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[摘 要]当下，石油钻机绞车中开始大量使用制动装置，渗透到各个操作机械中，比如带式刹车、液压盘式刹车、伊顿刹车等，本文阐述了制动方式渗透后的结构特征，以及它们的工作原理，并加以比较。制动方式的渗透，有利于优化石油天然气的开采方式，快速钻采。
[关键词]石油钻机；制动；渗透
中图分类号：TE922 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0122-01
引言：石油钻机主要用于石油的开采工作，绞车是石油钻机中必需的一部分，其性能会直接决定钻机的性能，让其有良好的使用效果，有较高水平的钻井工艺，会给石油开采带来更多的经济效益，促进石油行业的发展，也让自身有很大的发展前景。
1.绞车制动方式的渗透
1.1 带式刹车
带式刹车的制动是刹把制动，其组成部分包括刹把、传动杠杆、刹带、刹车毂、平衡梁等，其中平衡梁起到的是辅助作用。刹车的过程中，操作人员会通过转动刹把使刹带与刹车毂紧密贴合，控制绞车滚动轴，让其按照一定的旋转频率旋转。平衡梁的使用，可以调整刹带的松紧，使其受力均匀。辅助工具除了平衡梁外，也有调整螺钉，它的用途是使刹带与刹车毂的距离适中，不会因为磨损而间隙过大，保持刹止的角度在一定范围内[1]。
以带式刹车为基础，渐渐衍生出了气控刹车，它是利用气缸内压缩空气量的变化，改变刹车毂的制动力，控制绞车的转动。气控刹车运行时，会让其气压在常开气缸与常闭气缸中来回移动，当气压进入常开气缸，缸内的薄膜受到压力向下移动，产生机械力，再转化成动力，控制绞车运行，气压进入常闭气缸也是同样的道理，只不过最后的结果让绞车的刹车松开，把能量用压缩弹簧储存。
1.2 液压盘式刹车
液压盘式刹车包括三部分，即制动执行机构、液压站与操作台。其中，执行机构的主要位置是在滚筒轴，决定绞车运行时的速度，液压站会为运行提供动力，操作台是操作人员操作控制的区域，控制动力提供的多少，以及操作设备，调整制动执行机构的运行。这三者会用液压管线连接。
制动执行机构的组成有刹车盘、刹车钳等，刹车钳有常开与常闭两种，常开的刹车钳会利用杠杆原理，用销轴连接两端，一端是液压缸，另一端是装有摩擦片的刹瓦，如果液压缸活塞伸出，杠杆的另一端刹瓦就会下压，使刹瓦与刹车盘紧密贴合，利用摩擦片产生的摩擦力形成制动力矩，控制绞车运转的速度，如果活塞回到原位，摩擦力消失，滚筒轴可以自主滚动。
常闭式刹车钳也会利用杠杆原理，其是用弹簧产生的压力，使刹瓦与刹车盘紧密贴合，活塞运动后使两者分开。
1.3 电动机能耗刹车
把电动机类型作为划分标准，石油钻机的用电类型可以分为直流与交流两种。直流传动是，柴油发电机发出交流电，传送到SCR装置把电流整流，转化为可由人员控制的直流电，作为绞车等石油钻井开采设备运行的动力；交流传动是，柴油发电机发出交流电，用装置转化成可以控制的交流電，用交流变频控制钻机。
现在，石油钻井使用的直流电能耗制动是指，由地下向地面抽回钻具时，地面已经切断了电源，但电动机内部依然可以按照惯性转动，并形成电阻回路，直流电动机保持发电的状态，这种状态就是能耗制动状态。这时候，电枢会出现反方向的转矩，停止钻具的上升，随后，钻具会受重力的影响，用自由落体的方式下降，产生反方向的转动，但向下将会受到电动机的影响，下降到一定高度时，不会再向下移动。但如果主动产生的转矩，与钻具重力形成的转矩互相平衡时，电枢会匀速转动，钻具也会保持一个速度，匀速下降[2]。
