浅析新型双管路制动系统在修井机上的设计和应用

2021-06-11刘喆

科学与信息化 2021年15期

刘喆

四机公司装备集成厂湖北荆州 434024

修井机是油田用于油、气井修理作业的专业设备。常规修井机为自走式修井机。外形尺寸大，重量重。小型修井机重量约40吨，中、大型修井机重量为70多吨。修井机采用双管路制动系统，具有制动平稳、快捷的优势。

1 双管路气压制动系统的现状

现使用的常规双管路气压制动系统为前桥制动和后桥制动各自为单独的制动系统。当一条管路发生故障，另一条仍能继续起作用。前后制动系统均采用了继动阀。继动阀的作用是缩短因管路太长引起的制动起作用滞后时间。其原理是通过制动总泵给继动阀一个信号(气压信号) 打开继动阀，然后由储气筒直接通过继动阀供气给制动分泵[1]。主制动时，脚踏板经过杠杆机构，操纵双腔制动阀，分别控制前桥制动器和后桥制动器，经机械传动控制各自的车轮制动器。手制动，为独立的断气制动。控制后桥组合制动气室的弹簧制动腔。手制动可以实现驻车制动和紧急制动。当弹簧制动腔的气压低于4.5bar时，弹簧制动气室的气压不足以压缩弹簧，弹簧腔动作，车轮制动。在常规的双管路系统中，前桥制动管路，后桥制动管路，手制动管路为各自独立的系统。双腔制动的前腔和后腔也是分别单独控制修井机的后桥制动和前桥制动。

2 新型双管路系统分析

在四机公司加拿大XJ250S修井机上，使用了国际通用的典型的双管路系统，如下图：

图1 双管路系统

发动机驱动的空气压缩机（以下简称空压机）将压缩空气首先输入湿储气罐，压缩空气在湿储气罐内冷却并进行油水分离之后，分成两个回路：一个回路进入主储气罐10，另一个回路进入次储气罐6，双腔制动阀2的上腔控制后桥继动阀6，来指挥后桥组合制动气室的前桥，供气制动。双腔制动阀2的下腔同时可控制前桥继动阀和后桥继动阀。双腔制动阀2的上下腔在控制后桥继动阀前，用梭阀隔开。当其中一个管路发生故障失效时，另一个回路仍能继续工作，同时梭阀动作，保证制动回路气压不损失，以维持汽车具有一定的制动能力，从而提高了汽车行驶的安全性[2]。

双腔制动阀通过制动踏板来操纵。不制动时，前、后制动气室分别经制动阀和继动阀与大气相通，而与来自储气罐的压缩空气隔绝，因此所有车轮制动器均不制动。当驾驶员踩下制动踏板时，制动阀首先切断各制动气室与大气的通道，并接通与压缩空气的通道，于是两个主储气罐便各自独立地经继动阀向前，后制动气室供气，促动前，后制动器产生制动。

双管路气压制动系统，并带排气紧急制动和弹簧储能驻车制动装置。在此管路中，手制动阀1和弹簧制动阀7组合动作。行车时，按下手制动阀1数秒，手制动阀1会由于弹簧制动阀7的动作而被锁定并向后桥差动式继动阀12供气，进入组合弹簧制动气室的弹簧制动腔，解除刹车。当气压低于60psi时，手制动阀制动弹起，实现紧急制动或驻车制动。

在后桥制动系统中，采用了继动阀和差动式继动阀组合使用的配置。差动式继动阀上设有防混合控制口，与继动阀的工作口相连。当继动阀动作，组合弹簧制动气室的膜片腔动作时，防混合口阻止差动式继动阀控制口进气，以阻止组合弹簧气室同时动作而导致刹车装置损坏，反之亦然。

3 新型双管路气压制动系统的优势

新型双管路系统与常规双管路系统相比，常规双管路系统的双腔制动阀的前后腔只能单独控制修井机的前桥和后桥。而新双管路系统双腔制动阀上下腔可同时控制修井机的前后桥。在两管路之间用梭阀隔开，保证了两管路控制的独立型。在手制动系统中，手制动阀为自动回位阀，和弹簧制动阀组合使用，当气压低于60psi时，自动弹起，提高了修井机在行驶时的安全性。同时采用组合式继动阀，增加防混合控制口，防止了手制动和脚制动的同时动作对刹车系统产生的破坏。同时，满足了修井机在不同速度时的制动距离，增加了修井机行驶的安全性和平稳性[3]。