风冷系列电磁涡流刹车
ZJ70钻机绞车毕业设计 (1)
西南石油大学《石油设备与工具方案设计课程设计》题目名称：JC70D2钻井绞车学生姓名：**学生学号**********专业年级：机械工程及自动化2009（矿机）指导教师：钟功祥、何畏评阅教师：钟功祥、何畏完成日期：2013.1.111选题目的和意义从国内外石油钻井的现状及发展趋势和研究方向来看，为了适应浅海、海滩、沙漠和丘陵等不同地带油气藏的勘探和开发，美国、德国、法国、意大利、加拿大、墨西哥和罗马尼亚等国先后开发了各种类型的石油钻机。
其中美国的钻机技术和销售业绩在世界上稳居首位，所以与国际技术接轨，实际上是与以美国为代表的钻机技术及API规范接轨。
就我国目前普遍使用的机械驱动钻机而言，美国在20世纪60年代已经成熟，到70年代得到迅速发展。
近年来，国外钻机在传动方式和结构形式方面的改进发展很快，交流变频电驱动已经广泛使用，以及绞车无级调速和新型的刹车系统的设计和改进有着突飞猛进的发展。
我国目前的深井是塔里木塔河油田的塔深（井深8408米2006年）其被誉为亚洲第一深井，而美国早在1974年在世界上最深的地质井深12226米。
这些惊人的数字都是离不开钻机绞车这一重要设备的。
石油钻机在规模上有两极发展的趋势，即深井钻机大型化和轻便钻机小型化。
2国内外研究现状分析国内外钻机绞车在传动方式和结构形式方面的改进发展很快，交流变频电驱动、步进电机已经广泛使用，以及绞车无级调速和新型的刹车系统的设计和改进有着突飞猛进的发展。
深井钻机趋向大型化，钻深能力已达15000m，最大钩载达12500 kN。
为了提高起升工作效率，绞车功率趋向于提高。
一般大型绞车由4台大扭矩的直流电动机驱动，采用强制水冷盘式刹车，起升钢丝绳直径50mm。
钻井泵单台最大功率1618 kW，最高压力52.7 MPa。
原苏联、罗马尼亚的钻机系列中，绞车输人功率最大1838 kW。
通过对绞车的转动原理、电机的选择、主滚筒的力性能核算、刹车系统的改进使得ZJ70钻机绞车整体得到了良好的改进与优化3总体设计方案3.1. JC70D2绞车概述JC-70D2绞车传动是ZJ70D系列钻机的传动系统之一，它不但担负钻机起下钻具和下套管及上卸扣, 还担负着钻头钻进过程中控制钻压、处理事故，以及提取岩芯筒，试油等作业。
钻机参数
描述
型号
ZJ40/2250L
生产厂家
机修公司
名义钻深范围
2500~4000m(4 1/2”钻杆)
最大钩载
2250kN
绞车额定功率
735kW
绞车档数
4正2倒
游动系统结构
5×6
钻井钢丝绳直径
32mm
提升系统滑轮外径
1120mm
水龙头中心管通径
75mm
转盘开口名义直径
520mm
转盘档数
4正2倒
泥浆泵台数×功率
传动方式
AC-SCR-AC传动
控制方式
一对一控制
柴油发电机组台数×输出功率
2×1000kW
1×1000kW，12V190柴油机×2
交流变频电动机台数及功率
5台×500kW
1台×500kW
泥浆罐有效容积
220m3
高压管汇
35MPa
名称
描述
型号
ZJ32J-S1
生产厂家
胜利石油管理局黄河钻井机修公司
名义钻井深度
绞车最大输入功率
500kW
绞车档数
4档无级调速
提升系统最大绳数
10根(5×6结构)
钻井钢丝绳直径
29mm
水龙头中心管通径
76mm
转盘开口名义直径
700mm (27 1/2”)
泥浆泵台数×功率
1台×956kW1台×588kW
井架型式及有效高度
前开口K型,41m
底座型式
箱式
钻台高度
5m
净空高度
3.77m
75mm
转盘开口名义直径
952.2mm (37 1/2”)
泥浆泵台数×功率
风力发电机电磁刹车原理
风力发电机电磁刹车原理一、引言随着环保意识的不断提高，风力发电作为一种可再生能源被广泛应用。
在风力发电机中，电磁刹车是一项重要的安全装置，用于控制发电机的运行和停止。