1.4 水刹车
水刹车是由三部分组成，分别是主轴、定子与转子，其中，定子与转子的表面有很多叶片，它们呈辐射状分布，形成角度。下钻的过程中，滚筒轴会先转动，然后带动转子，让转子旋转，产生离心力，让转子内部的水进入定子室，在定子室内回流，出现小涡流，循环出现在定子与转子室内。定子和转子上面的叶片会张开，和涡流互相影响，吸收钻具下移时产生的动能，用热能的方式释放。
1.5 伊顿刹车
伊顿刹车的研发者是美国伊顿集团，作为石油钻井的辅助制动方式。它包括很多零部件，主要用于大惯量制动，可以快速散出钻具运行产生的热量，而其使用的不是单一的制动方式，而是气动水冷式制动，以及空气冷却式弹簧制动，把两者融合，形成一种新型的制动方式，其中，水冷却是以互动制动为主，弹簧制动是紧急制动常用的方式[3]。
伊顿刹车是把空气压缩，作为驱动的动力，用活塞的移动，让压紧盘承受一定的压力，推动空气进入气缸，压迫与压紧盘连接的弹簧，不断压缩。而这也会让压紧盘移动，迫使端板组件靠近制动板，并贴合，同时，动摩擦盘也会移动，增加闸盘承受的压力。气缸中的压力消失，滚筒轴自由转动。
2.制动方式的展望
每种制动方式虽然有优势，但也有问题存在，还有很大的发展空间。
带式刹车：这种方式虽然结构简单，便于操作，但没有良好的安全性能，不利于对设备的维护，而随着控制技术的优化，可以实现对其进行远程控制，并逐渐发展出了气控刹车技术，改善了司钻的运行环境，提升了设备的制动能力，有很高的市场价值[4]。
液压盘式刹车：它会让绞车稳定运行，其操作灵敏，便于维修，有很高的安全性，改善了整个系统的性能，使石油钻井操作更具时效性。同时，它可以精准控制，也可以遥控操作，使钻具自动上升和下降，产生的噪音很小，可以在环境敏感的区域工作。但它与其他几种制动技术相比，操作程序复杂，没有简化，使用的成本较高，花费很多资金，有时甚至会出现停止运转的情况，造成环境污染。要求其简化操作的流程，减少成本的使用，让其顺利运转，减少出现运行故障的概率。
电动机能耗制动：它不需要频繁维护，不需要使用其他的设备，可以直接用驱动电机完成操作，使用的成本很少，优化了设备的使用，缓解了钻台使用的紧张。此外，它的直流电能耗可以让其平滑下移，有效控制钻具的运行，以特定的速度下移，在未来的应用中有很大的发展空间。
伊顿刹车：伊顿刹车体积很小，相对于其它制动方式，结构更加紧凑，便于搬运绞车，运行安全，可以在易燃易爆的环境中使用，但它的价格较高，会额外使用水冷却系统，需要投入较多的成本。
结语
综上所述，石油钻机绞车的制动方式的渗透体现为以下几方面，分别是带式刹车、液压盘式刹车、电动机能耗刹车、水刹车以及伊顿刹车，之后又对这些制动方式的优势与发展展開了论述，有很大的发展空间。
参考文献
[1] 成婷.石油钻机绞车再生制动能量回收系统研究[D].上海工程技术大学，2016.
[2] 杨逢瑜，管帅，徐建江，姜明亮，杨毅.石油钻机绞车刹车盘叶型设计[J].甘肃科学学报，2012，02：128-130.
[3] 商义叶，牛军，赵磊.石油钻机绞车的控制策略[J].科技视界，2012，32：124+169.
[4] 孙江锋，张文英，黄粤川，田凤仙，蒋合艳.石油钻机智能缓冲防碰装置[J].石油机械，2014，11：38-40+45.
