在極端工況下,鉆井系統上的動力總成必須高度可靠,尤其是在作業過程中提放鉆井鋼絲繩的絞車。有一家全球領先的鉆井系統制造商主動聯系Stromag,希望為其定制一款IBV電磁渦流制動器,滿足苛刻的絞車參數要求。
無摩擦制動的應用
鉆井系統上的絞車由大型絞車滾筒、制動器和動力源組成,可根據需要提升或下放鉆井鋼絲繩,常用于深井鉆進時鉆桿的輔助安裝。在安裝新鉆桿過程中,系統內置制動器可在動態工況下,停止鉆井鋼絲繩移動,同時借助摩擦制動器將其在頂部位置固定,隨后受控釋放制動器,繼續鉆井過程。剎停系統鉆井需要輸出巨大的制動力。另外,更大的挑戰在于絞車制動可能頻繁發生,在某些情況下每180秒就需要制動一次。因此,單憑摩擦進行制動會導致摩擦片磨損加快,從而大幅縮短其使用壽命。
對于此類制動工況,無摩擦制動解決方案是唯一的選擇。電磁渦流制動器使用電磁機構代替摩擦,在提供巨大制動力的同時,滿足這一工況對耐用性的要求。該制動器通過內部環繞磁芯的固定電磁線圈來產生磁通量,進而在旋轉的外轉子中引發渦流,利用其額外的齒桿放大制動效果。由此產生的電磁渦流對外轉子形成阻力,從而提供制動并以熱能形式將能量釋放。這樣就能可靠重復地產生強大的制動力。
用戶化定制渦流制動器
Stromag通過一款定制渦流制動器來滿足用戶定制鉆機的參數要求。
一家全球領先的鉆井系統制造商主動聯系Stromag(奧創動力旗下的一個領先品牌),希望為其打造一款定制渦流制動器,滿足其定制鉆機的參數要求。該制動器不僅外形尺寸大,還要求同時能在石油、天然氣以及地熱能行業常見的北極和沙漠工況下長期可靠地運行。
Stromag離合器和制動器產品專家Michael Frank解釋道:“我們是重型制動技術領域的全球領導者。我們的標準渦流制動器IBV規格多樣。經過與鉆井系統制造商的設計和工程團隊深入溝通,并結合之前設計小型IBV 110的經驗,我們清楚地認識到需要研發一種全新的IBV制動器來滿足大型設備的要求。最后,我們開發了一款ATEX認證的6.5噸IBV 130渦流制動器,制動力高達約70000 Nm,完美滿足客戶的參數要求?!?/p>
氣冷式設計
IBV制動器的一大優勢在于它的冷卻方式是氣冷。在某些鉆井工況下,相對于水冷式渦流制動器,這種設計可大幅降低維護要求。從而降低了不可預見的制動器維護成本和鉆進時間的損失。
“水冷渦流制動器有許多可靠性問題,”Michael繼續說道?!敖g車制動系統內部的冷卻水必須通過額外設備來制備,尤其是在寒冷的北極或炎熱的沙漠環境中。這些額外的冷卻水制備設備增加了維護需求。與此同時,冷卻水本身也有易于引起內部腐蝕風險,會大幅縮短制動器的使用壽命?!?/p>
Stromag設計的定制IBV可滿足客戶提供的冷卻風扇規定的氣流要求,從而在系統運行時優化冷卻工況。
全球制動專家
“作為制動器OEM領域的領導者,除了提供全球工程設計能力來生產定制化IBV外,我們還可在當地快速配送備件,這意味著客戶可視情況更輕松地現場維修IBV制動器?!盡ichael補充道。
“我們強大的能力是我們滿足苛刻的可靠性和性能要求的重要保障。對于鉆井系統制造商而言,這意味著我們可以根據確切的規格要求來交付定制解決方案,幫助確保鉆井正常運行時間不受影響?!?/p>