[实用新型]石油钻机游车防上碰下砸系统

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及钻探设备技术领域，特别是石油钻机安全防护系统。

背景技术

在钻井作业中，由于钻机游车需要频繁往返于天车和钻台的上下空间里，所以游车就存在上碰天车或下砸钻台的危险。尤其对于链传动钻机和油田仍在使用的其他机械钻机，这种危险需要司钻时刻高度警惕，因此，大大增加了司钻的劳动强度，同时仍存在很多隐患。

目前常用的防止游车上碰下砸的方法主要有以下几种：(一)在滚筒上加装防碰过卷阀。该方法可靠易行，但只有防止游车上碰天车的功能。(二)在井架的适当位置安装激光感应器。该方法可以实现防止游车上碰下砸的功能，但受外界环境的限制，且成本高。(三)将专用编码器连接PLC，计算游车高度，当游车高度超出安全范围，PLC控制绞车减速停车。该方法广泛应用于电驱动钻机，但对于链传动钻机和油田仍在使用的其他机械钻机，该方法增加设备多，成本高。综上所述，开发新型简易的钻机游车防上碰下砸系统对于机械钻机的改造是十分必要的。

实用新型内容

为了解决石油钻机在钻井过程中，由于操作不当导致的游车上碰天车或下砸钻台的事故，本实用新型提出了一种简易的石油钻机游车防上碰下砸系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：石油钻机游车防上碰下砸系统，由装在绞车滚筒侧面的金属圆环(1)和磁块(2)、霍尔开关(3、4)、控制器(5)及操作面板(6)构成；在金属圆环(1)上等距离安装若干磁块(2)，霍尔开关(3、4)靠近磁块(2)安装并和控制器(5)相连，控制器(5)与操作面板(6)连接。

所述磁块(2)的长度为霍尔开关有效感应宽度的2倍，且两个霍尔开关(3、4)之间的圆周距离应为两个磁块(2)之间的圆周距离。

本实用新型的有益效果是，系统简单可靠，安装方便，准确显示游车高度，并可任意设置限位高度。对于油田仍在使用的机械钻机，只需小的改动和小的成本便可实现防止游车上碰下砸功能。本系统也可以使用在钻机的改造中起到很好的效果。

附图说明：

图1为本实用新型的组成结构图；

图2为本实用新型采集单元安装详图；

图3为本实用新型采集单元的输出波形A；

图4为本实用新型采集单元的输出波形B。

图号说明：1.金属圆环，2.磁块，3.霍尔开关，4.霍尔开关，5.控制器(ECU)，6.操作面板。

具体实施方式

新型简易的石油钻机游车防上碰下砸系统由信号源装置、信号采集单元和信号处理单元构成。所述的信号源装置由金属圆环1和磁块2构成。所述的信号采集单元由两个霍尔开关3和4构成。所述的信号处理单元由控制器(ECU)5和操作面板6构成。

下面结合图1、图2详细说明本系统的实施方式。

图1中，将金属圆环1装在绞车滚筒侧面，并在金属圆环1上等距离安装32个磁块2，靠近金属圆环1安装两个霍尔开关3和4，并将两个霍尔开关3和4与控制器(ECU)5连接，操作面板6也连接到控制器(ECU)5上。

在使用前需将游车悬挂高度仪，上下跑一个来回，校正滚筒圈数所对应的游车高度值。校正完毕后，根据需要设置高度限制范围。

图2中，磁块2的长度为霍尔开关有效感应宽度的2倍，且两个霍尔开关3和4之间的圆周距离应为两个磁块2之间的圆周距离。

本实用新型的工作原理是：当金属圆环1带动32个磁块2瞬时针转动时，霍尔开关3和4的输出波形如附图3所示，此种情况下，霍尔开关4产生的信号波形始终超前于霍尔开关3产生的信号波形；当金属圆环1带动32个磁块2逆时针转动时，霍尔开关3和4的输出波形如附图4所示，此种情况下，霍尔开关3产生的信号波形始终超前于霍尔开关4产生的信号波形。所以，控制器5可以通过采集霍尔开关3和4的输出信号来判断金属圆环1是顺时针转动还是逆时针转动，并计算出金属圆环1转动的圈数。因为金属圆环1是装在绞车滚筒侧面，所以，金属圆环1的转动圈数也就对应一定的游车运动距离。用户可以通过操作面板6设定游车上碰限制高度和下砸限制高度。控制器5计算出游车的高度后，同上碰限制高度和下砸限制高度比较，当游车高度超出安全范围时，控制器5可以发出有源或无源开关信号用于绞车刹车控制。

本实用新型中所用的磁块、霍尔开关、控制器(ECU)、操作面板均为现有器件，根据本文件描述的功能要求本领域技术人员均可自由选购，本文不再描述其结构。