钻机液压盘刹自动换档调压控制技术研究.pdfVIP

北京石油化工学院学报 第 21卷 第 2期 Vo1．21 NO．2 JournalofBeijingInstituteof 2013年 6月 Jun．2013 Petro—chemicalTechnology 钻机液压盘刹 自动换档调压控制技术研究 马义来，林立，王 中金，蒋开文，李明星 (中国石油大学(北京)机械与储运工程学院，北京 102249) 摘要 ：目前 国内外液压盘刹设计安全冗余度较大，工作油压长期处于较低水平 ，造成 了刹车系统效 率低 、低载阶段 的制动性能差 。而刹车 阀的单一线性调压特性，也无法满足不同钻井作业工况 的特殊要 求。笔者提出了液压盘刹 自动换挡调压控制新技术 ，通过 AMESim建模仿真，并对钻机盘刹进行了综 合试验 ，自动换挡调压工作正常，实现 了节能降耗、低载荷精细调压和多种调压特性等功能。结果表 明： 自动换档调压技术较好地解决 当前钻机盘刹控制存在的缺点，是一项具有 自主创新 的盘刹控制新技术 。 关键词 ：液压盘刹 ；AMESim；自动换挡调压 ；分段线性化 中图分类号 ：TE8 文献标 志码 ：A 钻机液压盘式刹车具有刹车力矩大 ，制动 的控制策略，对工作钳缸进行分组控制的盘刹 稳定 ，控制操作方便 ，司钻劳动强度小 等优 控制技术E引。现有的盘刹对工作钳的控制是统 点 ]，但是盘刹设计时一般都采用较大安全系 一 控制 ，要么全部刹紧，要么全部松刹 。自动换 数以应对 紧急工况，由此导致正常工况下 的刹 挡调压技术是把工作钳缸分组 ，对每组分别进 车油压过低 。刹车油压过低使刹车阀工作在起 行控制 ，通过控制算法 ，自动屏蔽一定数量的工 始调节盲区，加剧 了低载阶段 的制动力调节不 作钳缸并调节油压，匹配当前所需刹车力矩 。 灵敏，钳缸 、刹车块与液压油的长期无谓损耗等 目前的盘刹基本都采用不同井深 的钻机配 现象。同时，现有盘刹调压特性单一，油压调节 置不同数量钳缸的做法。自动换挡调压技术可 增量始终固定不变 ，也无法满足不同作业工况 以适应不同数量钳缸 的盘刹 ，下面仅 以5000m 的特殊要求 ，如送钻作业时所需 的精细微调特 钻机盘刹配置 的4个工作钳缸为例 ，说 明自动 性 ，起下钻作业时所需的适中工作特性和事故 换挡调压技术原理。液控原理如图 1所示 。 处理时所需 的快速 响应特性等。 目前 ，手动送 钻和 自动送钻都在寻找其他的辅助刹车方式对 盘式刹车的不足进行补偿 ，还没有人尝试对现 有盘刹系统进行较大改进。笔者提出的 自动换 毪 档调压方法在不改变现有盘刹传统优势的前提 下 ，实时调整在用工作钳缸数量 ，规避 了比例阀 ===一=．、，一=_控控制制单单元元 盲区，改变了刹车阀单一线性调压特性。 1 自动换挡调压技术原理 自动换挡调压技术是在现有液压盘刹的基 础上，通过改造工作钳缸的液控 回路，配合适 当 定义 1 、2 、3 钳缸起作用为 1挡 ，2 、 3 钳缸起作用为 2挡 ，3 钳缸单独起作用为 3 收稿 日期 ：2012-12-06 作者简介 ：马义来(1987一)，男 ，博士生 ，研 究方 向为机 电一 挡 。自动换档调压 的具体工作过程如下 ：控制 体化，E—mail：chanta11314@ 163．corn；林立 (1954 )，男