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1、渤海钻探第一钻井公司渤海钻探第一钻井公司渤海钻探第一钻井公司渤海钻探第一钻井公司装备管理科装备管理科装备管理科装备管理科 电磁涡流刹车是适应用于海洋和陆地石油钻机电磁涡流刹车是适应用于海洋和陆地石油钻机上的助刹车，它利用电磁感应原理进行无磨损制动，上的助刹车，它利用电磁感应原理进行无磨损制动，具有力矩大、无易损件、使用寿命长、操作维护简具有力矩大、无易损件、使用寿命长、操作维护简单的特点。应用电磁涡流刹车可大幅度减少主刹车单的特点。应用电磁涡流刹车可大幅度减少主刹车的磨损，延长刹带刹车轮毂的使用寿命，降低钻井的磨损，延长刹带刹车轮毂的使用寿命，降低钻井工人的劳动强度，通过改变励磁电流来调节制动
2、力工人的劳动强度，通过改变励磁电流来调节制动力矩，以控制钻杆下放速度。转速降至矩，以控制钻杆下放速度。转速降至5 5转转/ /分钟，可分钟，可达最大力矩的达最大力矩的75%75%，能为，能为500m500m9000m9000m各型钻机绞车各型钻机绞车提供提供23KN23KN110KN110KN辅助制动力矩，工作环境辅助制动力矩，工作环境-30-305555。 概概 述述例：级别为例：级别为40的水冷涡流刹车型号为的水冷涡流刹车型号为DS40,级别为级别为50的风冷涡流刹车为的风冷涡流刹车为DSF50涡流刹车型号表示方法如下：涡流刹车型号表示方法如下： 电磁涡流刹车技术参数：电磁涡流刹车技术参数
3、：涡流刹车主体最大外型尺寸及轴端尺寸：涡流刹车主体最大外型尺寸及轴端尺寸： 优点：优点： 1 1、制动特性好、制动特性好 ：电磁涡流刹车无论在高速或低速时都：电磁涡流刹车无论在高速或低速时都产生很高的制动扭矩。在钻具下放时，钻具负荷几乎全部由产生很高的制动扭矩。在钻具下放时，钻具负荷几乎全部由涡流刹车承担，最大限度地满足了下钻工艺的要求。涡流刹车承担，最大限度地满足了下钻工艺的要求。 2 2滚筒无级调速，下钻速度任意控制。下钻时，司钻通滚筒无级调速，下钻速度任意控制。下钻时，司钻通过操作司钻开关可平滑地调节激磁电流，就可改变制动扭矩，过操作司钻开关可平滑地调节激磁电流，就可改变制动扭矩，无级地
4、调节滚筒转速。无级地调节滚筒转速。 3 3由于下钻时几乎有效地减小主刹车的刹车力矩，因由于下钻时几乎有效地减小主刹车的刹车力矩，因而主刹车负担大大减轻，刹带片与刹车毂的磨损与消耗大幅而主刹车负担大大减轻，刹带片与刹车毂的磨损与消耗大幅度减少，寿命成倍增长，钻井成本下降，经济效益十分显著。度减少，寿命成倍增长，钻井成本下降，经济效益十分显著。 4 4涡流刹车强有力的制动功能是通过电磁感应原理产涡流刹车强有力的制动功能是通过电磁感应原理产生制动扭矩来实现的，不存在磨擦与磨擦件，这种非磨擦式生制动扭矩来实现的，不存在磨擦与磨擦件，这种非磨擦式刹车工作可靠，寿命长，维护简单。刹车工作可靠，寿命长，维护
5、简单。 缺点：缺点： 1 1、电磁涡流刹车使用电能作为动力，属于耗、电磁涡流刹车使用电能作为动力，属于耗能设备，又由于涡流产生热量，产生的无用功能能设备，又由于涡流产生热量，产生的无用功能耗损失比较大。耗损失比较大。 2 2、涡流刹车强有力的制动功能是通过电磁感、涡流刹车强有力的制动功能是通过电磁感应原理产生制动扭矩来实现的，不存在磨擦与磨应原理产生制动扭矩来实现的，不存在磨擦与磨擦件，这样就不能擦件，这样就不能100%100%的刹住绞车，只能作为辅的刹住绞车，只能作为辅助刹车使用。助刹车使用。一、结构1 1、刹车主体、刹车主体 3 3、可控硅整流装置、可控硅整流装置4 4、司钻开关、司钻开关
