[实用新型]石油钻机下钻刹车装置

说明书

本实用新型是关于石油钻机下钻制动用刹车。

在国外已有技术中，曾用离心涡轮变距器靠泵轮可调叶片来实现钻机下钻制动，但泵轮可调叶片比较复杂，传递大功率较困难。因此，在深井钻机上采用该项技术，有一定的局限性。目前在国内外被广泛采用的下钻刹车装置为水刹车或电磁涡流刹车。

本实用新型的目的就是克服已有技术的缺点，使离心涡轮变矩器用于石油钻机下钻制动。

为了实现本实用新型的目的。申请人提出了一种技术方案。该方案的核心就是在离心涡轮变矩器的壳体上，加设一个简单的气控充油阀，只需通过调节气压就可以实现下钻制动。在下钻过程中，该阀靠外界气压的变化，实现无级调节，从而改变变矩器的制动力矩值，以完成钻机下钻制动。

本实用新型与现有技术相比，它适用于各种井深的石油钻机，下钻安全、平稳，并提高了它的牢靠性；可取消原钻机的水刹车或电磁涡轮刹车，减少初始投资；可减小钻机刹把的力矩，降低工人劳动强度，极大地减少刹车轮网和摩擦片的损耗，提高主刹车的寿命。

下面将结合附图对本实用新型进行详细描述：

图1、图2是石油钻机下钻制动用刹车总体图；

图3是气控充油阀的剖面图。

为了实现本实用新型的目的，在离心涡轮变矩器5的壳体上加设了一个简单的气控充油阀3。该气控充油阀主要由活塞6、滑阀7、弹簧8、阀套9、进气孔14和油孔组成。活塞6的位置，靠来自进气孔14的气压和弹簧8的平衡，当活塞6动作时，带动滑阀7也动作。滑阀7的位置不同，可分别挡住阀套9上的油孔。进气孔14与柴油机的油门调节阀的气源相接，经散热冷却后的油经管道15进入气控充油阀的进油孔13。变矩器进油口12通过管道16与变矩器工作腔19相连。变矩器排出的油经管道17进入变矩器排油口11。气控充油阀的排油孔10通过管道18与油箱相连。司钻通过调节手轮调压阀1，可完成气控充油阀3的操作。下钻制动过程是这样进行的：柴油机低速运转，变矩器5部分充油。当进行上提钻具卸卡瓦时，调节手轮调压阀1将气压加大，气控充油阀3的活塞6带动滑阀7下移。此时变矩器5的进油孔12增大，变矩器5的排油孔11缩小，变矩器5的充油量就增加，其输出力矩就增大，涡轮正转，从而使钻柱上提。当进行下放钻柱时，其过程分为三个运动阶段，即增速、匀速和减速。下放钻柱增速时，是使气压下降，活塞6带着滑阀7上移，变矩器5的进油孔12关闭（全关闭或部分关闭），变矩器排油孔11打开，此时变矩器5内充油量减少，使变矩器5的输出力矩很低，钻柱下降，就牵着涡轮反转。反转的涡轮产生一个制动力矩，制动力矩的大小与涡轮反转速度及变矩器内部充油量都成正比关系。当变矩器5输出的制动力矩M_T小于钻柱和游动系统在变矩器5的输出轴上的静力矩M_L。此时下放的钻柱为加速运动。当M_T＝M_L时，下放的钻柱为匀速运动。如果要使下放的钻柱减速时，则增加手轮调压阀1的压力，同时充油调节阀3的活塞6及滑阀7下移，变矩器5腔内的充油量增多，制动力矩M_T增大，即M_T＞M_L，从而使下放的钻柱减速，直到钻柱制动为止。