絞車壓縮空氣剎車系統的製作方法
2023-09-21 22:05:25
專利名稱：絞車壓縮空氣剎車系統的製作方法
技術領域：
本發明主要用於絞車的減速制動，可作為絞車的輔助剎車，也可用於自動送鑽，應用於石 油鑽井行業。主要用於絞車的駐車制動，可作為絞車的主剎車，應用於石油鑽井行業。
背景技術：
絞車輔助剎通常採用電磁渦流剎車、EATON剎車、電機能耗制動和水剎車等，用於遊車 減速，在制動減速過程會產生巨大能量，傳統的處理方法是將產生的能量最終以熱能的形式 白白地散失掉，最常用的冷卻介質是水，由於傳統冷卻工藝差，為了達到冷卻要求，冷卻設 備體積龐大，用水量較大。
採用壓縮空氣制動，將減速過程中產生的能量儲存在高壓儲氣罐中並加以利用，是一種 節省能源的有效方法，這對絞車系統的冷卻要求大大降低，用比以往少幾十倍的冷卻液就能 達到冷卻要求。
用空氣來作壓縮介質是因為空氣是可壓縮、輸送方便、防爆、取之不盡，用過的空氣不 需處理，放到大氣中無汙染
釆用防凍液集中冷卻絞車系統。它具有以下優點(1)冷卻效率高，效果良好。(2)冷 卻設備的體積小，省去了龐大的冷卻水罐和長長的冷卻水管線。(3)冰點低，冬季不需要對冷 卻設備採取防凍措施。(4)沸點高，高溫時(大於66'C)循環系統不會出現結垢現象。(5)對冷 卻系統的部件起到防腐保護作用，延長設備的使用壽命。(6)節約水資源
目前，在石油鑽井行業，普遍採用交流變頻技術實現自動送鑽，它主要由自動送鑽電機、 減速箱、電力電纜和變頻器等設備組成，技術複雜，成本高。壓縮空氣制動能使遊車減速至 靜止狀態，可精確控制，配置自動送鑽控制系統，能實現自動送鑽。用絞車壓縮空氣制動進 行自動送鑽具有以下優點(l)省去了傳統的自動送鑽電機、減速箱、電力電纜和變頻器等設 備。(2)結構簡單，維護方便，成本低。(3)不需要外加動力源，省電，節能。
發明內容
本發明專利的目的是提供一種高效節能，能實現自動送鑽的絞車輔助剎車系統，降低石 油鑽井裝備的成本和能耗。
空氣機壓縮空氣屬於高耗能設備，它能滿足石油鑽井下鑽過程中的減速要求，並將石油鑽 井下鑽減速過程產生的能量，以高壓空氣的形式貯存在高壓儲氣罐中，供井場用氣設備使用。 起下鑽作業時，井場配置的空壓機就可少運行或停用，節約用電。
絞車輔助剎車系統採用絞車空氣壓縮制動技術，絞車制動系統的冷卻負荷大大降低，體 積小，冷卻性能好、效率高的設備可以投入到鑽臺上使用。充分利用下鑽過程中的空氣動力 源，冷卻系統採用氣動風機和氣動供液泵。
絞車空氣壓縮機配置自動送鑽控制系統，實現自動送鑽。
圖為本發明中絞車壓縮空氣剎車系統原理圖。
具體實施例方式
遊車下鑽時，遊車的勢能減小，動能增加，通過大繩帶動絞車滾筒高速旋轉，絞車滾筒 軸的一端與空壓機的動力輸入端相聯，帶動空壓機空轉，當需要對遊車減速時，使空壓機帶 負荷運轉，空壓機迅速吸收絞車滾筒提供的動能，將空氣壓縮成高壓空氣，這種具有高能量 的空氣存入高壓儲氣罐。多次下鑽後，高壓儲氣罐的空氣壓力不斷上升，壓力大於lMpa時， 開始向鑽臺儲氣罐供氣，為井場用氣設備提供氣源。當鑽臺儲氣罐的氣壓上升到0.9Mpa時， 停止向鑽臺儲氣罐供氣，當鑽臺儲氣罐的氣壓低於0.8Mpa時，高壓儲氣罐又開始向鑽臺儲氣 罐供氣。空壓機的驅動軸上所需要的軸功率，與排氣壓力、空壓機轉速有直接的關係，排氣壓力 越大、速越高，空壓機所消耗的功率就越大，減速效果越好。低速情況下，調節空壓機排氣 壓力，能改變空壓機的驅動扭矩，可精確控制鑽井遊車下行的速度，配置自動送鑽控制系統， 實現自動送鑽。
絞車與空壓機集中冷卻，冷卻液採用防凍液。防凍液經過供液泵注入空壓機，再進入絞 車，將其中的熱量帶出，送入散熱器冷卻。為了充分利用下鑽過程中的產生的能量，冷卻風 機與供液泵採用氣動馬達。
當井場設備用氣量較少，而下鑽又比較頻繁，此時會出現高壓儲氣罐中的空氣過剩，氣 壓偏高，當氣壓達到最高工作壓力時，洩壓器工作，將高壓儲氣罐中的高壓空氣釋放出來吹 向散熱器，加強冷卻，保障了高壓儲氣罐的安全，較好地解決了高壓空氣無處使用的問題。 下鑽頻繁時，空壓機制動減速也隨之頻繁，空壓機和絞車發熱量增大，這時也需要加強冷卻。
權利要求
1、一種絞車壓縮空氣剎車系統，其特徵在於空壓機壓縮空氣對石油鑽井下鑽過程進行減速制動。
2、 如權利要求1所述的絞車壓縮空氣剎車系統，其特徵在於將石油鑽井下鑽過程產生的 能量回收，用高壓儲氣罐蓄能利用。
3、 如權利要求2所述的絞車壓縮空氣剎車系統，其特徵在於用壓縮空氣剎車進行自動送 鑽。
4、 如權利要求3所述的絞車壓縮空氣剎車系統，其特徵在於採用防凍液對石油鑽井絞車 和空壓機進行集中冷卻。
5、 如權利要求4所述的絞車壓縮空氣剎車系統，其特徵在於洩壓器排出的空氣對散熱器 進行冷卻。
6、 如權利要求5所述的絞車壓縮空氣剎車系統，其特徵在於空壓機輸出的高壓空氣經高 壓儲氣罐緩衝後向鑽臺儲氣罐供氣。
7、 如權利要求6所述的絞車壓縮空氣剎車系統，其特徵在於使用氣動風機和氣動供液泵 提高冷卻效果。
全文摘要
本發明主要用於絞車的減速制動，可作為絞車的輔助剎車，應用於石油鑽井行業。它具有制動平穩，無衝現象，能實現自動送鑽，制動設備結構簡單，高效節能，冷卻效果良好，安全可靠。本剎車系統主要由空壓機、高壓儲氣罐、鑽臺儲氣罐、供液泵、冷卻風機、洩壓器等組成。
文檔編號B66D1/28GK101306786SQ20071005734
公開日2008年11月19日 申請日期2007年5月16日 優先權日2007年5月16日
發明者軍 蔡 申請人:軍 蔡