6、2 2、冷却系统、冷却系统转动的部分转动的部分称为转子称为转子一、刹车主体一、刹车主体静止的部分静止的部分称为定子称为定子在定子与转子之间在定子与转子之间有一定的气隙，称有一定的气隙，称为工作气隙，为工作气隙，电磁涡流刹车的刹电磁涡流刹车的刹车主体采用外电枢车主体采用外电枢结构的型式结构的型式刹车主体结构图刹车主体结构图 电磁涡流刹车的刹车主体采用外电枢结构的型电磁涡流刹车的刹车主体采用外电枢结构的型式，也就是说，其转子在定子外面旋转。式，也就是说，其转子在定子外面旋转。1. 1. 端盖端盖2. 2. 转子转子3. 3. 机座机座4. 4. 定子定子5. 5. 激磁线圈激磁线圈水水水水冷冷冷冷
7、刹刹刹刹车车车车主主主主体体体体图图图图1. 1. 端盖端盖两侧端盖两侧端盖 安装安装2. 2. 转子转子 刹车的转子通刹车的转子通刹车的转子通刹车的转子通过齿式离合器与绞车过齿式离合器与绞车过齿式离合器与绞车过齿式离合器与绞车滚筒轴相联，由绞车滚筒轴相联，由绞车滚筒轴相联，由绞车滚筒轴相联，由绞车滚筒驱动，与滚筒同滚筒驱动，与滚筒同滚筒驱动，与滚筒同滚筒驱动，与滚筒同速旋转。转子既是磁速旋转。转子既是磁速旋转。转子既是磁速旋转。转子既是磁路的一部分，又是电路的一部分，又是电路的一部分，又是电路的一部分，又是电路的一部分，采用电路的一部分，采用电路的一部分，采用电路的一部分，采用电工钢制成。它
8、和定子工钢制成。它和定子工钢制成。它和定子工钢制成。它和定子磁极、工作气隙构成磁极、工作气隙构成磁极、工作气隙构成磁极、工作气隙构成刹车的完整磁路。刹车的完整磁路。刹车的完整磁路。刹车的完整磁路。 3. 3. 机座机座 4. 4. 定子定子 刹车的定子由磁极刹车的定子由磁极刹车的定子由磁极刹车的定子由磁极和激磁线圈构成。和激磁线圈构成。和激磁线圈构成。和激磁线圈构成。5050、7070型成对使用，磁极是型成对使用，磁极是型成对使用，磁极是型成对使用，磁极是磁路的一部分，采用电磁路的一部分，采用电磁路的一部分，采用电磁路的一部分，采用电工钢成，这种材料的工钢成，这种材料的工钢成，这种材料的工钢成
9、，这种材料的导磁系数高，矫顽力小，导磁系数高，矫顽力小，导磁系数高，矫顽力小，导磁系数高，矫顽力小，以满足下钻时制动扭矩以满足下钻时制动扭矩以满足下钻时制动扭矩以满足下钻时制动扭矩大，而起空吊卡时无用大，而起空吊卡时无用大，而起空吊卡时无用大，而起空吊卡时无用制动扭矩小的要求。制动扭矩小的要求。制动扭矩小的要求。制动扭矩小的要求。 此图为烧毁后的线圈此图为烧毁后的线圈 5. 5. 激磁线圈激磁线圈 激磁线圈是刹车的激磁线圈是刹车的激磁线圈是刹车的激磁线圈是刹车的电路部分，工作时通以电路部分，工作时通以电路部分，工作时通以电路部分，工作时通以直流电流，它固定于磁直流电流，它固定于磁直流电流，它固
10、定于磁直流电流，它固定于磁极上，与磁极组成一个极上，与磁极组成一个极上，与磁极组成一个极上，与磁极组成一个整体成为定子。刹车在整体成为定子。刹车在整体成为定子。刹车在整体成为定子。刹车在运行时要产生大量的热运行时要产生大量的热运行时要产生大量的热运行时要产生大量的热量，因此激磁线圈采用量，因此激磁线圈采用量，因此激磁线圈采用量，因此激磁线圈采用了耐高温的电磁线与相了耐高温的电磁线与相了耐高温的电磁线与相了耐高温的电磁线与相应的绝缘材料，以保证应的绝缘材料，以保证应的绝缘材料，以保证应的绝缘材料，以保证线圈在高温下仍具有良线圈在高温下仍具有良线圈在高温下仍具有良线圈在高温下仍具有良好的绝缘性能。
11、好的绝缘性能。好的绝缘性能。好的绝缘性能。2、冷却系统、冷却系统风冷风冷水冷水冷 结构紧凑，体积小结构紧凑，体积小 重量轻，维护方便重量轻，维护方便 输出功率大、升温慢、输出功率大、升温慢、环境适应能力强环境适应能力强 1）、水冷涡流刹车）、水冷涡流刹车 水冷涡流刹车与绞水冷涡流刹车与绞车的滚筒可以共用一个车的滚筒可以共用一个水冷却系统，由一个水水冷却系统，由一个水泵供应冷却水，流经刹泵供应冷却水，流经刹车的冷却水返回水箱以车的冷却水返回水箱以便散热，不同型号的刹便散热，不同型号的刹车需用的冷却水量要符车需用的冷却水量要符合要求以确保涡流刹车合要求以确保涡流刹车的进出水温度在规定的的进出水温度
