摘 要：目前，钻井绞车液压刹车控制系统主要应用的是气液控制模式，由于气源常出现不稳定现象，从而导致控制系统出现故障，影响刹车灵敏性。在此之上，本文简要分析了钻井绞车液压刹车控制系统的工作原理，并分别从设计液压传动行星减速器、改造液压刹车系统的结构、提高钻井绞车刹车系统性能等四个方面，提高刹车控制系统的稳定性。
關键词：钻井绞车;液压刹车控制系统;改造方案
目前钻井绞车在石油领域中得到了广泛应用，但其设计方案仍需进一步改造，以此满足钻井绞车刹车系统的实际需求。现今各大公司使用的钻井绞车液压刹车系统大多数为盘式刹车，一旦处于寒冷天气，气源极易发生结冰失压现象，因此，相关人员应当结合钻井绞车功能进行改造，以免刹车失灵出现安全事故。
1 钻井绞车液压刹车控制系统的工作原理
以UDBE型钻井绞车为例，它所应用的是液压盘式刹车系统，其中主要由两路压力气源对刹车系统进行控制。一路为气源经由司钻控制盘两位三通控制阀对两位四通换向阀进行控制，以此保证应急钳可以及时加以压力通断。另一路则为气源经由机械防碰天车有效控制两位三通控制阀，从而实现应急钳压力通断。通常情况下，无论钻井绞车是否处于工作状态均可利用手动操作方式对控制盘上的操作阀进行控制，进而间接实现应急钳的开关处置。但它常出现的问题是气源失效或者气压明显不稳现象，这样极易造成刹车系统出现失灵，从而引发安全事故。因此，相关人员应当对其进行适当改造，以此保证钻井绞车液压刹车控制系统的稳定运行，让钻井绞车功能可以正常使用。
2 钻井绞车液压刹车控制系统的改造方案
2.1 设计液压传动行星减速器
以往钻井绞车中应用的行星减速器为机械式，它具有噪音大、稳定性差等劣势。所以，通过对液压钻井绞车减速器进行重新设计及马达等参数的选定来优化液压传动行星减速器的应用效果，让其为钻井绞车液压刹车控制系统提供重要助力。根据以往设计经验对液压传动行星减速器的结构及泵、马达参数进行确定。首先，需确保其结构尺寸符合实际安装要求，并将减速器结构设计成动轴轮系与定轴轮系相结合的形式，由全液压控制作为主要驱动力;其次，利用钻井绞车最高转速及扭矩、减速器总减速比来确定钻井绞车液压泵及其马达的选用类型，再者，设计液压传动减速器结构时，需要多台马达作为传递动力，它是在马达输出扭矩与转速处设计由3个行星轮组成的顶轴齿轮减速结构。同时，利用齿轮与滚筒轴间的键连接为绞车运营提供动力。最后，液压传动减速器在钻井绞车中的实际应用将有效降低工作噪音、提高其稳定性，确保为传动系统的高精准度提供保障。如JC12型绞车中，经过实际验证已初步达到最佳运行效果。因此，需对各种类型的钻井绞车进行适当应用，以此提高钻井绞车液压刹车控制系统的整体水平。
2.2 改造液压刹车系统的结构
2.2.1 原理
在对钻井绞车液压刹车控制系统进行改造的过程中，需将其液压系统中的压力油减压接入原气控系统中，具体改造原理如下：
①将减压阀划分为1#与2#，两位三通控制阀划分为3#与4#。然后将油压系统接入到1#减压阀入口处，在1#减压阀出口处连接2#减压阀入口，并在2#减压阀出口处连接司钻控制盘3#两位三通控制阀的其中一个工作口;②将3#与4#两位三通控制阀分别连接至油箱处。其中1#与2#减压阀出口处的压力调整为10Bar与14Bar。将2#减压阀作为备用减压阀，一旦1#减压阀出现异常则立即启用2#减压阀，以免阀件压力过大受到损坏。
2.2.2 测试
要想让钻井绞车液压刹车控制系统取得良好的实施效果，就应当在改造过程中进行系统测试。由于控制系统出现损坏、或失效等现象源于压力过大。所以，对改造后的系统进行压力测试十分有必要。首先，将液压控制系统处于14MPa的压力环境内，观察压缩空气压力值与减压后的状态，保证它适用于系统正常工作中;其次，对阀件进行测试，改造后的阀件主要有两位三通阀、两位四通阀、两位两通阀等，需确保在超压状态下也能正常完成刹车功能。可将其处于35MPa压力环境下，静置30min后若无渗漏现象则表示它具有一定的可行性;最后，进行管线测试，原有管线压力可承受值为1.5MPa，改造后系统管线应该为液压系统钢管，提高钻井绞车液压刹车控制系统的整体水平。
2.3 提高钻井绞车刹车系统性能
以JC70DB型钻井绞车为例，它最大的输入功率是1714kW，在提高其刹车系统性能时，改造后的系统处于低速挡时无需加载电机即可实现最大钩载，这样可极大程度上提高钻井效率。当钻井绞车钩速处于0.27/s到0.53m/s的范围时为功率恒定区，此时钻井绞车的钩载只要保证在2200到4500kN之间就能满足实际工作需求。当钩速处于0.53到0.78m/s范围内则为降功率区，此时钩速较小，但可将其作为高速挡的备用钩速。
3 结论
综上所述，通过对钻井绞车液压刹车控制系统的改造，将以往控制压缩气改造为控制液压油，以此让其在实际工作中发挥出真正的作用，满足工作需求。经过改造后的钻井绞车液压刹车控制系统解决了之前气源对刹车性能的影响，从而为刹车系统的稳定性提供了重要保障，让其在异常天气中也能正常使用，有效避免安全事故的发生。
参考文献：
[1]罗小芳，孙宇，白旭，马刚.基于动态故障树的半潜式钻井平台钻井系统失效风险分析[J].船舶工程，2019， 41（03）： 107-114.
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