海洋修井機輔助剎車(chē)與循環(huán)水泵控制系統改造

機械研究與應用●2015年第4期(第28卷,總第138期)檢測與控制海洋修井機輔助剎車(chē)與循環(huán)水泵控制系統改造.李浩,鄧忠彬，羅小昌,湯佰戰(中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司,天津 300452 )摘要:通過(guò)對在役的海洋修井機輔助剎車(chē)操作方式現狀的分析, 找到了輔助剎車(chē)密封和摩擦片頻繁損壞的根源,提出了經(jīng)濟實(shí)用的技術(shù)改造方案,在輔助剎車(chē)系統與循環(huán)水泵之間建立了一種自觸發(fā)的聯(lián)動(dòng)機構，完成了設計與改造。通過(guò)現場(chǎng)試驗與使用表明,改造后的修井機輔助剎車(chē)系統性能良好,完全能滿(mǎn)足現場(chǎng)所有修井工況的要求。關(guān)鍵詞:輔助剎車(chē);循環(huán)水泵;司鉆房;海洋修井機中圖分類(lèi)號:TE935文獻標志碼:A文章編號:1007-4414( 2015)04 - -0231-03Improvement for Marine Workover Rig Auxiliary Brake and Circulating Water Pump Interlock DeviceLI Hao, DENG Zhong-bin, LUO Xiao-chang, TANG Bai-zhan( CNOOC Ener Tech Equipment T'echnology Co.，Itd, Tianjin 300452, China)Abstract: Through analysis on the present situation of auxiliary brake operating mode of the in- service marine workover rig,frequent damage causes of the auxiliary brake seal and the friction plate are found, the comprehensive economic and practicaltechnical transformation scheme is then put forward, and the design and transformation are finally completed by setting up akind of self-triggering linkage between the auxiliary braking system and the circulating water pump. The field tests show thatthe improved auxiliary braking system of the workover rig is good in performance, and could meet all the actual application re-quirements of the marine workover rig working condition.Key words: auxiliary brake ; circulating water pump; driller room; marine workover rig0引言具得以以勻速下降。海洋修井機在修井作業(yè)的通常情況下，司鉆在操輔助剎車(chē)與絞車(chē)(主滾筒)裝在同- -旋轉軸上,車(chē)過(guò)程中需要經(jīng)常掛合絞車(chē)輔助剎車(chē)離合器進(jìn)行操在向井內下放鉆具時(shí),其轉子與絞車(chē)同軸轉動(dòng)，通過(guò)車(chē)。正常操作程序為:先開(kāi)啟鉆臺配電箱處循環(huán)水泵控制其推盤(pán)距離以摩擦的方式使絞車(chē)帶動(dòng)游車(chē)大鉤開(kāi)關(guān),再進(jìn)人司鉆房?jì)葤旌陷o助剎車(chē)。但司鉆在操控緩慢且均勻的下放,但由于采用連續磨合狀態(tài)下的張主滾簡(jiǎn)絞車(chē)作業(yè)時(shí)精神高度集中,加之在實(shí)際作業(yè)力控制,輔助剎車(chē)自身會(huì )產(chǎn)生大量的熱量。因此,輔中,循環(huán)水泵開(kāi)關(guān)又安放在司鉆房外,而輔助剎車(chē)系助剎車(chē)通常采用循環(huán)水冷卻的方式來(lái)保證設備正常統開(kāi)關(guān)則安裝在司鉆房?jì)?