖擊和抖動(dòng)，而且操作靈活輕便。

表1 助力液缸參數(shù)

圖2 剎車(chē)助力裝置實(shí)物

4 結(jié)語(yǔ)

石油鉆修井機(jī)絞車(chē)帶式剎車(chē)助力裝置通過(guò)批量生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，已經(jīng)達(dá)到技術(shù)創(chuàng)新要求和目標(biāo)，大大降低司鉆人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高作業(yè)安全性，該剎車(chē)助力裝置在石油鉆修井領(lǐng)域一定會(huì)得到很好的推廣和應(yīng)用。