盘刹工作钳刹车块偏磨原因分析

雷博锋

（中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司，陕西西安 710021）

0 引言

目前部分钻井队特别是液压盘刹投产年限较长的井队，盘刹存在一个普遍问题是刹车块偏磨，由于工作钳相较安全钳参与刹车的频率高，因此该情况在工作钳刹车块上表现的较为突出，导致刹车块寿命缩短，另外由于偏磨，刹车块与刹车盘间隙较难调整，容易导致由于刹车间隙调整不到位引发事故。因此，分析出工作钳刹车块偏磨的原因并采取相应的措施是当务之急。

1 盘刹工作钳的结构

工作钳主要由常开式单作用油缸、复位弹簧、杠杆及刹车块组成，液压盘刹工作钳结构如图1 所示。

图1 液压盘刹工作钳结构

2 钻井现场刹车块偏磨常见的4 种情况

钻井现场液压盘刹车块偏磨常见有以下情况：刹车块的外侧比内侧磨损的快如图2 所示，刹车块的内侧比外侧磨损的快如图3 所示，内侧比外侧磨损的快且刹车块与刹车盘未完全贴合如图2 所示，两侧刹车块磨损程度不同如图5 所示。

图2 刹车块的外侧比内侧磨损得快

图3 刹车块的内侧比外侧磨损得快

图4 内侧比外侧磨损的快且刹车块与刹车盘未完全贴合

图5 两侧刹车块磨损程度不同

3 刹车块偏磨原因分析

3.1 钳架与刹车盘平行度不符合要求（主要见于大修绞车）

按照《液压盘刹刹车装置使用说明书》的要求，钳架与刹车盘平行度不大于±1 mm。若超标就会出现图6 所示的情况。

图6 钳架与刹车盘平行度示意

钳架与刹车盘不平行时，引起刹车块在刹车时，内侧或外侧先接触刹车盘，而不是同时接触刹车，由于先接触的一侧磨损快，随着刹车块的使用，最终导致刹车块内侧比外侧薄，或者导致刹车块外侧比内侧薄。

3.2 钳架与刹车盘对中度不符合要求（主要见于大修绞车）

按照《液压盘刹刹车装置使用说明书》的要求，钳架与刹车盘对中度不大于±1 mm。若超标就会出现图7 所示的情况。

图7 钳架与刹车盘对中度示意

钳架与刹车盘不对中，钳架可能偏左或者偏右。如果钳架偏左，工作钳在刹车时，右侧的刹车块先接触到刹车盘，左侧刹车块利用刹车钳油缸的自动补偿作用，后接触到刹车盘，反之亦然。随着长时间的频繁刹车，先接触的一边刹车块磨损速度较另一边快。另外，按照规定工作钳刹车块与刹车盘之间的间隙为1.0～1.5 mm，在偏差较大且工作钳在松刹状态时，一边刹车块仍与刹车盘有轻微的接触。综上所述，是左右刹车块磨损速度不同的主要原因。

3.3 工作钳销轴卡滞或磨损

目前钻井队使用的盘刹销轴润滑方式有两种：一种是定期加注润滑脂；另一种是免润滑，与销轴接触部位的轴套依靠石墨润滑。对于第一种，如果长期润滑不到位，就会造成工作钳在刹车时，部件转动不灵活，加剧了销轴的磨损。另外，长时间的使用，即使润滑到位，销轴也有不同程度的磨损，同样影响部件的灵活转动，甚至造成销轴断裂。对于工作钳刹车块偏磨影响较大的就是图1 所示的销轴Ⅰ，销轴Ⅰ是连接杠杆与钳体的销轴，如果销轴Ⅰ卡滞或磨损，将会使刹车块与刹车盘不能平行的接触，形成夹角，导致刹车块偏磨。

3.4 滚筒轴支撑轴承间隙过大

随着绞车的使用时间增加，滚筒轴两端的支撑轴承调心滚子轴承磨损，间隙增大，当负荷较大，快绳缠到滚筒一端时，滚筒被大绳“拉起”，以另一端轴承为圆心往上轻微旋转一定角度，相应刹车盘随着滚筒轴也偏斜一定角度，此时钳架与刹车盘不平行，因此就会导致刹车块偏磨。

4 刹车块偏磨的防范措施

4.1 新刹车块贴磨

下放油车，刹车油压在3 MPa 以下，缓慢拉动刹把，使刹车块与刹车盘反复多次进行贴磨，直至新刹车块与刹车盘的接触面积达到75%以上，方可正常使用。

4.2 大修绞车盘刹检验

多数绞车之前使用较好，在送修机修厂更换刹车盘后，出现刹车块偏磨的情况，主要原因就是在安装刹车盘与钳架时，未严格按照装配尺寸执行，使刹车盘与钳架的平行度与对中度不达标，导致刹车块偏磨。因此，建议机修公司在更换刹车盘时，必须做好相关装配尺寸的检验，不合格的坚决不出厂。

4.3 盘刹的保养与易损件更换工作

钻井队必须做好以下3个方面的工作，防止刹车块的偏磨。

4.3.1 润滑

对于非免润滑的销轴必须定期加注润滑脂，在加注时，要将旧润滑脂挤出为止。对于无法加入润滑脂的，要及时将销轴拆掉对油道进行清洗。

4.3.2 清洁

长时间的使用，刹车块磨损产生的粉尘落到刹车钳上，若不及时清理，将会进入到销轴内，加剧销轴的磨损，最终导致刹车块的偏磨。

4.3.3 易损件更换

严格按照说明书的要求，对刹车钳上的易损件达到使用周期后，要及时更换。如刹车钳销轴必须在使用满3 年时进行更换。除了正常更换外，对于销轴的异常磨损要及时检查判断，发现销轴磨损超标立即更换，严禁凑合使用。

4.3.4 绞车维修

对于已达到大修周期的绞车及时送修。在装备滚筒轴轴承时，严格按照装配要求调整好轴承间隙，防止间隙过大。另外钻井队在上提时，严禁超过额定提升负荷，防止对绞车滚筒轴承造成损坏。

5 结束语

钻井队盘刹工作钳刹车块偏磨情况较为突出，根据现场钻井队使用情况及对盘刹结构的研究，分析刹车块偏磨的原因，并提出刹车块偏磨的防范措施，提高石油钻机盘式刹车块使用寿命。