论文部分内容阅读
【摘要】本文针对中原油田井下作业大修设备XJ550修井机的绞车滚筒刹车系统进行改进，在进行起下钻操作中，发生突发事件时，不能紧急刹车的问题而引发的事故，专门研制一套紧急制动系统。该刹车系统的应用，改变了仅依靠人力机械紧急制动时出现的刹车失灵或刹车连杆断脱等因素，造成的刹车失灵事故的发生。
【关键词】修井机 绞车滚筒紧急制动 研制 应用
1 项目来源
修井机是一套综合机组，是用来完成油田井下作业的专用机械，是石油井维修作业中进行起下油管、抽油杆、抽油泵、钻杆或提捞抽汲等井下作业用的主要设备。
绞车是修井机的主要工作机之一，而绞车滚筒刹车机构的好坏，直接影响修井的速度和质量，影响修井工作效率的高低。采油六厂XJ550型修井机是中原油田1994年统一进购的一批设备，截止目前我厂使用该设备长达19年之久，随着修井工艺技术的不断更新提高，对修井设备也提出了更高的要求。绞车滚筒刹车机构是一个不可缺失的重要部分，在施工过程中绞车滚筒刹车失灵，会发生顿钻、顶天车等事故，破坏井下钻具、工具和套管，甚至会发生严重的机械或人身事故。
2 技术现状及主要技术难点
2012年通过对XJ550修井机绞车滚筒刹车机构进行跟踪调查，按照不同的工序进行分类研究探讨，其中包括：
（1）动态情况下轻负荷起钻，重负荷下钻；
（2）静态情况下轻、重负荷的刹车情况，经过观察研究发现刹车失灵的主要原因：一是操作人员责任心不强，没有认真对设备进行施工前、中、后的检查，不能及时排除安全隐患；二是绞车快速转动，使刹车带产生震动，连杆中任何一个销子串出，就会造成没有刹车的情况；三是绞车滚筒与刹带长时间、重负荷工作，会发热造成刹车失灵；四是刹车机构刹带与刹把之间采用多段连杆装置，利用杠杆原理机械式刹车，在超出人力的范围时，就会刹不住。针对前二条原因采取对施工人员进行安全培训，提高安全意识，对刹车机构过热引起的刹车失灵，采取调整工作进度，使人和设备有时间休息，另外多使用水刹车。超出人力范围的情况，对刹车机构进行了改进。
2.1 技术现状
XJ550修井機绞车滚筒的刹车机构有两种，一是机械式刹车，二是气压式刹车，这两种方式在发动机熄火时失去动力都不会影响到刹车效果；其中气压式刹车是针对防碰天车安装的一套系统，当上提游动滑车达到一定高度时，触碰防碰装置，气缸工作，活塞杆伸出顶住刹车曲轴，使其制动。虽然在起钻时能够起到一定的制动效果，但是也存在以下几点问题：
（1）在操作台上没有安装手动控制气缸刹车阀，只有当游动滑车触碰到防碰天车时，该气缸才能工作。
（2）当上提起钻时，虽然有防碰天车，但是在井下管柱重量较轻，上提速度快时，游动滑车距天车距离近的情况下，依靠惯性也会与天车发生碰撞，甚至会绷断提升大绳，拉翻井架等严重事故。
（3）在下钻过程中，采用机械式刹车，控制下放速度，当机械式刹车失灵后，也就是操作人员使用的刹把失去作用后，没有备用的应急刹车装置。
（4）该修井机刹车系统中有水刹车装置，但是该装置不能制动滚筒，只能起到减速的效果。
2.2 技术难点
研制绞车滚筒刹车紧急制动装置需要解决几个方面的问题：一是加固刹车连杆固定销；二是将水刹车与防碰天车的刹车气缸操作阀连接在一起；三是保证设备、人员的安全。
3 创新成果推广内容、技术经济指标和目标
3.1 推广内容
XJ550修井机绞车滚筒紧急刹车机构的研制改变了在施工过程中突发刹车失灵时，能够快速有效的采取的制动装置，以达到防止车毁人亡的恶性事故。
