石油鉆機(jī)電磁剎車的故障分析與處理

李佳

摘要：電磁剎車是使用在海洋及陸地石油鉆井的一種新型輔助剎車。它利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行無(wú)磨損制動(dòng)。電磁剎車具有力矩大、不易損件，使用壽命長(zhǎng)，操作維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。在石油鉆機(jī)上使用電磁渦流剎車是提高鉆井效率、節(jié)約鉆井成本的一種有效控制方式。本文主要對(duì)電磁剎車的主要故障和電磁剎車的故障處理進(jìn)行了闡述，以供參考。

關(guān)鍵詞：電磁剎車;故障分析;提高效率

Abstract： Electromagnetic brake is a new type of auxiliary brake used in offshore and terrestrial oil drilling. It uses the principle of electromagnetic induction for wear-free braking. Electromagnetic brake has many advantages， such as large torque， not easy to damage parts， long service life， simple operation and maintenance， etc. Equipped with electromagnetic eddy current brake on oil drilling rig is an effective control to improve drilling efficiency and save drilling cost. This paper mainly expounds the main faults of electromagnetic brake and the treatment of the faults of electromagnetic brake for reference.

Key words： electromagnetic brake fault analysis to improve efficiency

電磁剎車是一種無(wú)機(jī)械摩擦的鉆機(jī)輔助剎車，它利用電磁感應(yīng)原理，將直流電通入電磁剎車的定子線圈，產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)，在絞車下放重物時(shí)，電磁剎車的轉(zhuǎn)子切割定子磁場(chǎng)的磁力線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)、電渦流和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，這時(shí)司鉆人員可用司鉆開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電磁剎車勵(lì)磁電流的大小，從而靈活地控制剎車的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩、控制下鉆的速度快慢來(lái)完成整個(gè)下鉆作業(yè)。電磁剎車無(wú)摩擦、使用簡(jiǎn)便、維護(hù)工作量小，低速仍有較大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，是石油鉆機(jī)理想的輔助剎車。

1電磁剎車工作原理

電磁剎車是使用在海洋及陸地石油鉆井的一種新型輔助剎車。它利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行無(wú)磨損制動(dòng)。電磁剎車具有力矩大、不易損件，使用壽命長(zhǎng)，操作維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。使用電磁剎車可大大減少主剎車的磨損，延長(zhǎng)剎車轂的使用壽命，減輕司鉆人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。下鉆時(shí)通過(guò)改變磁電流即可調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩，控制下鉆速度。它克服了水剎車在低速時(shí)制動(dòng)力矩低的缺點(diǎn)，并且具有在任何下鉆載荷下任意調(diào)節(jié)下鉆速度的優(yōu)點(diǎn)。絞車與電磁剎車之間通過(guò)牙嵌離合器連接，電磁剎車配合主剎車使每個(gè)立柱平穩(wěn)下放至轉(zhuǎn)盤面，故而大大地減輕了剎車盤及剎車塊的磨損。在石油鉆機(jī)上使用電磁渦流剎車是提高鉆井效率、節(jié)約鉆井成本的一種有效控制方式。

2電磁剎車的主要故障分析

2.1機(jī)械故障

2.1.1剎車零部件松動(dòng)或調(diào)整不到位導(dǎo)致剎車故障

如果電磁剎車的零部件松動(dòng)，或者機(jī)械部件調(diào)整不到位，造成制動(dòng)力矩過(guò)小，剎車失靈。鐵芯和電磁鐵如果長(zhǎng)期處在不規(guī)范的拍合過(guò)程中， 電磁鐵上的銜鐵和鐵芯吸合的接觸面就會(huì)形成了一個(gè)凹面或斜面，致使銜鐵和鐵芯吸合就不能完全接觸，造成制動(dòng)瓦不能完全打開(kāi)。2.1.2剎車零部件損壞導(dǎo)致剎車故障

電磁剎車的電磁鐵芯上有一個(gè)鋼絲做的閉合環(huán)，如果閉合環(huán)斷裂會(huì)造成恒定的電磁場(chǎng)紊亂，影響鐵芯和銜鐵吸合造成剎車失靈。機(jī)械部件都有一定的使用時(shí)限， 電磁剎車的零部件使用一段時(shí)間后不可避免的會(huì)被磨損和損壞，都會(huì)造成剎車故障。電磁剎車中的轉(zhuǎn)軸生銹或歪斜等原因會(huì)導(dǎo)致杠桿系統(tǒng)中機(jī)械部分被卡住，影響電磁剎車開(kāi)啟和閉合，從而產(chǎn)生剎車故障。

