绞车是修井机的主要组成部分,其用滚筒缠绕钢丝绳以对重物进行提升或下放的起重设备,在修井作业中承担着载荷的起升和下放工作,修井机绞车液压盘式刹车的制动性能对修井机的安全石油作业起着至关重要的作用。修井机液压盘式刹车是一种采用钳盘式结构,以刹车盘和装有刹车块的刹钳作为制动偶件的刹车装置。刹车钳通过液缸活塞的移动来夹紧或松开刹车盘以实现刹车或松刹,具有刹车力矩容量大,制动效能稳定,耐衰退性能好,制动灵敏,操作省力,更换维修方便,便于专业化、系列化生产等特点,国内外各工业部门均将其视作先进的制动技术加以研究和发展,近20年来在钻机和修井机中得到了广泛的应用。在液压盘式刹车上引入ABS技术可以极大地提高液压盘式刹车在刹车制动时的操纵稳定性,缩短制动时间与制动距离,减少对起升系统的载荷冲击,而液压盘式刹车在钻压与钻速调节过程中也存在着目标控制波动大、响应滞后、操作手感差等问题,需要对其工艺特性及控制策略做进一步的研究。液压盘式刹车ABS是修井机绞车滚筒系统的一个重要设备装置,也是修井机液压盘式刹车液压控制系统的一个子系统,它综合应用液(气)压传动技术、电子技术、伺服控制技术和材料科学技术,达到充分地利用刹车钳提供给刹车盘的摩擦力,应用控制理论的新成果对液压盘式刹车ABS进行深入研究,设计出高性能的盘式刹车制动系统,安全、可靠、快速地吸收刹车盘的转动动能,对修井机起下钻的制动安全起着重要的作用。而影响液压盘式刹车ABS性能的因素很多,其中很重要的一个因素就是盘式刹车制动系统控制器的研究涉及较少,这就需要对ABS控制方法的进一步研究。本文分析了XJ350修井液压盘式刹车盘式制动系统在其作业过程中的工作制动、驻车制动和紧急制动等三种典型制动工况,利用PRO/ENGINEER建立了刹车盘及摩擦片的实体模型,并对刹车盘进行了力学分析,通过对起升系统的简化和动力学分析,得到了提升系统工况的动力学模型,得到了起升和下入工况下,盘式刹车动力学微分方程,为后面研究内容奠定了基础。本文在深入分析制动防抱死系统基本结构和工作原理的基础上,对现有在汽车及飞机上应用的ABS控制策略作了研究与分析,如今对车辆及飞机的刹车制动系统的ABS控制策略的研究比较成熟,将ABS引入修井机液压盘式刹车制动系统是可行有效的,但盘式刹车ABS控制策略的研究涉及的较少。结合修井机液压盘式刹车的特点,认为采用滑模变结构控制方法和实时参数整定PID控制方法在液压盘式刹车ABS系统中较为合适,并对其进行了应用仿真。基于对修井机液压盘式刹车系统作业过程中的典型工况进行分析,建立了刹车系统的仿真模型,其一提出了采用ABS的滑模变结构控制方法,设计了滑模变结构控制器,对起升系统下入工况的工作制动的仿真结果表明,滑模变结构控制方法能在缩短响应时间的同时还能抑制系统的颤振；其二提出了采用实时参数整定PID控制方法,根据液压盘式刹车系统的运行条件实时整定PID参数,使PID控制器参数随工况而变化,仿真结果表明,基于在线整定ABS PID控制方法能有效抑制超调量,控制ABS跟踪工况条件的变化。XJ250修井机的起升系统是典型的机、电、液一体化控制系统,为便于分析其控制特性,进行多领域建模和联合仿真。本文基于ADAMS软件建立液压盘式刹车刹车盘的动力学模型,通过ABS变结构控制与PID控制方法在盘式刹车中的应用,采用ADAMS与MATLAB/Simulink进行机电联合仿真,仿真结果表明联合仿真能使仿真效率提高,ABS变结构与PID控制相结合的控制器能够很好的控制滑移率的变化,使滑移率保持在最佳滑移率附近,使起升系统刹车盘盘速变化比较平稳,缩短了制动距离,制动力矩的变化也比较平稳,能够保证液压盘式刹车制动过程中的稳定性要求。