图1-4 绞车自动送钻系统
浙江大学[8]对双卷筒海洋拖曳绞车液压调速及节能系统进行了研究,该类型的拖曳绞车采用的单泵多马达液压系统在调速过程中不同卷筒之间会发生压力耦合。提高系统能源利用率,和降低每个子系统因为压力耦合产生影响,对于拖曳绞车液压调速及节能系统的研究有重大意义。文章中不仅分析了该系统的调速性能,也对应用于该系统的负载敏感系统与压力适应系统的控制方案进行了研究。图1-5为其速度控制系统图,该系统可以同时完成两个拖体的收放,其中,定量泵1提供的油通过比例调节阀3可以保证子系统1和子系统2的压力需求。
图1-5 双卷筒海洋拖曳绞车速度控制系统图
1-吸油滤油器;2-定量泵;3-比例溢流阀;4-压力补偿器(I);5-比例方向阀(I);
6-梭阀;7-压力补偿器(II);8-单向阀;9-液压马达;10-压力补偿器(III);
11-比例方向阀(II);12-梭阀;13-压力补偿器(IV);14-单向阀;15-液压马达II
图1-6 新型调度绞车自动排绳器结构图
1-滚筒;2-钢丝绳;3-导绳轮;4-螺旋结构;5-减速器;6-绞车电机
根据调度绞车使用过程中常出现的排绳杂乱、挤绳、垛绳、压绳等现象,及磨损、强度下降、侧向拉力、使用寿命下降等问题,刘鹏飞、陈建强、张建[9]研究了一种新型绞车自动排绳装置,该装置由输入齿轮、减速器、离合器、螺旋结构部分、导绳轮部分和底座部分组成。新型调度绞车排绳器的主要原理是左右旋交错螺纹的双旋螺杆带动的导绳轮往复移动,如图1-6所示,其工作原理为:在调度绞车滚筒侧面加装外齿齿圈带动变速器的输入齿轮转动,变速箱的输出轴带动螺旋结构,螺旋结构带动导向轮左右往复移动。
中国矿业大学[10]对采用电液控制系统的绞车进行了联合仿真。主要是应用AMESim软件进行建模,然后用模糊控制工具箱和MATLAB中的Simulink模块设计其控制系统,最后用Simulink与AMESim的接口进行联合仿真分析。该研究表明液压绞车闭式系统的模糊PID控制器能较大地提高系统的动态特性。
中交一航局第二工程有限公司[11]基于液压牙嵌式离合器结构原理对离合器进行了改进、维护保养和故障检修,使绞车更加可靠、平稳和安全。牙嵌式离合器的结构简单,牙的形式有三角形、螺旋形、梯形、矩形和锯齿形等。同时嵌合的牙数较多,能传递的转矩较大,故而适用范围广。这种离合器整体尺寸小,并且接合后主从动轴不发生相对滑动,所以一般情况下传动比不变,但接合的瞬间产生的冲击使得该离合器仅适用于较小转速差或静止时的接合,否则牙齿可能因为撞击而变形或失效,因此这种离合器一般适用于低速机械的传动轴系。
太原理工大学[12]研究了一种集排绳、制动和牵引机构于一体的自动排绳液压绞车,该绞车的转度可以通过液压控制系统及载荷的大小而实时调整,减少了绞车在牵引过程中断绳、咬绳和乱绳等情况的发生,极大减轻了工人的劳动强度和提高了煤矿的生产效率。
大庆石油学院[13]对作业绞车液压传动系统进行了设计与分析。该作业绞车的作用是提升和下放采油试验井。该文章介绍了绞车液压传动技术在船舶机械、工程机械、石油机械等领域上的发展,还对绞车的各种驱动方式进行了比较,最终确定液压驱动为该绞车的驱动方案;详细分析了该系统的基本构成与动静态特性,即马达控制特性和变量泵调节特性。
因为现有绞车和并车传动箱不能在原有试验台上进行出厂检验,所以为了保障钻井安全,提高修理质量,川庆钻探工程有限公司[14]研制了一种对并车传动箱和液压盘式刹车绞车进行试验的装置。图1-7为其液压管线连接示意图,主要由液压站、操作台和制动执行机构组成。该绞车的刹车装置主要由2个常闭的安全钳和4个常开的工作钳组成,常闭的安全钳关闭时,该绞车的试验无法进行,故而也就无法全面地实现该绞车的试车,特别是对刹车装置上重要零部件的试验也不能进行。为此,作者设计了一套专用刹车装置,该装置由压力表、管路控制阀组件、驻车阀组件、刹车阀组件等组成,它的控制可以通过操作台实现,这套装置能够模拟工人在工作中出现的各种工况,从而完成了绞车的全面试验,有效地发现和解决问题。