液压盘式刹车断电或失压报警装置

朱志镨

（中石化华北石油工程有限公司五普钻井分公司，河南新乡 453000）

1 现有技术状况

目前液压盘式刹车装置的液压站采用的多是按照专利CN200920110169提供的液压盘式刹车装置或专利CN200920110494提供的电控液压盘式刹车装置。在大部分工作环境下，这2种液压站可以基本满足液压盘式刹车装置的使用，但是随着钻机作业对设备的要求不断提高，以上2种液压站的弊端也不断显现出来。盘刹液压站一般由柴油发电机直接提供电源，该方式存在的隐患是：若柴油发电机出现故障，会造成盘刹液压站系统意外断电，导致液压站无法给液压盘式刹车装置提供动力能源，造成液压盘式刹车安全钳抱死，储能瓶的能量无法满足液压盘式刹车多次动作，而且不能满足工作钳多次动作的要求，在储能瓶的压力释放后，可能造成液压盘式刹车装置失灵从而酿成事故。

此外，蓄能器的作用是稳定泵输出的液压源和储存能量，当输出的液压油不足时，能起到补充功能的作用，因此蓄能器在整个液压系统中可起到安全保护的作用。蓄能器氮气压力需要定期检查，但是由于测氮气压力需要停机并安装测压装置，不仅过程繁琐，而且浪费工时，操作不当还会引起事故发生等。供液泵的作用是为液压系统提供足够的压力，是系统动力来源。若蓄能器损坏未被发现或2台供液泵均出现故障，或者安全钳碟簧无法正常工作时，都可能造成液压盘式刹车装置失灵从而酿成事故，因此在这种异常情况下无法保证顺利地进行钻井作业。

2 装置创造的技术内容

该装置设计基于液压盘式刹车系统隐患状态提醒的优化状态下，属于油气勘探开发的技术领域，用于钻井现场液压盘式刹车系统油压低于设定值7.8 MPa或2台供液泵同时出现故障时，开始报警，以提醒及时采取相应措施，避免事故发生。该装置通过油压开关监控液压系统的油压状态并连接至报警装置，当系统油压低于设定值时，报警装置发出声光报警；若盘刹液压站动力系统2台供液泵均出现故障时，交流接触器工作，连通交流电源（或UPS电源），报警装置发出声光报警。报警装置安装于司钻控制房内部，一旦报警，刹把操作人员可及时采取措施，消除出现安全事故的隐患，对钻井施工的安全起到较强的保障作用。该装置为钻井施工中液压盘式刹车系统隐患状态提醒提供了新的方法。

（1）该装置所要解决的技术问题在于，安装一种司钻控制房内声光报警装置保证盘刹液压站在突然断电等特殊情况（蓄能器损坏未被发现、2台供液泵均出现故障、安全钳碟簧无法正常工作等），能够及时采取措施降低事故发生的概率。

（2）该装置的技术方案如下：一种盘刹液压站断电或失压报警系统包括二级二线小型断路器（熔断器）、UPS电源、开关电源、油压开关P、交流接触器和声光报警装置。其中，交流电源依次通过所述断路器、开关电源、并联的油压开关和交流接触器连接至负载（声光报警装置）；UPS电源连接至负载，同时连接交流电源。油压开关P用于监控液压系统的油压状态并连接至报警装置，当系统油压7.8 MPa时向报警装置发出信号，报警装置在接收到信号时发出声光报警。另，若2台供液泵均出现故障时，交流接触器工作，连通交流电源（或UPS电源）与声光报警装置，声光报警装置发出声光报警。

在启动液压站时，由于系统压力低于设定值7.8 MPa，声光报警装置会短暂发出声光报警，待压力正常后报警自动解除，系统正常工作。

装置优点是，能为液压盘式刹车装置隐患状态发出报警提示，方便操作人员及时发现隐患，迅速采取应对措施，避免事故发生。声光报警装置能够有效的提供一种安全提醒，当油压低于设定值或2台供液泵同时出现故障时，随时提醒使用者及时处理故障，防止出现更大故障，影响人员、设备和井口的安全，大大降低安全事故发生率。

3 装置结构与原理

如图1所示，该装置能够实现在液压盘式刹车的主油路出现油压低于设定值7.8 MPa时，声光报警装置报警；液压盘式刹车动力系统内2台供液泵电机均处于停机状态时，则声光报警装置报警。声光报警装置设置于司钻控制房内部，一旦报警，操作人员可及时采取措施，消除出现安全事故的隐患，对钻井施工的安全起到较强的保障作用。

图1 液压盘式刹车断电或失压报警装置

4 应用效果和技术优势

4.1 应用效果分析

该装置主要用于油气钻井现场液压盘式刹车系统，已经在中石化华北石油工程有限公司五普钻井分公司50846HB井队现场试用，达到设计初期目的，满足现场生产需求。该装置现已经开始在公司鄂北工区内各基层井队进行推广使用，并根据现场使用过程中发现的各种情况，及时收集反馈的合理意见和建议，不断完善和优化后逐步在石化系统内推广。

4.2 技术优势对比

（1）该装置根据钻井现场液压盘式刹车系统故障发生情况分析，针对钻井过程中，液压盘式刹车系统可能会出现动力系统断电或液压系统压力降低的情况，或者2台供液泵均出现故障的情况，对因此可能导致的严重后果可进行提前预警，刹把操作人员能及时采取措施，消除安全隐患，降低事故发生概率。

（2）该装置通过对液压盘式刹车系统故障的研究，提出系统化的设计思路，降低因蓄能器损坏未被发现或者安全钳碟簧无法正常工作等，可能致使刹车失灵从而酿成事故的概率，该报警装置在钻井领域具有广泛的应用前景。