2.2電氣故障

對(duì)于電磁線圈故障是指：線圈斷路、線圈短路或燒毀、線圈絕緣損壞、線圈接線端子接觸不良等。電磁線圈故障導(dǎo)致的剎車失靈主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：① 電源正常，銜鐵吸合不上。故障原因大多為機(jī)械部分卡阻或線圈損壞;② 由于線圈接線端子接觸不良而造成得線圈開(kāi)路;③ 電源電壓太低，會(huì)造成銜鐵吸合不上，線圈回路中的電抗值太小，致使電流過(guò)大會(huì)燒毀電磁線圈; ④電源電壓與線圈的額定電壓不符會(huì)導(dǎo)致線圈發(fā)熱嚴(yán)重，如果電磁線圈受潮，絕緣就會(huì)受到影響或漏磁，就會(huì)冒煙，線圈匝間發(fā)生短路。

3電磁剎車的故障處理

3.1機(jī)械故障處理

在對(duì)電磁剎車故障處理中，對(duì)于沒(méi)有對(duì)電磁剎車調(diào)整好所發(fā)生的故障，在進(jìn)行處理中需要安裝規(guī)范進(jìn)行調(diào)整好就可以。另外在對(duì)于電磁剎車如果是因?yàn)闄C(jī)械零件損壞導(dǎo)致的故障，需要對(duì)損壞的部件進(jìn)行及時(shí)維修，從而更好的保證電磁剎車正常使用。

3.2電氣故障處理

想排除電氣故障，萬(wàn)用表、絕緣電阻表一定必不可少。使用萬(wàn)用表判斷哪里短路、斷路，零部件損壞及電壓?jiǎn)栴}等。如果是電壓原因造成的線圈故障，檢修時(shí)可調(diào)整電壓至正常值，烘干線圈使線圈發(fā)熱去潮，對(duì)于電磁鐵有剩磁的故障，可以采用高溫退磁的方法。同時(shí)充分結(jié)合6RA70可控硅直流調(diào)速裝置故障代碼分析故障原因，針對(duì)相應(yīng)問(wèn)題調(diào)整修理或者更換零部件。

4使用電磁剎車的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)

（1）對(duì)于風(fēng)冷式電磁剎車，平時(shí)一定要注意風(fēng)機(jī)的使用，保證風(fēng)機(jī)風(fēng)量足夠，檢查進(jìn)風(fēng)口是否污堵，否則容易導(dǎo)致電磁線圈過(guò)熱燒壞。風(fēng)冷式電磁剎車安裝風(fēng)壓報(bào)警裝置，當(dāng)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障后能斷掉電源保護(hù)電磁剎車。對(duì)于DS系列水冷型電磁渦流剎車，最高進(jìn)水溫度為42℃，最高出水溫度為72℃，必須保證相應(yīng)水溫低于最高值;同時(shí)平時(shí)一定要注意冷卻水泵的使用，保證冷卻水水量充足，如果水量小冷卻不充分容易導(dǎo)致電磁線圈過(guò)熱燒壞。水冷型電磁渦流剎車安裝水壓檢測(cè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)冷卻水泵出現(xiàn)故障水量不足后能斷掉電源保護(hù)電磁剎車。

（2）電磁剎車是輔助剎車，嚴(yán)禁長(zhǎng)時(shí)間使用及鉆進(jìn)時(shí)使用。有的井隊(duì)打鉆時(shí)長(zhǎng)期使用電磁剎車，電磁線圈長(zhǎng)時(shí)間大電流工作，容易導(dǎo)致線圈過(guò)熱，絕緣下降，嚴(yán)重的會(huì)造成線圈接地或者燒斷，從而導(dǎo)致電磁剎車損壞。

（3）加強(qiáng)電磁渦流剎車機(jī)械部分的保養(yǎng)，電磁渦流剎車每運(yùn)行24小時(shí)兩側(cè)板上的各黃油嘴注入潤(rùn)滑脂50克;牙嵌或者齒套經(jīng)常涂抹潤(rùn)滑脂，保證活動(dòng)靈活可靠等。

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（作者單位：中石化西南石油工程有限公司重慶鉆井分公司）