本文将介绍风力发电机电磁刹车的原理及其作用。
二、风力发电机的工作原理风力发电机是将风能转化为电能的装置。
当风通过风轮时，风轮叶片受到风压力的作用，开始旋转。
旋转的风轮通过传动装置带动发电机转子旋转，使发电机产生电能。
然而，为了安全控制发电机的运行和停止，需要使用电磁刹车装置。
三、电磁刹车的作用电磁刹车是一种通过电磁力控制机械运动的装置，用于制动或停止机械设备。
在风力发电机中，电磁刹车的作用是控制风轮的旋转速度，使其在需要时停止转动。
电磁刹车可以有效地控制风轮的运行，保证发电机的安全运行。
四、电磁刹车的原理电磁刹车是基于电磁感应原理工作的。
当发电机需要停止时，电磁刹车会产生一个强大的电磁场，通过磁铁吸引力使机械部件固定，从而制动风轮的旋转。
下面将详细介绍电磁刹车的工作原理。
1. 电磁铁组件电磁刹车包含一个电磁铁组件，它由线圈和铁芯组成。
当电流通过线圈时，会在铁芯上产生一个强磁场。
2. 制动盘和摩擦片发电机中的风轮连接着一个制动盘，制动盘上贴有摩擦片。
当电磁刹车工作时，电磁铁组件会吸引制动盘上的摩擦片，从而制动风轮的旋转。
3. 电磁铁的工作原理当电流通过电磁铁的线圈时，产生的磁场会吸引制动盘上的摩擦片，从而制动风轮的旋转。
当需要停止发电机时，电流通过线圈会被切断，电磁铁的吸引力消失，制动盘上的摩擦片也会松开，风轮停止转动。
五、电磁刹车的应用电磁刹车广泛应用于风力发电机中，用于控制风轮的运行和停止。
它具有以下几个优点：1. 安全可靠：电磁刹车可以快速制动风力发电机，保证其安全运行。
一旦发生故障或需要停机维护，只需切断电流即可停止风轮的旋转。
2. 节能环保：电磁刹车能够减少发电机的运行时间，节约能源。
在停机状态下，不会浪费不必要的电能。
3. 灵活控制：电磁刹车可以根据需要控制风轮的运行速度，实现对发电机的精确控制。
石油钻机电磁刹车的故障分析与处理
石油钻机电磁刹车的故障分析与处理作者：李佳来源：《名城绘》2019年第10期摘要：电磁刹车是使用在海洋及陆地石油钻井的一种新型辅助刹车。
它利用电磁感应原理进行无磨损制动。
电磁刹车具有力矩大、不易损件，使用寿命长，操作维护简单等优点。
在石油钻机上使用电磁涡流刹车是提高钻井效率、节约钻井成本的一种有效控制方式。
本文主要对电磁刹车的主要故障和电磁刹车的故障处理进行了阐述，以供参考。
关键词：电磁刹车;故障分析;提高效率Abstract： Electromagnetic brake is a new type of auxiliary brake used in offshore and terrestrial oil drilling. It uses the principle of electromagnetic induction for wear-free braking. Electromagnetic brake has many advantages， such as large torque， not easy to damage parts， long service life，simple operation and maintenance， etc. Equipped with electromagnetic eddy current brake on oil drilling rig is an effective control to improve drilling efficiency and save drilling cost. This paper mainly expounds the main faults of electromagnetic brake and the treatment of the faults of electromagnetic brake for reference.Key words： electromagnetic brake fault analysis to improve efficiency電磁刹车是一种无机械摩擦的钻机辅助刹车，它利用电磁感应原理，将直流电通入电磁刹车的定子线圈，产生恒定磁场，在绞车下放重物时，电磁刹车的转子切割定子磁场的磁力线，从而产生感应电势、电涡流和制动转矩，这时司钻人员可用司钻开关调节电磁刹车励磁电流的大小，从而灵活地控制刹车的制动转矩、控制下钻的速度快慢来完成整个下钻作业。
