电液控制技术在钻机设备的应用及发展前景展望

金喜顺

（中海油田服务股份有限公司，天津 300450）

电液控制技术在钻机设备的应用及发展前景展望

金喜顺

（中海油田服务股份有限公司，天津 300450）

为了能充分扩大电液控制技术在钻机设备上的应用，突出电液控制的技术优势，使钻机设备的整体性能有飞跃式的提高，本文通过电液控制系统在石油钻机设备上五个部件的应用和改进，来介绍电液控制系统在钻机设备上的应用前景与实际情况。电液控制技术在钻机设备上的应用，一方面提高了钻机设备在控制方面的性能，同时也减少了钻机设备对人工的依赖程度；另外，电液控制系统的应用进一步的提高了钻机设备在运行时的安全系数，增加了运行时的可靠性。

钻机设备；应用 前景；展望

一、电液控制技术的发展及其优势

电液控制技术是一种电液转换的先进技术，这种技术主要是将一种微小的电信号，通过一套途径转换为较大的液压输出信号。电液控制伺服技术和电液控制比例技术是电液控制技术在机械应用设备上，应用最广泛的应用程序。电液控制技术是液压控制技术和电控技术的一次完美结合，电液控制技术将电信号容易转换为数字化的信号，且控制准确的优点发挥到了最大。电液控制技术已经为机械设备的传动实现自动化和智能化铺好了道路。国外的电液控制的技术的发展和现状。在国外，20世纪40年代开始重点研究电液控制伺服技术，并于20世纪70年代投入批量生产，开始用于大规模的工业应用。目前国外已经开发出一套完备的各种品种、各种规格的电液控制伺服技术产品。现阶段，国外已经具备了综合成型的液压控制工程技术。我国电液控制的技术发展和现状。电液控制伺服技术和电液控制比例技术在我国的发展水平远远落后于国外的技术水平。目前的差距主要体现在以下几个方面：1主导产品的缺乏；2现阶段生产的产品规格不确定性太多，没有一个统一的型号规格。例如电液控制技术在钻机上的应用我国就落后国外近20年，这种技术在钻机设备的应用，在我国近几年才开始应用。下面就电液控制技术在钻机设备上的应用进行实际情况的探讨。

二、电液控制技术在钻机设备上的应用控制

1电液控制技术在钻机液压猫头处的应用控制

液压猫头控制技术的应用是电液控制技术在钻机设备上的最早应用，而且获得了成功。电液控制技术在液压猫头上的应用原理，主要是运用变频电机在新型驱动装置上的应用，及电——气——液一体化的技术成功应用，这样就极大的改进了钻机作业中的自动化程度，但是与此同时，也对控制房的设计提出了更严格的标准要求，标准要求所有的液压常规设备，均经设计更改变为电液控制的技术。没有应用电液控制技术前，液压猫头的控制方式仅仅是通过手动的方式将多路阀门切换到电液换向阀门的位置，并用开关给电的方式进行控制作业；应用了电液控制技术后，钻机设备上，先后开发出猫头拉力系统和液压猫头的控制比例系统。这两种设备系统的开发，极大的提高了钻机设备在液压猫头处的灵活性，实现了液压猫头的速度与拉力的双设备比例控制。通过电液控制技术的加持，液压猫头在钻机设备的应用上，更加得心应手，在很大程度上提高了液压猫头的使用效率。给钻机设备的开采工作带来了便利。

2电液控制技术在钻机液压盘刹装置处的应用控制

现在钻机设备使用液压盘刹已经有十多年的历史了，在没有应用电液控制技术前，盘刹装置的控制方式均采用气液联控的方式来控制，这种控制方式安全可靠，但是也存在其不足之处，例如盘刹设备本身不会实现断电刹车这一功能，很难和电气控制系统联合起来实现控制功能，其控制性能的物理曲线还不具备控制调节能力。应用电液控制技术后，盘刹装置，采用了电——气——液的联合控制调节形式，从而实现了盘车刹车的电液控制中的比例控制操作。简化了控制管路的铺设，大大降低了现场铺设管路的人工工作量。在钻机设备的盘刹上利用电液控制技术，进行优化，会使盘刹的性能得到提升，增加了钻机设备的安全系数，降低了盘刹系统的安全风险。液压盘刹控制系统，主要分为三个部分，分别为气控阀门组合、液压阀门组合和电控单元组成。

3电液控制技术在钻机自升式套装井架起升装置处的应用控制

套装井架分段起升主要是由于钻机设备的自升式套装井架起升装置。应用电液控制技术后，该起升装置应用两个液压马达同步进行控制操作，这个系统的特征主要体现在输出反应的快速，准确和灵活。这三种特性有效的避免了井架提升的提升不畅现象，很好的提高了井架的工作效率。

4电液控制技术在钻机盘刹自动送钻装置处的应用控制

作为近年来石油行业在钻井技术的热门研究创新点之一，盘式刹车自动钻井装置，在电液控制的技术应用上也走在了前列，它是通过比例电液控制的原理实现了调节刹车油缸，控制了叉车力矩，最终来实现控制钻压的目标。现在也有盘刹自动送钻专门采用智能控制。以PLC为主要控制源，对电液系统进行控制，从而实现自动送钻的操作。

5 电液控制技术在钻机钻机移动装置处的应用控制

钻机设备的移动装置作为钻机的执行动力源，该装置是以棘爪机构操作，作为终极操作步骤的。该装置的控制系统由五部分组成，这五个组成部分分别为控制器部分、检测装置部分、同步补偿部分、手动多路阀门部分和连接附件部分等。他们的存在会使钻机的性能进一步得到提升。

三、电液控制技术在钻机设备上的发展前景展望

1大力开发普及钻井作业的周边辅助机械设备。让电液控制技术在钻井设备中的应用范围进一步扩大。只有电液控制技术的全面应用于钻机设备的升级中，才能最大程度的发挥出电液控制技术的优势。

2充分发挥电液控制系统在机械设备上的应用优势，利用电液控制技术开发专属的石油钻井设备装置。专门应用于使用钻井施工中的电控液压技术，会针对石油钻井的施工特点来进行单独设计，会更好的服务于石油开采施工。

3为电液控制系统选配合适的，性能优质的控制器，可以降低电液控制系统的成本，提高电液控制系统的性能。优质的控制器是一种生产安全的保障。

4为了保证电液控制系统的安全，建议开发一套电液控制系统的监督体系。

5 为电液控制系统引入国外先进的负荷载传感控制体系，这样可以起到节约能量的作用。

6 提高现场外界先进设备的引进力度，完善电液控制体系的完整度。

［1］牛世胜，梁崇山.液压支架电液控制技术及改造实例［J］.矿业装备， 2010.

TE922

A