通過研制應用電磁渦流剎車狀態監控裝置，有效削減了下鉆過程中輔助剎車故障發現不及時造成的安全隱患。信號變送器、行程開關、顯示儀的應用為司鉆操作和判斷設備故障提供了可靠依據，不僅延長電磁剎車使用壽命，降低維修成本，而且提高了電磁渦流剎車可靠性。該裝置安裝簡單、造價低廉，具有良好的推廣應用前景。

 

實時監測有效解決隱患

 

石油鉆機上廣泛應用的電磁渦流剎車，因使用簡便、維護成本低和低速制動性能好等優點成為理想的輔助剎車。但目前鉆井儀表監控系統僅向司鉆提供絞車懸重、游車高度、鉆井深度、泵壓等參數，忽視了司鉆掌握電磁渦流剎車實時工作情況的重要性。在下鉆過程中，若輔助剎車突發性失去作用，而司鉆操作人員又不能及時發現，就可能會造成事故。電磁渦流剎車實時狀態監控裝置的研制應用，有效解決了下鉆時可能存在的事故隱患。

 

電磁渦流剎車狀態監控裝置主要由信號變送器、屏蔽電纜、顯示儀、行程開關組成。主要技術參數：顯示儀信號測量精度 0.5%；額 定 電 壓 AC220V； 工 作 環 境 溫度 -30℃ ~+50℃。

 

工作原理。電磁渦流剎車狀態監控裝置通過顯示儀顯示電磁渦流剎車的電源狀態、冷卻狀態、掛和狀態和工作狀態。電源狀態。電磁渦流剎車的電源均由鉆機 MCC 房的剎車柜提供。顯示儀外接一個交流 220 伏的電源，使用接觸器的一個常閉觸點、一個 LED 燈顯示司鉆電磁渦流剎車手柄電源的情況。

 

所示，當司鉆電磁渦流剎車手柄電源正常時，常閉觸點打開，狀態指示燈不亮；當司鉆電磁渦流剎車手柄電源不正常時，常閉觸點閉合，狀態指示燈亮，顯示紅色，警示司鉆電磁渦流剎車的電源故障 , 及時采取措施。冷卻狀態。電磁渦流剎車冷卻風機工作狀態的好壞依靠風壓開關的常閉觸點反映。

 

當冷卻風機工作正常時，風壓使常閉觸點打開，狀態指示燈不亮；當冷卻風機工作不正常、風壓不夠時，常閉觸點閉合，來自司鉆電磁渦流剎車手柄的交流 220 伏電使狀態指示燈閃爍，顯示紅色，并伴有蜂鳴報警，警示司鉆冷卻風機故障，避免電磁渦流剎車在無冷卻狀態下繼續工作，線圈過熱造成電磁渦流剎車損壞。

 

掛合狀態。根據電磁渦流剎車掛合手柄的動作范圍，在其附近安裝行程開關，將牙坎離合器狀態信號傳遞給司鉆。當操作手柄正確掛合牙坎離合器時，合位行程開關的常開觸點閉合，使來自司鉆電磁渦流剎車手柄的交流 220伏電在 LED 指示燈形成回路，指示燈顯示紅色；當操作手柄正確分離牙坎離合器時，分位行程開關的 常 開 觸 點 閉 合，LED指示燈顯示綠色。司鉆在操作電磁渦流剎車作業前查看顯示儀，確定電磁渦流剎車牙坎離合器正確掛合，避免在未掛合狀態發生操作失誤。

 

工作狀態。通過信號變送器對電磁渦流剎車的勵磁電壓、電流信號進行采集變換后輸出給顯示儀。由于電壓表、電流表的電位信號較弱（0 ～ 75毫伏），MCC 房距離鉆臺安裝的狀態顯示儀較遠（ 大 于 100 米）， 直 接傳輸會造成信號的衰減，所以采用信號變送器將電壓表、電流表的電位信號變成 4 ～ 20 毫安的標準信號，再通過抗干擾的屏蔽電纜輸送到顯示儀如圖3 所示。顯示儀采用 0.56英寸四位數碼管對勵磁電壓和勵磁電流進行顯示，數值清晰精確，而且儀表量程還可以進行設置，滿足不同型號電磁渦流剎車需求。司鉆可以根據顯示儀顯示的數字對電磁渦流剎車輸出力矩進行掌握，當手柄給定正常，力矩異常時及時發現，避免力矩不足造成游車下砸轉盤的事故。

 

信號變送器體積小，在 MCC 房的電剎柜上容易安裝，不會對原來的操作造成影響。

 

有效掌握實時狀態

 

以數字、燈光、聲音的形式顯示電磁渦流剎車在使用過程中的實時狀態，保證司鉆在整個下鉆過程中對電磁剎車的實時狀態有效掌握。

 

安裝簡單，造價低廉。信號變送器、行程開關、顯示儀體積小，現場安裝不影響生產，安裝后不影響原有的設備操作，電纜連接全部采用防爆連接器，拆卸安裝簡單易行；整個裝置部件少，造價低，能有效削減安全隱患，具有相當的經濟效益和社會效益。

 

安全可靠。行程開關采用隔爆型行程開關，顯示儀采用隔爆型箱式，電纜采用抗干擾的屏蔽電纜，全部采用防爆連接器連接，保障整個裝置在使用過程中安全可靠。

 

滿足下鉆安全需求

 

2011 年 8 月，電磁剎車狀態顯示裝 置 在 渤 海 鉆 探 四 鉆 40688、40689鉆井隊投入試用。試用效果符合設計要求，滿足了現場工作實際要求。當電磁剎車發生故障時，司鉆可以第一時間掌握故障信息，及時采取有效的處理、保障措施，避免溜鉆、頓鉆，保障人身、設備、井下安全。

 

電磁剎車狀態顯示裝置的安裝增強了下鉆操作的安全性和可靠性，為司鉆掌握電磁剎車的實時狀態和判斷設備故障提供了幫助；不僅使輔助剎車壽命延長，減少了維修工作量、降低了鉆井成本，而且大大提高安全生產的可靠性；整個裝置部件少，造價低，能有效削減安全隱患，具有相當的經濟效益和社會效益。