雙氣缸氣動水冷剎車自動送鉆裝置研究

雷先革 涂志威 蔣新 邊雙賓（中國石油渤海鉆探工程有限公司，天津 300272）

雙氣缸氣動水冷剎車自動送鉆裝置研究

雷先革 涂志威 蔣新 邊雙賓（中國石油渤海鉆探工程有限公司，天津 300272）

石油鉆機上配備自動送鉆裝置已成為一種趨勢，不論在陸地還是在海洋鉆井都在積極推廣使用自動送鉆。這不僅僅因為使用自動送鉆可以大大地減輕司鉆的勞動強度，更重要的是可以提高鉆機的機械鉆速和鉆井質量，降低鉆井成本。在現代化鉆井過程中，自動送鉆更能顯示出其獨特的優越性，本文重點介紹雙氣缸氣動水冷剎車自動送鉆裝置在石油鉆井行業的應用。

雙氣缸氣動水冷剎車；自動送鉆；PLC；鉆壓

目前，自動送鉆系統有以下兩種：一種是基于盤式剎車的自動送鉆系統，即通過控制盤式剎車的剎車力，來維持鉆頭處的鉆壓基本恒定，實現恒鉆壓鉆進；另外一種是蝸輪蝸桿機構，即通過變頻器和變頻電機來實現自動送鉆。前者由于盤式剎車多個剎車片的同步性和動作靈敏性，使剎車力難以控制，直接影響自動送鉆系統的性能，而后者需要增加新的設備，使用受到限制。

本文介紹了一種雙氣缸氣動水冷剎車自動送鉆裝置，即以雙氣缸氣動水冷剎車為執行機構，取代盤式剎車，在PLC中通過軟件編程來實現PID調節，使鉆壓基本維持恒定，實現恒鉆壓鉆進。

自動送鉆原理

雙氣缸氣動水冷剎車自動送鉆系統是一種配套于石油鉆機上的控制系統，由軟件和硬件兩大部分組成，軟件包括PLC及程序，硬件包括ADS電控箱、氣控閥箱、以及裝于現場適當位置處的變送器、編碼器等，軟硬件的有機結合，形成鉆壓與氣缸壓力的閉環控制，輸出的兩路模擬量電信號分別控制氣路的大、小氣缸比例閥，比例閥的輸出氣壓經繼動器放大后，進而分別控制雙氣缸氣動水冷剎車大、小氣缸的氣壓，實現了正常鉆進時恒壓送鉆功能和對設備的安全保護。

系統結構

雙氣缸氣動水冷剎車自動送鉆特點

1.連續均勻自動送鉆,提升鉆井質量、效率和速度；2.可隨時監測、報警及調整鉆壓、鉆速；

3.降低司鉆人員的勞動強度、提高鉆井效率；

4.鉆進安全保障，避免溜鉆、頓鉆事故；

5.采用一鍵式啟動，手、自動無擾切換方便、快捷；6.防瞌睡報警器可作為選件配置。

現場安裝

測試數據分析

2013年本自動送鉆裝置在渤海鉆探鉆井一公司井隊進行了幾口井的現場測試，對同井段手動送鉆與自動送鉆測試數據進行了對比分析。

雙氣缸氣動水冷剎車自動送鉆裝置在現場測試運行穩定，司鉆應用該設備后反應良好，不但降低了司鉆的勞動強度，而且提高了鉆機的機械鉆速和鉆井質量，降低了鉆井成本，可廣泛應用于配備雙氣缸氣動水冷剎車的海洋與陸地鉆機。

[1]廖常初.大中型PLC應用教程.機械工業出版社2005.

[2]羅超.淺談我國石油鉆機技術現狀和發展策略.石油機械2003.1.

[3]崔麗瓊.石油鉆機恒壓自動送鉆系統研究.蘭州理工大學碩士學位論文2007.

雷先革(1968-)，漢，湖南常德，碩士研究生，高工，石油裝備，中國石油渤海鉆探工程有限公司。