[实用新型]石油钻机盘刹刹车片磨损报警装置

说明书

技术领域

本实用新型属于石油钻机安全防护技术领域，涉及一种石油钻机盘刹刹车片磨损报警装置。

背景技术

在钻井作业中，盘刹刹车装置作为绞车的主刹车，对作业安全起着至关重要的作用。由于钻机游车需要频繁往返于天车和钻台的上下有限空间里，刹车频繁且急剧，刹车片磨损量大，需要经常及时更换新的刹车片，才能保证盘刹有足够的刹车力。目前，石油钻机盘刹基本都没有刹车片磨损指示和报警功能，现场需人工用塞尺定期检测，因此，经常存在更换不及时，盘刹刹车力矩减弱，存在很大的安全隐患。

精确检测刹车片厚度的常用方法有以下两种：1）安装行程传感器，此方法精度高，但盘刹动作频繁，钻机所处环境恶劣，行程传感器可靠性低，成本大。2）安装激光探头，由于钻机所处环境恶劣，探头易被油垢和污垢污染，易失效。因此，均未在盘刹上成功应用。

发明内容

本实用新型的目的是，提供一种石油钻机盘刹刹车片磨损报警装置，解决了现有石油钻机盘刹没有刹车片磨损指示和报警功能，现场需要人工使用塞尺定期检测，存在更换不及时，盘刹刹车力矩减弱的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种石油钻机盘刹刹车片磨损报警装置，刹车钳上还安装有刹车钳液缸及刹车片，在刹车钳的两侧分别安装有传感器支架和螺柱支架，在传感器支架上通过螺母安装有霍尔开关传感器，并保证垂直度要求，在螺柱支架上通过螺母安装有调节螺柱，并保证垂直度要求；螺柱的中心线与霍尔开关传感器的中心线在同一平面上，且垂直相交，霍尔开关传感器的信号线与钻机电控系统的PLC控制器连接。

本实用新型的装置，简单可靠，安装方便，磨损量设定准确、方便，盘刹刹车片现场无需定期检测，能够及时发现报警并提示更换失效的刹车片，保证盘刹具有足够的刹车力矩，消除安全隐患。

附图说明

图1为本实用新型装置的结构示意图；

图2为图1的俯视结构示意图；

图3为本实用新型装置在刹车钳上的安装示意图；

图4为本实用新型装置的控制单元示意图。

图中，1.霍尔开关传感器，2.调节螺柱，3.螺母，4.传感器支架，5.螺柱支架，6.刹车钳液缸，7.刹车盘，8.刹车片，9.控制器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1、图2，本实用新型的装置包括信号源单元、磨损量设定单元和信号处理单元构成。所述的信号源单元包括霍尔开关传感器1、螺母3和传感器支架4构成；磨损量设定单元包括调节螺柱2、螺母3和螺柱支架5构成；信号处理单元由钻机电控系统的控制器9（PLC）构成。在传感器支架4上通过防松型螺母3安装有霍尔开关传感器1，并保证垂直度要求。在螺柱支架5上通过防松螺母3安装有调节螺柱2，并保证垂直度要求。

如图3，传感器支架4安装在刹车钳的一侧，螺柱支架5安装在刹车钳的另一侧，并保证螺柱2的中心线与霍尔开关传感器1的中心线在同一平面上，且垂直相交。刹车钳上还安装有刹车钳液缸6及刹车片8。安装新的未磨损的刹车片时，操作刹车钳液缸6使刹车钳钳口闭合，刹车片8紧贴刹车盘7，此时，拧松螺母3，转动调节螺柱2使调节螺柱2端面与霍尔开关传感器1中心的距离D为两个刹车片7的磨损量的换算值，调节结束后锁紧螺母3。当刹车片7的磨损量达到或超过允许值时，霍尔开关传感器1向控制器9输出低电平信号，控制器9即报警，提示更换刹车片7。

如图4，霍尔开关传感器1的信号线与钻机电控系统的PLC控制器9连接，实现信号的传输。

本实用新型装置的工作原理：当刹车钳液缸6动作，刹车钳钳口闭合，刹车片8紧贴刹车盘7，此时，调节螺柱2的端面与霍尔开关传感器1轴心线的距离为D，如图1所示，并假定此时的D为正值。随着刹车片7的磨损，刹车（钳口完全闭合）时D值将不断减小，直到为零。当D为正值时，霍尔开关传感器1可检测到调节螺柱2，霍尔开关传感器1输出高电平信号；当D为零时，霍尔开关传感器1无法检测到调节螺柱2，霍尔开关传感器1输出低电平信号。控制器9根据接收到的信号，判断刹车片是否需要更换。换算值可由螺柱2位置和刹车片7的几何关系以及刹车片7容许磨损量求得，当刹车片7的磨损量达到或超过允许值时，霍尔开关传感器1向控制器9输出低电平信号，控制器9即报警，提示更换刹车片7。

本实用新型提出的石油钻机盘刹刹车片磨损报警装置，可解决石油钻机在工作过程中自动监测盘刹刹车片磨损量是否超标，及时提醒操作人员更换刹车片，保证盘刹具有足够刹车力。