辅助刹车是石油钻机起升系统中的重要设备之一,在减轻机械主刹车的负荷以延长其使用寿命,保证钻井安全等方面起着非常重要的作用。磁流变液由于具有独特的磁流变效应,是材料科学领域最具发展潜力并具有良好工程应用价值的新型智能材料。本文应用磁流变技术,开发新型的性能优良的石油钻机辅助刹车,这不仅会进一步丰富现有的石油钻机辅助刹车,拓展磁流变液技术的应用,而且对于提高钻井装备的技术水平也具有重要的实际意义。　　 本文提出了盘式、叶片式及偶合器式三种型式的磁流变液石油钻机辅助刹车方案,针对石油钻机辅助刹车特殊的使用工况和条件,开展了相关的理论分析、设计和试验研究。　　 针对三种型式的磁流变液石油钻机辅助刹车,进行了其工作理论的分析,得到了制动力矩与结构尺寸、磁路参数、磁流变液性能参数、外部控制参数及工况参数之间的理论计算式,分析制动特性及影响磁流变液辅助刹车制动力矩的因素。分析表明磁流变液钻机辅助刹车具有优良的外特性。通过模拟实验研究了影响磁流变液钻机辅助刹车制动力矩的各种因素,理论分析与实验结果趋势一致,验证了理论分析的正确性。在以上基础上,通过确立磁流变液选择原则,磁路分析,结构参数的设计,形成了磁流变液钻机辅助刹车的设计理论,初步确定了用于各型钻机的磁流变液钻机辅助刹车的主要结构尺寸。　　 通过以上工作发现,每种磁流变液辅助刹车虽然都具有优良的制动特性,由于工作原理的不同,考虑安全、实际使用性能等方面,它们也存在一定的差异:盘式磁流变液辅助刹车受温度、速度的影响较大;叶片式磁流变液辅助刹车具有较高的热容量,受温度影响较小,容易进行散热设计;偶合器式磁流变液辅助刹车由于液力制动能够补偿温度和速度造成的性能影响,更具安全性。　　 针对温度升高会导致磁流变液辅助刹车制动力矩下降的问题,在磁流变液辅助刹车装置散热中采用热管散热的方式,并进行以水为工质液体的磁流变液钻机辅助刹车热管散热设计研究。　　 辅助刹车旋转轴的密封采用了磁性液体密封技术,通过综合分析影响旋转轴磁性液体密封性能的因素,确立旋转轴磁性液体密封的优化设计原则,编制辅助设计软件。