NJ30∕1700J钻机使用说明
NJ30/1700J钻机使用说明宝鸡市邦杰石油钻采设备有限公司目录第1章概述 (2)第1节钻机技术参数 (2)第2节结构简介 (3)第2章钻机的安装与调试 (4)第1节安装 (4)第2节钻机调试 (6)第3节钻机起升 (8)第3章钻机的使用与维护 (9)第1节警示 (9)第2节注意事项 (9)第3节操作与维护保养 (9)第4章拆卸 (14)第1节钻机下放 (14)第2节钻机拆卸 (14)第5章钻机配套设备 (14)第1节TC-170天车 (14)第2节130绞车 (16)第3节Ⅰ号联动机 (20)第4节Ⅱ号联动机 (21)第5节空气系统 (23)第6节JJ170/41-K井架 (26)第7节DZ170/3.6-T底座 (33)附图 (34)ZJ30/1700J钻机是本公司设计生产的以柴油机为动力的机械钻机。
用于3000m直井或丛式井、定向井的钻井作业。
钻机设计符合SY/T 5609-1999《石油钻机型式与基本参数》标准及有关的API规范。
在使用本钻机以前，参与此项工作的管理人员、技术人员和操作者应仔细阅读本钻机配套的所有说明书和相关技术资料，了解并熟悉所有的细节，此外应具备相关的安全操作知识和技能。
第1章概述ZJ30/1700J钻机为2台柴油机皮带并车驱动、机械传动的钻机。
该钻机采用模块化设计，每块重量及尺寸符合山区运输条件。
底座为整拖式结构，适应于井深3000m以内的丛式井、定向井和直井的钻井作业。
钻机绞车、转盘、泥浆泵采用联合驱动的形式，由2台PZ12V190B型柴油机联合驱动。
配备前开口自升式井架，低位安装，用钻机绞车整体起放。
钻机还配备有YG-170一体式游车大钩、SL-170气动旋扣水龙头和ZP205转盘。
钻机控制均在司钻台控制。
各气管、油管均采用了快速拆卸接头并作了明显的安装标记。
第1节钻机技术参数1.名义钻井深度（φ127mm钻杆） 3000m2.最大钩载 1700Kn3.游动系统结构 5X64.钢丝绳直径 29m5.最大快绳拉力 200kN6.绞车额定输入功率 450KW7.绞车档数四正四倒8.滚筒尺寸（直径X宽度）φ650X840m9.刹车鼓尺寸（直径X宽度）φ1180X270m10.刹带包角 280°11.辅助刹车风冷式电磁涡流刹车FDWS3012.转盘型号 ZP20513.转盘开口直径 520mm(20.5")14.转盘档数三正三倒15井架有效高度 41m 16二层台高度 24.5m,25.5m,26.5m17.二层台容量（28m立根，4 1/4"钻杆） 3000m18.钻台面高度前台：3.6m后台： 1.4m 19.转盘大梁下地面净空高 2.4m第2节结构简介ZJ30/1700J钻机主要由天车、游车大钩、水龙头、转盘、绞车、Ⅰ/Ⅱ号传动组、井架、底座等组成钻机传动流程为：2台柴油机通过870万向轴分别与Ⅰ、Ⅱ号传动机组联接，经皮带并车后，将动力传给绞车和泥浆泵。
风力发电机电磁刹车原理
风力发电机电磁刹车原理随着能源短缺和环境污染问题的日益严重，可再生能源逐渐受到人们的重视。
风力发电作为一种清洁、可持续的能源，被广泛应用于发电领域。
然而，风力发电机在运行中也面临着一些挑战，如风速过大、发电机故障等问题。
为了保护风力发电机的安全运行，电磁刹车被应用于风力发电机中。
