环球快看：“铁人”手上的刹把哪儿去了

2022-09-08 17:06:58 来源：科普中国

在“铁人”王进喜纪念馆的门口，矗立着一尊高大的“铁人”王进喜雕像。雕像中王进喜站立着，右手握刹把，眼睛平视。在现代钻机中，这种刹把已经消失不见，那么刹把到底去哪里了呢？

刹把是钻机绞车带式刹车主刹车的组成部分，用来操作和控制作为主刹车的带式刹车装置。与汽车上的刹车关系到汽车和车内人员安全一样，钻机绞车刹车系统是钻机的关键要害装置，一旦刹车失灵或操作不当将会出现上顶天车、下砸转盘，顿钻、溜钻的严重事故，可以说刹车系统性能和操作的好坏直接关系到人、油井和钻机的安全，也就是人们常说的“司钻手中三条命”。与操控汽车的人称为“司机”一样，操控刹把的人被称为“司钻”，可见刹把和司钻的重要性，当年的“铁人”正是钻井队的队长和司钻，所以手握刹把也成为“铁人”的形象代表。刹车系统的具体功能是什么呢？具体来讲，刹车系统是用来控制钻机绞车滚筒的，在起下钻时，刹慢或刹住绞车滚筒，控制钻柱下放和上提速度，悬持井下钻具；在正常钻进时，控制绞车滚筒的转动，调节加在钻头上的钻柱重量（又称钻压），送进井下钻具（又称送钻）。

(资料图片仅供参考)

液压盘式刹车出现之前，钻机绞车的主刹车一般为带式刹车，带式刹车主要由刹把、杠杆、刹带、刹车毂、平衡梁、调整螺钉等组成。刹车时，操作刹把，通过刹把轴转动杠杆，通过杠杆上的双曲拐拉拽两根刹带活动端，使两刹带抱住刹车毂，此时，刹车带上的刹车块与刹车毂之间摩擦产生制动力矩，刹住转动的滚筒。平衡梁用来均匀左右刹带松紧程度，以保证受力均匀。气缸为辅助刹车气缸，起到省力的作用。但带式刹车具有操作费力，刹车力矩小，控制精度低，易磨损失灵，站立操作，不易实现自动控制等固有的缺陷。

带式刹车装置

自1986年钻机液压盘式刹车出现以来，因液压盘式刹车不仅具有制动力矩容量大、维修保养简单、使用寿命长、易于实现自动控制等优点，而且去掉了大的刹把，换成了小小的操作手柄放置在司钻椅的扶手上，司钻可以在司钻房的司钻椅上坐下来轻松操作，大大改善了工人的工作环境，降低了劳动强度，从而快速取代带式刹车得到推广应用。

钻机液压盘式刹车主要由制动执行机构、液压站和操控台三部分组成。制动执行机构由刹车钳、刹车盘和钳架组成；刹车钳为主机提供大小可调节的工作制动力矩，是刹车指令的主要“执行者”，刹车钳包括安全钳和工作钳；工作钳采用浮动油缸杠杆式常开钳，外置圆柱弹簧复位，主要用于送钻、起下钻和防碰天车刹车；安全钳采用浮动油缸杠杆式常闭钳，油缸内置碟形弹簧组，主要用于驻车、防碰天车刹车。操控台包括安装在司钻扶手上的制动手柄和驻车按钮。液压站为制动执行机构提供液压动力，为了适应油田野外工作环境，液压站采用内外箱结构，内部油路采用集成块，使整体结构紧凑、检修方便，油箱配置有加热和冷却装置，以适应寒冷季节或炎热夏季天气的变化，液压站内配置了蓄能器，在停电等意外事故发生时，仍能活动钻具5至7次。

液压盘式刹车系统

随着盘式刹车与电子技术和自动控制技术的结合，司钻的工作环境发生了天翻地覆的变化。以前，不管刮风下雨还是白天黑夜，司钻都需要露天站立手握刹把，工作环境较差；操作台也只是由简单的开关按钮和指重表组成，要凭司钻手上的“触感”进行操作，司钻的操作经验丰富与否往往起到了很大作用。

从前的司钻操作台

现在已经很少见到露天的司钻操作台，司钻操作台已经放到了装有空调的司钻房中，操作台上简单的仪表，已经被多参数仪表和工业计算机所取代。在司钻房中通过安放在各处的摄像头可以看到钻机各部件的运行情况，通过安放在各设备上的传感器随时监控各设备的工作情况，通过控制软件可以实现自动送钻、上防碰下防砸、监测井下工作状况和事故预警。从中可以看到技术进步给钻井工人工作环境带来的变化，钻井工人也可以像城市白领一样，坐在有空调的司钻房中的计算机前，手握小小的刹车手柄操控整套钻机了。

现代化的司钻操作台

作者：马青芳

关键词：带式刹车盘式刹车刹车系统