兩者相距較遠。故司鉆經(jīng)運轉。輔助剎車(chē)水冷卻系統主要包括循環(huán)水泵、水箱常忘記啟動(dòng)冷卻循環(huán)水泵電機,輔助剎車(chē)冷卻循環(huán)系及管路。因此,在輔助剎車(chē)工作前,必須啟動(dòng)循環(huán)水統無(wú)法工作,造成輔助剎車(chē)系統在短時(shí)間內溫度驟然泵,以保證輔助剎車(chē)性能。升高,導致輔助剎車(chē)密封和摩擦片高溫損壞。為解決1.2 控制原理簡(jiǎn)述此難題，特需要對輔助剎車(chē)與循環(huán)水泵的控制系統進(jìn)1.2.1 輔助剎車(chē)的工作原理行聯(lián)鎖改造。輔助剎車(chē)總成安裝在絞車(chē)同-旋轉軸上,工作1改造 前的方案及其控制原理簡(jiǎn)述時(shí),壓縮空氣從輔助剎車(chē)氣缸進(jìn)口處導人壓縮空氣,1.1 改造前方案簡(jiǎn)述使活塞及壓緊盤(pán)組件向法蘭方向移動(dòng)并壓緊動(dòng)彈簧。修井作業(yè)時(shí),用輔助剎車(chē)(目前海洋修井機使當壓力.上升時(shí),摩擦盤(pán)被夾緊在壓力盤(pán)和法蘭之間,用的大部分為伊頓WCB型,是一.種水冷卻、氣動(dòng)使與動(dòng)盤(pán)相嚙合的軸停止轉動(dòng)或轉速受到限制,改變壓緊、彈簧松開(kāi)的盤(pán)式剎車(chē))勻速下放鉆柱,緊急供氣壓力,從而可以改變剎車(chē)帶扭矩,輔助剎車(chē)中部制動(dòng)和夾持鎖死大鉤載荷。該剎車(chē)具有結構緊.安裝有一個(gè)中間盤(pán),復位彈簧協(xié)助活塞和壓緊盤(pán),中湊,轉動(dòng)慣量小，操作安全、平穩、簡(jiǎn)單,工作可靠間盤(pán)脫開(kāi)和回位。所產(chǎn)生的大量熱量通過(guò)銅合金靜的特點(diǎn)中。其作用為減緩鉆具下降速度的阻尼裝摩擦盤(pán)后面的特殊刑腔的冷卻水流散發(fā)。此時(shí),含有置,下降鉆具時(shí)利用輔助剎車(chē)產(chǎn)生阻力矩,以平衡大量中國煤化工<泵將冷卻水中的熱量由于鉆具重力作用施于絞車(chē)上的驅動(dòng)力矩，使鉆發(fā)散MHCNMHG*收稿日期:2015-06-12作者簡(jiǎn)介:李浩(1981-),男 ,天津人,工程師,主要從事海洋修井機設備電氣專(zhuān)業(yè)的設計及技術(shù)管理方面的工作。檢測與控制2015年第4期(第28卷,總第138期)● 機械研究與應用1.2.2循環(huán)水冷卻系統的工作原理器、報警鈴、報警燈,以實(shí)現設備司鉆對輔助剎車(chē)系統循環(huán)水泵將冷卻水通過(guò)水管線(xiàn)分別向主剎車(chē)和的監控。輔助剎車(chē)供水冷卻,經(jīng)過(guò)主、輔剎車(chē)的冷卻水水溫升新增一路至循高通過(guò)回水管線(xiàn)經(jīng)散熱器使水溫迅速下降,流回冷卻環(huán)水泵控制箱水箱后,再由循環(huán)水泵吸人、排出,形成冷卻循環(huán)回前往輔助剎車(chē)路。原始改造前的循環(huán)水泵與輔助剎車(chē)電路如圖1所示,循環(huán)水泵啟動(dòng)過(guò)程為:按下啟動(dòng)按鈕SB2,接觸-來(lái)自氣源器KM線(xiàn)圈得電,與SB2并聯(lián)的KM輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),以保證松開(kāi)按鈕SB2后KM線(xiàn)圈圖2改造 后的輔助剎車(chē)氣控原理圖持續得電,串聯(lián)在電動(dòng)機回路中的KM主觸點(diǎn)持續閉2.2控制原 理簡(jiǎn)述合,電動(dòng)機連續運轉,從而實(shí)現連續運轉控制。循環(huán)水泵停止過(guò)程為:按下停止按鈕SB1,接觸當水泵控制箱的主令開(kāi)關(guān)旋到“自動(dòng)”位置,整器KM線(xiàn)圈斷電,與SBI并聯(lián)的KM輔助常開(kāi)觸點(diǎn)斷套循環(huán)水泵系統裝置便處于自動(dòng)控制狀態(tài),此時(shí),如開(kāi)，常閉觸點(diǎn)閉合,以保證松開(kāi)按鈕SB1后KM線(xiàn)圈果司鉆房掛合輔助剎車(chē)離合器,全自動(dòng)水泵控制箱內持續斷電,串聯(lián)在電動(dòng)機回路中的KM主觸點(diǎn)持續斷的壓力開(kāi)關(guān)將收到氣壓信號,當氣源壓力達到0.6~0.8 MPa工作壓力時(shí)，壓力開(kāi)關(guān)閉合,啟動(dòng)循環(huán)水泵開(kāi),電動(dòng)機停轉。