[实用新型]钻井电磁刹车失灵液压盘刹紧急制动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及失灵保护装置技术领域，是一种钻井电磁刹车失灵液压盘刹紧急制动装置。

背景技术

电磁涡流刹车又称电磁涡流制动器，简称电磁刹车，用于钻井作业时，它是一种将钻具下放时产生的巨大机械能转换成电能，又将电能转换为热能的非摩擦式能量转换装置，在钻井设备中作为辅助刹车使用。其与主刹车通过司钻操作配合使用，其中主刹车可为液压盘刹或者带刹等；液压盘刹的紧急制动是通过其气路的通断来实现的，具体为当其气路状态为开时，无相应动作，当气路状态为关时，进行紧急制动。在游车高速下钻过程中，必须先通过电磁刹车降低下放速度再用主刹车制动，两者缺一不可，是钻井队必不可少的设备之一。

电磁刹车的工作原理是当我们在电磁刹车的激磁线圈内通入直流电流时，在转子与定子之间便有磁通相链，使转子处在磁场闭合回路中。磁场所产生的磁力线通过磁极→气隙→电枢→气隙→磁极，形成一个闭合回路。在下钻时，绞车滚筒旋转，通过离合器驱动转子以相同转速在定子所建立的磁场内旋转。在这个磁场中，磁力线在磁级的齿部(凸极部分)分布较密，而在磁极的槽部(齿间部分)分布较稀，因此随着转子与定子的相对运动，转子各点上的磁通便处于不断重复的变化之中。换句话说，转子沿工作气隙的圆周上的因磁极的齿部和槽部的磁导不等，在空间建立脉动磁场，根据电磁感应定律，转子上便产生感应电势，在这个感应电势作用下，转子中产生涡流。涡流与定子磁场相互作用产生电磁力，力的方向由左手定则确定，该力沿转子的切线方向，并且与转子旋转方向相反。这个力对转子轴心形成的转矩称为电磁转矩，也就是电磁涡流刹车阻止滚筒旋转的制动扭矩。

电磁刹车的主电路由三相整流变压器、三相可控硅桥路、接触器开关等部分组成，控制电路由同步信号电路、可变时基震荡器、脉冲放大电路和输出变压器、电源电路等组成。在使用时，司钻通过调节司钻开关手柄位置，可改变可控硅触发箱的输入电压，从而调节可控硅触发箱的输出电压，实现对电磁刹车线圈激励电流的调节，由此由此可改变制动转矩的大小，从而达到控制钻具下放速度的目的。在钻井现场，司钻操作电磁刹车控制开关的过程中可能会出现电磁刹车突然出现故障或在下钻过程中突然失灵的现象，此时需要靠司钻来判断并快速操作主刹车进行紧急制动，以防止游车带着钻具砸向钻台面造成设备的损坏、人员的伤亡和井下的事故。然而在该过程中，钻具下放的重力加速度非常的大，主刹车需要很大的刹车力和很长的刹车距离才能制动，如果司钻反映不及时或者来不及反应就会酿成重大事故。

发明内容

本实用新型提供了一种钻井电磁刹车失灵液压盘刹紧急制动装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有电磁刹车存在的在失灵后需靠司钻自行判断并及时操作主刹车完成紧急制动，一旦司钻反应不及时或操作失误会酿成重大事故的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种钻井电磁刹车失灵液压盘刹紧急制动装置，包括电磁刹车本体、输入感应继电器、输出感应继电器、执行电源模块、通断控制电路和能在通电时气路断开且断电时气路连通的电磁换向阀；电磁刹车本体包括司钻手柄装置、可控硅触发箱和电磁刹车线圈，司钻手柄装置内设有变压器模块，变压器模块包括原边和副边，副边的电压输出端与可控硅触发箱的电压输入端电连接在一起，可控硅触发箱的电压输出端与电磁刹车线圈电压输入端电连接在一起；输出感应继电器的线圈接线端分别通过导线并联在副边上，输出感应继电器的数量至少有两个，且其线圈接线端接入的电压等级递增，其中最低电压高于副边的最低输入电压，最高电压不低于副边的最高输入电压，每个输出感应继电器的线圈接线端的并联支路上均通过导线电接入有高于其接入电压的输出感应继电器的常闭触点组；输入感应继电器的线圈接线端分别通过导线并联在电磁刹车线圈上，输入感应继电器的数量至少有两个，其线圈接线端接入的电压等级递增，其中最低电压高于电磁刹车线圈的最低输出电压，最高电压不低于电磁刹车线圈的最高输出电压，每个输入感应继电器的线圈接线端的并联支路上均通过导线电接入有高于其接入电压的输入感应继电器的常闭触点组；执行电源模块的供电端与电磁换向阀的线圈接线端之间通过能识别各个输入感应继电器和输出感应继电器的电磁铁与衔铁的吸合状态并在所有输入感应继电器均处于未吸合状态且同时有一个输出感应继电器处于吸合状态下导通的通断控制电路电连接在一起。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：