风力发电机电磁刹车是通过电磁吸力产生摩擦力，从而实现刹车效果。
它的原理基于电磁感应和磁力学原理。
我们来看一下电磁感应的原理。
根据法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中运动或磁场变化时，会在导体中产生感应电动势。
在风力发电机中，风轮的旋转会带动发电机的转子旋转，转子上的线圈则在磁场中运动，从而产生感应电动势。
这个感应电动势由发电机的电磁场产生，通常用于产生电能。
然而，在某些情况下，为了保护风力发电机，需要将转子停下来，这就需要电磁刹车的作用。
接下来，我们来看一下磁力学原理。
根据安培定律，通过导体的电流会产生磁场，而磁场会对导体施加力。
在风力发电机电磁刹车中，电磁铁（通常由铁芯和线圈组成）被安装在发电机的定子上，而转子则通过轴连接到风轮。
当需要刹车时，控制系统会断开转子上的电源，使之停止产生感应电动势。
同时，控制系统会通电激活电磁铁，产生磁场。
根据磁力学原理，磁场会对转子上的导体施加力，从而产生电磁吸力。
这种电磁吸力会与转子上的摩擦力相互作用，从而使转子停下来。
风力发电机电磁刹车的原理相对简单，但在实际应用中需要注意一些问题。
首先，电磁铁的线圈需要能够承受较大的电流，以产生足够的磁场强度。
其次，电磁铁的铁芯需要具有较高的磁导率和饱和磁感应强度，以增加磁场的强度和稳定性。
此外，刹车系统需要与控制系统配合良好，确保在需要刹车时能够及时切断转子上的电源，并激活电磁铁。
总结起来，风力发电机电磁刹车是通过利用电磁感应和磁力学原理实现的。
电磁感应产生感应电动势，而磁力学原理产生电磁吸力，从而实现刹车效果。
这种刹车系统能够保护风力发电机的安全运行，防止发电机因风速过大或故障而受损。
电磁刹车培训
特
点
这种无触点司钻开关，不但操纵方便灵活，线性度 好，无接触磨损，而且给定信号的大小比较直观，便于 司钻掌握。
差动变压器是一种将位置量的变化转为电感量变 化的传感器，初级线圈做为差动变压器激励用，相当 于变压器原边。次级线圈由两个结构尺寸和参数相同 的线圈反相串接而成，相当于变压器副边。差动变压 器是开磁路，工作是建立在互感基础上的，
7.下呼吸器
1. 端盖
两侧端盖
安装
2. 转子
刹车的转子通 过齿式离合器与绞车 滚筒轴相联，由绞车 滚筒驱动，与滚筒同 速旋转。转子既是磁 路的一部分，又是电 路的一部分，采用电 工钢制成。它和定子 磁极、工作气隙构成 刹车的完整磁路。
3. 机座
4. 定子
刹车的定子由磁极 和激磁线圈构成。50、 70型成对使用，磁极是 磁路的一部分，采用电 工钢成，，这种材料的 导磁系数高，矫顽力小， 以满足下钻时制动扭矩 大，而起空吊卡时无用 制动扭矩小的要求。
从刹车排出的冷却水经过一个漏斗返回 水箱，漏斗与排水接头稍离一段距离以保证 排水流畅。当无回水泵时，水箱安装的位置 应与涡流刹车内的冷却水有足够的水位差， 使冷却水能自流返回。 水质要求含有较低的矿物质（PH值不超 过7～7.5），与内燃机水套内的水质要求相 近，如果水质不合要求，则需进行化学处理， 当刹车用于海洋时，也可以装置专门的海水 冷却器。
4、司钻开关
它实际上是一台可调的差动变 压器，由铁芯、线圈、调节机构等 部分组成。
差动变压器
１-活动衔铁 ２-导磁外壳 ３-骨架 ４-匝数为W1初级绕组 ５-匝数为W2a的次级绕组 ６-匝数为W2b的次级绕组
原
理
将铁芯位置的变化转换成交流信号电压的变化，经 桥式整流作为给定信号电压，去控制可控硅的导通角， 以改变直流电压，从而改变激磁线圈直流电流，改变制 动扭矩，调节滚筒转速的目的。
电磁涡流制动工作原理
电磁涡流制动工作原理嗨，朋友！今天咱们来聊聊一个超级酷的东西——电磁涡流制动。