電機,冷卻循環(huán)系統工作產(chǎn)生的壓力通過(guò)壓力開(kāi)關(guān)打FU2開(kāi)剎車(chē)離合器進(jìn)氣閥，輔助剎車(chē)正常工作[3]。. Fu3FR若壓力開(kāi)關(guān)故障,可以切換到手動(dòng)控制模式,當輔助剎車(chē)控制手柄動(dòng)作時(shí),若接觸器或壓力開(kāi)關(guān)任一FU1φ中φSB13_一個(gè)出現故障引起電機不能自動(dòng)啟動(dòng),系統蜂鳴器將I2回wSB2號KM KMy會(huì )報警。此時(shí)將水泵控制箱的主令開(kāi)關(guān)旋到“手動(dòng)”R5與位置(手動(dòng)位置為檢修傳感器工況使用),冷卻循環(huán)K寧系統水泵電機啟動(dòng),此時(shí)壓力開(kāi)關(guān)不起作用，壓力開(kāi)啟動(dòng)停關(guān)在冷卻循環(huán)系統工作產(chǎn)生的壓力情況下打開(kāi)剎車(chē)離合器進(jìn)氣閥,輔助剎車(chē)正常工作(改造后的循環(huán)水圖1改造前的循環(huán)水泵與輔助剎車(chē)電路原理圖[2泵與輔助剎車(chē)電路原理圖如圖3所示)。400V0 AG 502供電2改造方案及其控制原理 簡(jiǎn)述.E20-53.~ 6132.1改造方 案簡(jiǎn)述_ 山14為了解決此問(wèn)題，筆者在現用輔助剎車(chē)和循環(huán)水400 20A0G嵩「SAySA:07泵的基礎上設計了- -種自觸發(fā)聯(lián)動(dòng)系統,其設計原理1盟2為水泵電機控制回路接人輔助剎車(chē)系統氣路進(jìn)氣壓| e=按觸器合閘信號二壓力開(kāi)關(guān)--r/7壓力開(kāi)關(guān)信號]力開(kāi)關(guān)信號,將該套水泵循環(huán)系統控制形式改造為“氣控電”形式,其設計要點(diǎn)如下。(輔助利車(chē)手柄=制動(dòng)信號中國行(1)循環(huán)水泵與輔助剎車(chē)不變,重新制作一個(gè)隔爆型水泵電機啟?？刂葡?將原始水泵控制箱由僅能“蠟鷗瞿報警故障手動(dòng)控制改造為手動(dòng)/自動(dòng)選擇雙向選擇控制。圖3改造后的循環(huán)水泵與輔助剎車(chē)電路原理圖(2)在司鉆房?jì)鹊妮o助剎車(chē)掛合兩位三通控制閥上引出1個(gè)分支氣路管線(xiàn)，安裝至該重新制作的隔爆型水泵電機啟?？刂葡?即輔助剎車(chē)掛合后,--路3.1中國煤化工壓縮空氣可通往新制作的隔爆型水泵電機啟?？刂芓HCNMHG: ,村原如小水任啊相陳, 包括所有電氣線(xiàn)路。箱(改造后的輔助剎車(chē)氣控原理圖如圖2所示),以(2)安裝隔爆型水泵電機啟?？刂葡?。實(shí)現輔助剎車(chē)控制氣對兩位三通電磁閥的控制。(3)在電機控制回路接人輔助剎車(chē)系統,氣路進(jìn)(3)在司鉆房?jì)炔僮髋_上加裝溫控及流量傳感232●機械研究與應用●2015年第4期(第28卷,總第138期)檢測與控制氣壓力開(kāi)關(guān)信號。(4)系統工作電壓范圍寬,穩定性好,抗干擾能(4)改造輔助剎車(chē),并調整剎帶間隙。力強,可長(cháng)時(shí)間無(wú)故障使用。(5)通電通氣調試。(5)整套系統防腐、防爆,安全性好。(6)完成改造善后工作。4結語(yǔ)第一套冷卻循環(huán)系統與輔助剎車(chē)系統于2015年此次修井機的改造方案是在岐口18-1 平臺修.5月改造完成后并投入使用。 該套系統各項性能指井機改造的基礎上提出的,經(jīng)過(guò)認真總結與現場(chǎng)調研標均達到改造設計要求,完成多次大修井作業(yè),未發(fā)后制定的,用此方案改造的修井機能夠大幅提高修井生摩擦片燒損等故障現象。修井機改造方案完全可機的整體性能,減少了維修時(shí)間,間接的提高了鉆修以滿(mǎn)足現代鉆修井工藝的要求。井的效率,在現場(chǎng)應用中也取得了很好的效果,值得3.2改造后的優(yōu)點(diǎn)推廣。