石油鉆機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。它利用電磁感應原理進行無磨損制動。電磁剎車具有力矩大、不易損件，使用壽命長，操作維護簡單等優點。在石油鉆機上使用電磁渦流剎車是提高鉆井效率、節約鉆井成本的一種有效控制方式。本文主要對電磁剎車的主要故障和電磁剎車的故障處理進行了闡述，以供參考。

關鍵詞：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

電磁剎車是一種無機械摩擦的鉆機輔助剎車，它利用電磁感應原理，將直流電通入電磁剎車的定子線圈，產生恒定磁場，在絞車下放重物時，電磁剎車的轉子切割定子磁場的磁力線，從而產生感應電勢、電渦流和制動轉矩，這時司鉆人員可用司鉆開關調節電磁剎車勵磁電流的大小，從而靈活地控制剎車的制動轉矩、控制下鉆的速度快慢來完成整個下鉆作業。電磁剎車無摩擦、使用簡便、維護工作量小，低速仍有較大制動轉矩，是石油鉆機理想的輔助剎車。

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。它利用電磁感應原理進行無磨損制動。電磁剎車具有力矩大、不易損件，使用壽命長，操作維護簡單等優點。使用電磁剎車可大大減少主剎車的磨損，延長剎車轂的使用壽命，減輕司鉆人員的勞動強度。下鉆時通過改變磁電流即可調節制動力矩，控制下鉆速度。它克服了水剎車在低速時制動力矩低的缺點，并且具有在任何下鉆載荷下任意調節下鉆速度的優點。絞車與電磁剎車之間通過牙嵌離合器連接，電磁剎車配合主剎車使每個立柱平穩下放至轉盤面，故而大大地減輕了剎車盤及剎車塊的磨損。在石油鉆機上使用電磁渦流剎車是提高鉆井效率、節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機械故障

2.1.1剎車零部件松動或調整不到位導致剎車故障

如果電磁剎車的零部件松動，或者機械部件調整不到位，造成制動力矩過小，剎車失靈。鐵芯和電磁鐵如果長期處在不規范的拍合過程中， 電磁鐵上的銜鐵和鐵芯吸合的接觸面就會形成了一個凹面或斜面，致使銜鐵和鐵芯吸合就不能完全接觸，造成制動瓦不能完全打開。2.1.2剎車零部件損壞導致剎車故障

電磁剎車的電磁鐵芯上有一個鋼絲做的閉合環，如果閉合環斷裂會造成恒定的電磁場紊亂，影響鐵芯和銜鐵吸合造成剎車失靈。機械部件都有一定的使用時限， 電磁剎車的零部件使用一段時間后不可避免的會被磨損和損壞，都會造成剎車故障。電磁剎車中的轉軸生銹或歪斜等原因會導致杠桿系統中機械部分被卡住，影響電磁剎車開啟和閉合，從而產生剎車故障。

2.2電氣故障

對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。電磁線圈故障導致的剎車失靈主要表現在以下幾個方面：① 電源正常，銜鐵吸合不上。故障原因大多為機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路;③ 電源電壓太低，會造成銜鐵吸合不上，線圈回路中的電抗值太小，致使電流過大會燒毀電磁線圈; ④電源電壓與線圈的額定電壓不符會導致線圈發熱嚴重，如果電磁線圈受潮，絕緣就會受到影響或漏磁，就會冒煙，線圈匝間發生短路。

3電磁剎車的故障處理

3.1機械故障處理

在對電磁剎車故障處理中，對于沒有對電磁剎車調整好所發生的故障，在進行處理中需要安裝規范進行調整好就可以。另外在對于電磁剎車如果是因為機械零件損壞導致的故障，需要對損壞的部件進行及時維修，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，萬用表、絕緣電阻表一定必不可少。使用萬用表判斷哪里短路、斷路，零部件損壞及電壓問題等。如果是電壓原因造成的線圈故障，檢修時可調整電壓至正常值，烘干線圈使線圈發熱去潮，對于電磁鐵有剩磁的故障，可以采用高溫退磁的方法。同時充分結合6RA70可控硅直流調速裝置故障代碼分析故障原因，針對相應問題調整修理或者更換零部件。

4使用電磁剎車的幾點注意事項

（1）對于風冷式電磁剎車，平時一定要注意風機的使用，保證風機風量足夠，檢查進風口是否污堵，否則容易導致電磁線圈過熱燒壞。風冷式電磁剎車安裝風壓報警裝置，當風機出現故障后能斷掉電源保護電磁剎車。對于DS系列水冷型電磁渦流剎車，最高進水溫度為42℃，最高出水溫度為72℃，必須保證相應水溫低于最高值;同時平時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致電磁線圈過熱燒壞。水冷型電磁渦流剎車安裝水壓檢測開關，當冷卻水泵出現故障水量不足后能斷掉電源保護電磁剎車。

（2）電磁剎車是輔助剎車，嚴禁長時間使用及鉆進時使用。有的井隊打鉆時長期使用電磁剎車，電磁線圈長時間大電流工作，容易導致線圈過熱，絕緣下降，嚴重的會造成線圈接地或者燒斷，從而導致電磁剎車損壞。

（3）加強電磁渦流剎車機械部分的保養，電磁渦流剎車每運行24小時兩側板上的各黃油嘴注入潤滑脂50克;牙嵌或者齒套經常涂抹潤滑脂，保證活動靈活可靠等。

參考文獻：

[1]鎖超民.石油鉆井絞車剎車系統的現狀與發展[J].石油礦場機械，2005.34 （1）： 105～ 106.

[2]李強，楊迪生，楊繼國.新型石油鉆機電磁剎車電源原理及應用[J].石油礦場機械，2001， 31（1）：13～ 15.

[2]吳報發，葉鵬候，樹林.電磁制動器故障分析及處理方法[J].四川水利發電，2008（1）.

[4]周驥，邊倩，李小梅，王建軍.電磁渦流剎車電氣控制系統常見故障分析[J].石油儀器，2009.23（4）：89～ 91.

[5]杜紅峰.電磁剎車常見故障分析[J].中國石油和化工標準與質量，2012（3）：227.

（作者單位：中石化西南石油工程有限公司重慶鉆井分公司）