石油钻机电磁刹车的故障分析与处理

李佳

摘要：电磁刹车是使用在海洋及陆地石油钻井的一种新型辅助刹车。它利用电磁感应原理进行无磨损制动。电磁刹车具有力矩大、不易损件，使用寿命长，操作维护简单等优点。在石油钻机上使用电磁涡流刹车是提高钻井效率、节约钻井成本的一种有效控制方式。本文主要对电磁刹车的主要故障和电磁刹车的故障处理进行了阐述，以供参考。

关键词：电磁刹车;故障分析;提高效率

Abstract： Electromagnetic brake is a new type of auxiliary brake used in offshore and terrestrial oil drilling. It uses the principle of electromagnetic induction for wear-free braking. Electromagnetic brake has many advantages， such as large torque， not easy to damage parts， long service life， simple operation and maintenance， etc. Equipped with electromagnetic eddy current brake on oil drilling rig is an effective control to improve drilling efficiency and save drilling cost. This paper mainly expounds the main faults of electromagnetic brake and the treatment of the faults of electromagnetic brake for reference.

Key words： electromagnetic brake fault analysis to improve efficiency

電磁刹车是一种无机械摩擦的钻机辅助刹车，它利用电磁感应原理，将直流电通入电磁刹车的定子线圈，产生恒定磁场，在绞车下放重物时，电磁刹车的转子切割定子磁场的磁力线，从而产生感应电势、电涡流和制动转矩，这时司钻人员可用司钻开关调节电磁刹车励磁电流的大小，从而灵活地控制刹车的制动转矩、控制下钻的速度快慢来完成整个下钻作业。电磁刹车无摩擦、使用简便、维护工作量小，低速仍有较大制动转矩，是石油钻机理想的辅助刹车。

1电磁刹车工作原理

电磁刹车是使用在海洋及陆地石油钻井的一种新型辅助刹车。它利用电磁感应原理进行无磨损制动。电磁刹车具有力矩大、不易损件，使用寿命长，操作维护简单等优点。使用电磁刹车可大大减少主刹车的磨损，延长刹车毂的使用寿命，减轻司钻人员的劳动强度。下钻时通过改变磁电流即可调节制动力矩，控制下钻速度。它克服了水刹车在低速时制动力矩低的缺点，并且具有在任何下钻载荷下任意调节下钻速度的优点。绞车与电磁刹车之间通过牙嵌离合器连接，电磁刹车配合主刹车使每个立柱平稳下放至转盘面，故而大大地减轻了刹车盘及刹车块的磨损。在石油钻机上使用电磁涡流刹车是提高钻井效率、节约钻井成本的一种有效控制方式。

2电磁刹车的主要故障分析

2.1机械故障

2.1.1刹车零部件松动或调整不到位导致刹车故障

如果电磁刹车的零部件松动，或者机械部件调整不到位，造成制动力矩过小，刹车失灵。铁芯和电磁铁如果长期处在不规范的拍合过程中， 电磁铁上的衔铁和铁芯吸合的接触面就会形成了一个凹面或斜面，致使衔铁和铁芯吸合就不能完全接触，造成制动瓦不能完全打开。2.1.2刹车零部件损坏导致刹车故障

电磁刹车的电磁铁芯上有一个钢丝做的闭合环，如果闭合环断裂会造成恒定的电磁场紊乱，影响铁芯和衔铁吸合造成刹车失灵。机械部件都有一定的使用时限， 电磁刹车的零部件使用一段时间后不可避免的会被磨损和损坏，都会造成刹车故障。电磁刹车中的转轴生锈或歪斜等原因会导致杠杆系统中机械部分被卡住，影响电磁刹车开启和闭合，从而产生刹车故障。

2.2电气故障

对于电磁线圈故障是指：线圈断路、线圈短路或烧毁、线圈绝缘损坏、线圈接线端子接触不良等。电磁线圈故障导致的刹车失灵主要表现在以下几个方面：① 电源正常，衔铁吸合不上。故障原因大多为机械部分卡阻或线圈损坏;② 由于线圈接线端子接触不良而造成得线圈开路;③ 电源电压太低，会造成衔铁吸合不上，线圈回路中的电抗值太小，致使电流过大会烧毁电磁线圈; ④电源电压与线圈的额定电压不符会导致线圈发热严重，如果电磁线圈受潮，绝缘就会受到影响或漏磁，就会冒烟，线圈匝间发生短路。

3电磁刹车的故障处理

3.1机械故障处理

在对电磁刹车故障处理中，对于没有对电磁刹车调整好所发生的故障，在进行处理中需要安装规范进行调整好就可以。另外在对于电磁刹车如果是因为机械零件损坏导致的故障，需要对损坏的部件进行及时维修，从而更好的保证电磁刹车正常使用。

3.2电气故障处理

想排除电气故障，万用表、绝缘电阻表一定必不可少。使用万用表判断哪里短路、断路，零部件损坏及电压问题等。如果是电压原因造成的线圈故障，检修时可调整电压至正常值，烘干线圈使线圈发热去潮，对于电磁铁有剩磁的故障，可以采用高温退磁的方法。同时充分结合6RA70可控硅直流调速装置故障代码分析故障原因，针对相应问题调整修理或者更换零部件。

4使用电磁刹车的几点注意事项

（1）对于风冷式电磁刹车，平时一定要注意风机的使用，保证风机风量足够，检查进风口是否污堵，否则容易导致电磁线圈过热烧坏。风冷式电磁刹车安装风压报警装置，当风机出现故障后能断掉电源保护电磁刹车。对于DS系列水冷型电磁涡流刹车，最高进水温度为42℃，最高出水温度为72℃，必须保证相应水温低于最高值;同时平时一定要注意冷却水泵的使用，保证冷却水水量充足，如果水量小冷却不充分容易导致电磁线圈过热烧坏。水冷型电磁涡流刹车安装水压检测开关，当冷却水泵出现故障水量不足后能断掉电源保护电磁刹车。

（2）电磁刹车是辅助刹车，严禁长时间使用及钻进时使用。有的井队打钻时长期使用电磁刹车，电磁线圈长时间大电流工作，容易导致线圈过热，绝缘下降，严重的会造成线圈接地或者烧断，从而导致电磁刹车损坏。

（3）加强电磁涡流刹车机械部分的保养，电磁涡流刹车每运行24小时两侧板上的各黄油嘴注入润滑脂50克;牙嵌或者齿套经常涂抹润滑脂，保证活动灵活可靠等。

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（作者单位：中石化西南石油工程有限公司重庆钻井分公司）