3.2 技术经济指标和目标
（1）将防碰天车与水刹车联合起来使用，达到减速刹车同时进行，提高刹车的效率。
（2）减小操作人员的劳动强度。
（3）保证施工质量，不顿钻，杜绝车毁人亡事故的发生。
4 创新成果的用途及其原理
4.1 用途
用于XJ550修井机绞车滚筒刹车，在采用机械式人力操作的刹车失灵时，能够紧急制动滚筒，降低因刹车失灵，造成的事故，提高修井质量，保证了人员和设备、油井安全。
4.2 原理
利用原车各刹车机构进行改装，把水刹车与防碰天车联合起来同时使用，在操作台上安装一个紧急制动开关，通过三通将水刹车与防碰天车连接，当挂合紧急制动开关，水刹车和防碰天车同时工作，水刹车起到减速的作用，防碰天车气缸则替代人力将刹车带顶紧，刹住滚筒。
5 创新成果现场应用情况及经济效益
XJ550修井机绞车滚筒紧急刹车系统的研制与应用在2012年4月研制成功后运用至今，没有发生一起因刹车失灵造成的顿钻、顶天车等重大安全事故，操用人员反馈信息良好。该刹车机构安装简单、成本低，增加了安全性、可靠性，解决了在起钻下过程中没有刹车或刹车失灵突发事件，造成的安全事故。并且也带来很大的经济效益。安装一套紧急刹车机构所需费用900元。
司钻操作台安装一个紧急制动的二位三通阀400元，连接水刹车和防碰天车使用的高压管线20余米100元，两年梭阀400元，共需费用900元。
6 结论与认识
XJ550修井机绞车滚筒紧急刹车系统的研制与应用安装成本低廉，取代了仅依靠人力刹车制动滚筒的缺陷，由机械式刹车改为半自动化刹车，减少了因刹车失灵造成的安全事故，降低工人的劳动强度，提高施工质量，该装置安全可靠，符合企业HSE安全要求。
参考文献
[1] 邓光明.修井机械，玉门石油管理局技工学校[M].北京：石油工业出版社，1989
[2] 孔清德.风险经历典型案例选编.中原油田HSE委员会办公室，2012
【关键词】修井机 绞车滚筒紧急制动 研制 应用
1 项目来源
修井机是一套综合机组，是用来完成油田井下作业的专用机械，是石油井维修作业中进行起下油管、抽油杆、抽油泵、钻杆或提捞抽汲等井下作业用的主要设备。
绞车是修井机的主要工作机之一，而绞车滚筒刹车机构的好坏，直接影响修井的速度和质量，影响修井工作效率的高低。采油六厂XJ550型修井机是中原油田1994年统一进购的一批设备，截止目前我厂使用该设备长达19年之久，随着修井工艺技术的不断更新提高，对修井设备也提出了更高的要求。绞车滚筒刹车机构是一个不可缺失的重要部分，在施工过程中绞车滚筒刹车失灵，会发生顿钻、顶天车等事故，破坏井下钻具、工具和套管，甚至会发生严重的机械或人身事故。
2 技术现状及主要技术难点
2012年通过对XJ550修井机绞车滚筒刹车机构进行跟踪调查，按照不同的工序进行分类研究探讨，其中包括：
（1）动态情况下轻负荷起钻，重负荷下钻；
（2）静态情况下轻、重负荷的刹车情况，经过观察研究发现刹车失灵的主要原因：一是操作人员责任心不强，没有认真对设备进行施工前、中、后的检查，不能及时排除安全隐患；二是绞车快速转动，使刹车带产生震动，连杆中任何一个销子串出，就会造成没有刹车的情况；三是绞车滚筒与刹带长时间、重负荷工作，会发热造成刹车失灵；四是刹车机构刹带与刹把之间采用多段连杆装置，利用杠杆原理机械式刹车，在超出人力的范围时，就会刹不住。针对前二条原因采取对施工人员进行安全培训，提高安全意识，对刹车机构过热引起的刹车失灵，采取调整工作进度，使人和设备有时间休息，另外多使用水刹车。超出人力范围的情况，对刹车机构进行了改进。