12、在规定的范围内（冷却水量见前范围内（冷却水量见前面参数表）。面参数表）。70型电磁刹车推荐冷却水系统的流程图型电磁刹车推荐冷却水系统的流程图 从刹车排出的冷却水经过一个漏斗返回从刹车排出的冷却水经过一个漏斗返回水箱，漏斗与排水接头稍离一段距离以保证水箱，漏斗与排水接头稍离一段距离以保证排水流畅。当无回水泵时，水箱安装的位置排水流畅。当无回水泵时，水箱安装的位置应与涡流刹车内的冷却水有足够的水位差，应与涡流刹车内的冷却水有足够的水位差，使冷却水能自流返回。使冷却水能自流返回。 水质要求含有较低的矿物质（水质要求含有较低的矿物质（PH值不超值不超过过7），与内燃机水套内的水质要求相近，），与内燃机
13、水套内的水质要求相近，如果水质不合要求，则需进行化学处理，当如果水质不合要求，则需进行化学处理，当刹车用于海洋时，也可以装置专门的海水冷刹车用于海洋时，也可以装置专门的海水冷却器。却器。 刹车两侧各有一个刹车两侧各有一个1溢流管，溢流管，此管不允许堵塞，以防止内腔水位上升致此管不允许堵塞，以防止内腔水位上升致使轴承锈蚀。应当指出，电磁涡流刹车的使轴承锈蚀。应当指出，电磁涡流刹车的冷却水必须在溢流管有一定的水流出时为冷却水必须在溢流管有一定的水流出时为适宜适宜, 从而保证冷却水在涡流刹车内有一从而保证冷却水在涡流刹车内有一定的水位高度。否则会造成涡流刹车过热，定的水位高度。否则会造成涡流刹车过热
14、，甚至烧坏线圈，导致涡流刹车损坏而无法甚至烧坏线圈，导致涡流刹车损坏而无法正常工件。正常工件。注意：注意：2）、风冷涡流刹车）、风冷涡流刹车 风冷式电磁涡流刹车下风冷式电磁涡流刹车下钻时由电磁能转换的巨大热钻时由电磁能转换的巨大热能不是用水来冷却和吸收，能不是用水来冷却和吸收，而是强迫通风进行冷却和吸而是强迫通风进行冷却和吸收。收。 采用了风源为离心式通风机采用了风源为离心式通风机的轴向通风冷却结构。的轴向通风冷却结构。 工作时，冷却工作时，冷却空气从离心式通风空气从离心式通风机进风口吸入，进机进风口吸入，进入刹车，从刹车另入刹车，从刹车另一端排出。一端排出。 应当应当指出，为了保证涡指出，为
15、了保证涡流刹车正常运行，流刹车正常运行，在整个下钻过程中，在整个下钻过程中，必须使离心式通风必须使离心式通风机不停地运转机不停地运转。 这样不仅简化了冷却系统，缩小了冷这样不仅简化了冷却系统，缩小了冷却系统的体积，减轻了重量，更重要的是却系统的体积，减轻了重量，更重要的是不受水冷时水质、水源及低温的影响和限不受水冷时水质、水源及低温的影响和限制，提高了适应性，避免了水冷时经常发制，提高了适应性，避免了水冷时经常发生的水垢、堵塞、锈蚀、设备冻裂冻坏等生的水垢、堵塞、锈蚀、设备冻裂冻坏等不良后果。不良后果。 注：风机风量应符合前面参数要求注：风机风量应符合前面参数要求注：风机风量应符合前面参数要求
16、注：风机风量应符合前面参数要求。 3 3、可控硅整流装置、可控硅整流装置、可控硅整流装置、可控硅整流装置 考虑到使用电磁涡流刹车进行下钻作业考虑到使用电磁涡流刹车进行下钻作业时，其下钻速度的调整精度、调节系统的稳时，其下钻速度的调整精度、调节系统的稳定性以及过渡过程动态品质方面的指标都要定性以及过渡过程动态品质方面的指标都要求不高，因此采用比较简单的闭环调节系统求不高，因此采用比较简单的闭环调节系统即可满足钻井工艺的要求。通过调节激磁线即可满足钻井工艺的要求。通过调节激磁线圈的直流电流，便可调节刹车的制动扭矩，圈的直流电流，便可调节刹车的制动扭矩，从而改变钻具的下放速度。从而改变钻具的下放速度。 电源柜的交流电源进线采用三相四线制或三相五线制，采电源柜的交流电源进线采用三相四线制或三相五线制，采用三相四线制时，其电缆规格不宜小于用三相四线制时，其电缆规格不宜小于VV3x16+1x10mm,并需要另设单独的并需要另设单独的PE线（接地线），线（接地线），PE线截面不宜小于线截面不宜小于10 mm，接地电阻，接地电阻10欧，三相四线电源线分别接柜内主接线端欧，三相四线电源线分别接柜内主接线