作者简介
姓名：李艳超（1981.02--）；性别：男，籍贯：河北省献县人，学历：本科，毕业于太原科技大学；现有职称：无；
[关键词]石油钻机；制动；渗透
中图分类号：TE922 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0122-01
引言：石油钻机主要用于石油的开采工作，绞车是石油钻机中必需的一部分，其性能会直接决定钻机的性能，让其有良好的使用效果，有较高水平的钻井工艺，会给石油开采带来更多的经济效益，促进石油行业的发展，也让自身有很大的发展前景。
1.绞车制动方式的渗透
1.1 带式刹车
带式刹车的制动是刹把制动，其组成部分包括刹把、传动杠杆、刹带、刹车毂、平衡梁等，其中平衡梁起到的是辅助作用。刹车的过程中，操作人员会通过转动刹把使刹带与刹车毂紧密贴合，控制绞车滚动轴，让其按照一定的旋转频率旋转。平衡梁的使用，可以调整刹带的松紧，使其受力均匀。辅助工具除了平衡梁外，也有调整螺钉，它的用途是使刹带与刹车毂的距离适中，不会因为磨损而间隙过大，保持刹止的角度在一定范围内[1]。
以带式刹车为基础，渐渐衍生出了气控刹车，它是利用气缸内压缩空气量的变化，改变刹车毂的制动力，控制绞车的转动。气控刹车运行时，会让其气压在常开气缸与常闭气缸中来回移动，当气压进入常开气缸，缸内的薄膜受到压力向下移动，产生机械力，再转化成动力，控制绞车运行，气压进入常闭气缸也是同样的道理，只不过最后的结果让绞车的刹车松开，把能量用压缩弹簧储存。
1.2 液压盘式刹车
液压盘式刹车包括三部分，即制动执行机构、液压站与操作台。其中，执行机构的主要位置是在滚筒轴，决定绞车运行时的速度，液压站会为运行提供动力，操作台是操作人员操作控制的区域，控制动力提供的多少，以及操作设备，调整制动执行机构的运行。这三者会用液压管线连接。
制动执行机构的组成有刹车盘、刹车钳等，刹车钳有常开与常闭两种，常开的刹车钳会利用杠杆原理，用销轴连接两端，一端是液压缸，另一端是装有摩擦片的刹瓦，如果液压缸活塞伸出，杠杆的另一端刹瓦就会下压，使刹瓦与刹车盘紧密贴合，利用摩擦片产生的摩擦力形成制动力矩，控制绞车运转的速度，如果活塞回到原位，摩擦力消失，滚筒轴可以自主滚动。
常闭式刹车钳也会利用杠杆原理，其是用弹簧产生的压力，使刹瓦与刹车盘紧密贴合，活塞运动后使两者分开。
1.3 电动机能耗刹车
把电动机类型作为划分标准，石油钻机的用电类型可以分为直流与交流两种。直流传动是，柴油发电机发出交流电，传送到SCR装置把电流整流，转化为可由人员控制的直流电，作为绞车等石油钻井开采设备运行的动力；交流传动是，柴油发电机发出交流电，用装置转化成可以控制的交流電，用交流变频控制钻机。
现在，石油钻井使用的直流电能耗制动是指，由地下向地面抽回钻具时，地面已经切断了电源，但电动机内部依然可以按照惯性转动，并形成电阻回路，直流电动机保持发电的状态，这种状态就是能耗制动状态。这时候，电枢会出现反方向的转矩，停止钻具的上升，随后，钻具会受重力的影响，用自由落体的方式下降，产生反方向的转动，但向下将会受到电动机的影响，下降到一定高度时，不会再向下移动。但如果主动产生的转矩，与钻具重力形成的转矩互相平衡时，电枢会匀速转动，钻具也会保持一个速度，匀速下降[2]。
1.4 水刹车