(1)即使在操作人員忘記打開(kāi)冷卻循環(huán)系統情參考文獻:況下,冷卻循環(huán)系統仍然會(huì )自動(dòng)循環(huán)。(2)在冷卻循環(huán)系統故障或電機損壞情況下,輔[1] 黃粵川,郝正鵬. ZJ70DZ型鉆機用伊頓436WCB型剎車(chē)失效分助剎車(chē)操作會(huì )自鎖在不掛合狀態(tài)下,需要檢修后才能.析[J].石油礦場(chǎng)機械,2006 ,35(增刊) :82-83.[2] 張勇.電機拖動(dòng)與控制[ M].北京:機械工業(yè)出版社,2011.掛合輔助剎車(chē)離合器,使修井機正常作業(yè)。(3)系統出現故障會(huì )發(fā)出報警音,提示系統需要3]張振勇,劉 燕HXJ135海洋修井機操作及維護手冊[Z].湖北第四石油機械廠(chǎng),2004.檢查。寫(xiě)作小知識●參考文獻的寫(xiě)作規范參考文獻一定要清晰,準確,讓讀者一次就能找到該資料[序號]主要責任者.文獻題名[N].報紙名,出版日期(版的原始出處。其具體寫(xiě)作規范如下:次).a.專(zhuān)著(zhù)、論文集、學(xué)位論文、報告[7]謝希德.創(chuàng )造學(xué)習的新思路[N].人民日報, 1998-12[序號]主要責任者.文獻題名[文獻類(lèi)型標識].出版地:-25(10).出版者,出版年.起止頁(yè)碼(任選).e.電子文獻[1]劉國鈞，陳紹業(yè),王鳳翥.圖書(shū)館目錄[M].北京:高[序號]主要責任者.電子文獻題名[電子文獻及載體類(lèi)型等教育出版社,1957.15-18.標識].電子文獻的出處或可獲得地址,發(fā)表或更新日期/引用2]辛希孟.信息技術(shù)與信息服務(wù)國際研討會(huì )論文集:A日期(任選).集[C].北京:中國社會(huì )科學(xué)出版社, 1994.[ DB/0L]--聯(lián)機網(wǎng)上數據庫( database online)[3]張筑生.微分半動(dòng)力系統的不變集[ D].北京:北京大[ DB/MT]--磁帶數據庫( database on magnetie tape)學(xué)數學(xué)系數學(xué)研究所,1983.[ M/CD]--光盤(pán)圖書(shū)( monograph on CD- -ROM)[4]馮西橋.核反應堆壓力管道與壓力容器的LBB分析[CP/DK]--磁盤(pán)軟件( computer program on disk)[ R].北京:清華大學(xué)核能技術(shù)設計研究院, 1997.[J/0L]--網(wǎng)上期刊( serial online)b.期刊文章[ EB/OL]--網(wǎng)上電子公告( electronic bullein board on-[序號]主要責任者.文獻題名[J].刊名,年,卷(期):起line )止頁(yè)碼.[8]王明亮.關(guān)于中國學(xué)術(shù)期刊標準化數據庫系統工程[5]金顯賀,王昌長(cháng),王忠東，等.一種用于在線(xiàn)檢測局部的進(jìn)展[ EB/OL]. http://www. cajcd. edu. cn/ pub/wml. txt/放電的數字濾波技術(shù)[J].清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),1993 ,980810-2. html , 1998 -08- 16/1998-10-04.33(4) :62- -67.[9]萬(wàn)錦坤.中國大學(xué)學(xué)報論文文摘( 1983- 1993).英文c.論文集中的析出文獻版[DB/CD].北京:中國大百科全書(shū)出版社,1996.[序號]析出文獻主要責任者.析出文獻題名[A].原文獻h.譯著(zhù)主要責任者(任選).原文獻題名[C].出版地:出版者,出版[序號][國別]主要責任者.譯者.文獻題名[].統一使用年.析出文獻起止頁(yè)碼.以上各中國煤化工。 法理學(xué):法律哲學(xué)與法律[6]鐘文發(fā).非線(xiàn)性規劃在可燃毒物配置中的應用[A].TYHCNM H G,趙瑋.運籌學(xué)的理論與應用--中國運籌學(xué)會(huì )第五屆大會(huì )論文方法[ M」.4m，四以仫八于山心社, 1998.集[C].西安:西安電子科技大學(xué)出版社, 1996. 468- -471.i.各種未定義類(lèi)型的文獻d.報紙文章.[序號]主要責任者.文獻題名[ Z].出版地:出版者,出版年.