2.1 技术现状
XJ550修井機绞车滚筒的刹车机构有两种，一是机械式刹车，二是气压式刹车，这两种方式在发动机熄火时失去动力都不会影响到刹车效果；其中气压式刹车是针对防碰天车安装的一套系统，当上提游动滑车达到一定高度时，触碰防碰装置，气缸工作，活塞杆伸出顶住刹车曲轴，使其制动。虽然在起钻时能够起到一定的制动效果，但是也存在以下几点问题：
（1）在操作台上没有安装手动控制气缸刹车阀，只有当游动滑车触碰到防碰天车时，该气缸才能工作。
（2）当上提起钻时，虽然有防碰天车，但是在井下管柱重量较轻，上提速度快时，游动滑车距天车距离近的情况下，依靠惯性也会与天车发生碰撞，甚至会绷断提升大绳，拉翻井架等严重事故。
（3）在下钻过程中，采用机械式刹车，控制下放速度，当机械式刹车失灵后，也就是操作人员使用的刹把失去作用后，没有备用的应急刹车装置。
（4）该修井机刹车系统中有水刹车装置，但是该装置不能制动滚筒，只能起到减速的效果。
2.2 技术难点
研制绞车滚筒刹车紧急制动装置需要解决几个方面的问题：一是加固刹车连杆固定销；二是将水刹车与防碰天车的刹车气缸操作阀连接在一起；三是保证设备、人员的安全。
3 创新成果推广内容、技术经济指标和目标
3.1 推广内容
XJ550修井机绞车滚筒紧急刹车机构的研制改变了在施工过程中突发刹车失灵时，能够快速有效的采取的制动装置，以达到防止车毁人亡的恶性事故。
3.2 技术经济指标和目标
（1）将防碰天车与水刹车联合起来使用，达到减速刹车同时进行，提高刹车的效率。
（2）减小操作人员的劳动强度。
（3）保证施工质量，不顿钻，杜绝车毁人亡事故的发生。
4 创新成果的用途及其原理
4.1 用途
用于XJ550修井机绞车滚筒刹车，在采用机械式人力操作的刹车失灵时，能够紧急制动滚筒，降低因刹车失灵，造成的事故，提高修井质量，保证了人员和设备、油井安全。
4.2 原理
利用原车各刹车机构进行改装，把水刹车与防碰天车联合起来同时使用，在操作台上安装一个紧急制动开关，通过三通将水刹车与防碰天车连接，当挂合紧急制动开关，水刹车和防碰天车同时工作，水刹车起到减速的作用，防碰天车气缸则替代人力将刹车带顶紧，刹住滚筒。
5 创新成果现场应用情况及经济效益
XJ550修井机绞车滚筒紧急刹车系统的研制与应用在2012年4月研制成功后运用至今，没有发生一起因刹车失灵造成的顿钻、顶天车等重大安全事故，操用人员反馈信息良好。该刹车机构安装简单、成本低，增加了安全性、可靠性，解决了在起钻下过程中没有刹车或刹车失灵突发事件，造成的安全事故。并且也带来很大的经济效益。安装一套紧急刹车机构所需费用900元。
司钻操作台安装一个紧急制动的二位三通阀400元，连接水刹车和防碰天车使用的高压管线20余米100元，两年梭阀400元，共需费用900元。
6 结论与认识
XJ550修井机绞车滚筒紧急刹车系统的研制与应用安装成本低廉，取代了仅依靠人力刹车制动滚筒的缺陷，由机械式刹车改为半自动化刹车，减少了因刹车失灵造成的安全事故，降低工人的劳动强度，提高施工质量，该装置安全可靠，符合企业HSE安全要求。
参考文献
[1] 邓光明.修井机械，玉门石油管理局技工学校[M].北京：石油工业出版社，1989
[2] 孔清德.风险经历典型案例选编.中原油田HSE委员会办公室，2012