你有没有想过，当一辆高速行驶的列车要停下来，或者一个大型的旋转机器要迅速减速，靠的是什么神奇的力量呢？这其中就有电磁涡流制动的功劳呢！先来说说什么是涡流吧。
想象一下，你在一个平静的湖面上，突然丢进去一块大石头。
这时候，水面就会泛起一圈圈的涟漪，这些涟漪就像是一种水流的漩涡。
在金属里面呢，当有变化的磁场穿过的时候，也会产生类似漩涡的电流，这就是涡流啦。
这个涡流可不像湖面上的涟漪那么温柔无害哦，它有着特殊的作用呢。
那电磁涡流制动是怎么利用这个涡流来工作的呢？咱们来打个比方吧。
就好比你在一个满是旋转木马的游乐场里。
每个木马就像是一个小小的金属块。
现在呢，来了一个超级大的磁铁，这个磁铁就像一个严厉的管理员，它一靠近那些旋转的木马（金属块），就会在木马里面产生那种漩涡一样的电流，也就是涡流。
这时候，那些涡流就会像一个个小捣蛋鬼一样，它们在金属里面跑来跑去。
可是它们跑来跑去可不是瞎玩的，它们会消耗能量呢！就好像一群调皮的孩子在一个大房间里跑来跑去，跑来跑去的过程中把房间里的东西都弄得乱七八糟，消耗了房间里的能量。
这种能量的消耗会让旋转的东西速度慢下来。
比如说，在列车的制动系统里，列车的轮子或者特定的金属部件就像是那些旋转木马。
当电磁涡流制动系统启动的时候，强大的磁场作用在这些部件上，产生涡流，然后通过涡流消耗能量，列车就开始减速啦。
我有个朋友，他是在一个大型工厂里工作的。
有一次他跟我讲他们厂里那些大型的旋转机器。
他说啊，那些机器转起来可快了，就像龙卷风一样。
但是呢，要让它们停下来可不容易。
以前他们用的是传统的制动方法，总是有点不尽人意。
后来厂里引进了电磁涡流制动系统。
他一开始还很怀疑呢，就问我：“这玩意儿真能行？”我就给他解释了电磁涡流制动的原理，就像我给你解释的一样。
他似懂非懂的。
结果呢，当他们开始使用这个新的制动系统之后，他可惊讶了。
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钻井的重要设备之一 。
二、工作原理 当一运动的铁导体通过一固定的磁场时，则在此导体内 与磁场方向垂直的平面上感生一环形电流，称之为涡流，此 涡流将形成一旋转的磁场，该磁场的极性恰好与原固定的磁 场极性相反，两个极性相反的磁场将反抗导体在磁场中的运 动。 风冷电磁刹车需要解决的问题：转子的 冷却 电磁涡流刹车按冷却方式可分为；水冷电磁涡流刹车和 风冷电磁涡流刹车二种。经过多年的应用，风冷电磁涡流刹 车逐渐拥有了较高的市场占有率，这主要是因为产品的内在 因数所为。
三、风冷电磁涡流刹车特点 1、简化了冷却系统，无需配备庞大的水箱、水泵、水管线，不 但节约钻井成本，而且解决了寒冷季节的水结冰问题，减少对 环境的污染。 2、不因水质结垢及锈蚀而增大空气隙，从而保证了刹车制动力 矩的 工作可靠性。 3、水冷刹车因误操作（例如忘开水泵）而导致线圈烧毁，酿成 设备事故，风冷型则无此隐患。 4、水冷刹车一旦密封失效，便会导致线圈烧毁和轴承失效，风 冷型则无此问题。 5、当下钻完毕，开始钻进时，涡流刹车立即停止转动，水冷便 失用去作用，不于刹车散热，风冷则不受停转的影响，持续强 力通风直至完全散热
四、产品性能
DSF20
额定制动扭矩 N．m 适用进深 m 线圈个数 绝缘等级 最大励磁功率 KW 冷却风量 m3/h 重量 Kg 12500 2000 2 H 4.5 4800~ 6200 2650
DSF40
47000 4000 4 H 11 6200~ 7000 6250
DSF50
80000 5000 4 H H 8500~10800 7856
DSF70
115000 7000 4 H 24 10800~14000 12500
五、结构说明
1、主机部分：壳体总成、定子、转子总成等
a、壳体总成
b、定子
二、转子部分
2、离合机构
3、风机
4、司钻开关
5、气（水）龙头
六、一般操作说明
七、一般维护 、安装调整、修理判别