水刹车是由三部分组成，分别是主轴、定子与转子，其中，定子与转子的表面有很多叶片，它们呈辐射状分布，形成角度。下钻的过程中，滚筒轴会先转动，然后带动转子，让转子旋转，产生离心力，让转子内部的水进入定子室，在定子室内回流，出现小涡流，循环出现在定子与转子室内。定子和转子上面的叶片会张开，和涡流互相影响，吸收钻具下移时产生的动能，用热能的方式释放。
1.5 伊顿刹车
伊顿刹车的研发者是美国伊顿集团，作为石油钻井的辅助制动方式。它包括很多零部件，主要用于大惯量制动，可以快速散出钻具运行产生的热量，而其使用的不是单一的制动方式，而是气动水冷式制动，以及空气冷却式弹簧制动，把两者融合，形成一种新型的制动方式，其中，水冷却是以互动制动为主，弹簧制动是紧急制动常用的方式[3]。
伊顿刹车是把空气压缩，作为驱动的动力，用活塞的移动，让压紧盘承受一定的压力，推动空气进入气缸，压迫与压紧盘连接的弹簧，不断压缩。而这也会让压紧盘移动，迫使端板组件靠近制动板，并贴合，同时，动摩擦盘也会移动，增加闸盘承受的压力。气缸中的压力消失，滚筒轴自由转动。
2.制动方式的展望
每种制动方式虽然有优势，但也有问题存在，还有很大的发展空间。
带式刹车：这种方式虽然结构简单，便于操作，但没有良好的安全性能，不利于对设备的维护，而随着控制技术的优化，可以实现对其进行远程控制，并逐渐发展出了气控刹车技术，改善了司钻的运行环境，提升了设备的制动能力，有很高的市场价值[4]。
液压盘式刹车：它会让绞车稳定运行，其操作灵敏，便于维修，有很高的安全性，改善了整个系统的性能，使石油钻井操作更具时效性。同时，它可以精准控制，也可以遥控操作，使钻具自动上升和下降，产生的噪音很小，可以在环境敏感的区域工作。但它与其他几种制动技术相比，操作程序复杂，没有简化，使用的成本较高，花费很多资金，有时甚至会出现停止运转的情况，造成环境污染。要求其简化操作的流程，减少成本的使用，让其顺利运转，减少出现运行故障的概率。
电动机能耗制动：它不需要频繁维护，不需要使用其他的设备，可以直接用驱动电机完成操作，使用的成本很少，优化了设备的使用，缓解了钻台使用的紧张。此外，它的直流电能耗可以让其平滑下移，有效控制钻具的运行，以特定的速度下移，在未来的应用中有很大的发展空间。
伊顿刹车：伊顿刹车体积很小，相对于其它制动方式，结构更加紧凑，便于搬运绞车，运行安全，可以在易燃易爆的环境中使用，但它的价格较高，会额外使用水冷却系统，需要投入较多的成本。
结语
综上所述，石油钻机绞车的制动方式的渗透体现为以下几方面，分别是带式刹车、液压盘式刹车、电动机能耗刹车、水刹车以及伊顿刹车，之后又对这些制动方式的优势与发展展開了论述，有很大的发展空间。
参考文献
[1] 成婷.石油钻机绞车再生制动能量回收系统研究[D].上海工程技术大学，2016.
[2] 杨逢瑜，管帅，徐建江，姜明亮，杨毅.石油钻机绞车刹车盘叶型设计[J].甘肃科学学报，2012，02：128-130.
[3] 商义叶，牛军，赵磊.石油钻机绞车的控制策略[J].科技视界，2012，32：124+169.
[4] 孙江锋，张文英，黄粤川，田凤仙，蒋合艳.石油钻机智能缓冲防碰装置[J].石油机械，2014，11：38-40+45.
作者简介
姓名：李艳超（1981.02--）；性别：男，籍贯：河北省献县人，学历：本科，毕业于太原科技大学；现有职称：无；