[发明专利]智能游车安全控制装置

说明书

技术领域

本发明属于油田钻采设备的附件装置领域，尤其是涉及一种钻机、修井机或其它提升设备的智能游车安全控制装置。

背景技术

在现有的技术中，在钻井、修井作业中，不论白天黑夜，天气好坏都不能间断作业，由于司钻操作疲劳和环境因素，很容易发生游车碰天车和砸钻台的事件。严重时因防碰失灵可导致井架变形、倒塌，因防砸失灵导致钻具断裂和由下砸产生的火花引起井场火灾等重大恶性事故。为了保障钻井、修井作业的安全，在钻机、修井机上一般都装有防上碰(又称天车防碰——游车上提时与天车相撞)装置，如机械开关防碰装置是在游车的最上限位置装设一个机械开关，当游车到达上限位置时碰撞此开关，开关动作，游车停止上升。机械开关防碰装置可靠性低，且保护功能不完善。因为钻井和工业起重设备常年在野外或室外运行，运行环境比较恶劣，很容易导致机械开关失灵，造成游车或吊钩发生撞顶事故。且这种装置只有防上限碰撞保护，没有防下限碰撞保护功能。更无高度指示功能。

游车高度指示仪是由一个高度传感器和一块仪表组成。该指示仪能够指示游车的高度，游车达到上限和下限位置时能够报警。游车高度指示仪没有记忆功能，所以在停电或仪表没有开机时，如果游车游上下运动后，仪表再开机后指示的高度值将不正确。而且该指示仪只能报警，不能控制游车运行。

上述的防碰装置都存在上述不足之处，且没有结合现代化的监控和计算机处理系统，从而不能达到整个钻机系统工作的智能化、精确化的要求。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种智能游车安全控制装置，尤其适合油田钻井、修井作业。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种智能游车安全控制装置，包括系统控制箱、传动系统、刹车系统、高度测量装置、报警装置，所述系统控制箱包括监控终端和控制处理器，所述控制处理器分别与监控终端、传动系统、刹车系统、高度测量装置、报警装置连接，所述刹车系统与传动系统连接，传动系统与高度测量装置连接。

所述高度测量装置检测传动系统的高度位置信息，传递给控制处理器，控制处理器接受高度位置信息，并对高度位置信息进行分析判断，如果高度位置信息超出设定范围时，控制处理器就会发出相应的指令给刹车系统，刹车系统接受指令，并对传动系统采取相应的刹车动作，传动系统停止运动。从而达到传动系统安全停车的目的。

进一步，所述控制处理器采用智能PLC系统，该PLC系统包括电源模块、处理器CPU模块、I/O模块和高速计数模块，所述电源模块分别与处理器CPU模块、I/O模块和高速计数模块连接，处理器模块与I/O模块和高速计数模块连接。主要用于系统控制的数据接收、发送和内部数据计算。

进一步，所述系统控制箱为高防护等级防护箱，设有散热和保温装置。

进一步，所述高度测量装置为编码器，所述编码器为防爆式增量型高精度编码器，

进一步，所述编码器通过联轴结和传动系统的滚筒相连接。随着滚筒的旋转编码器输出相应的脉冲数传输入控制处理器，用来计算游车实时高度。

进一步，所述编码器设置有支架和保护罩。

进一步，所述监控终端采用触摸式人机界面。用来完成对此系统的参数设定和数据显示、记录等。

进一步，所述高度测量装置的测量精度小于1cm。使得控制精度更高。

进一步，所述刹车系统采用气压盘刹。

本发明具有的优点和积极效果是：

1.本发明功能强大，通过系统控制箱采集信息、发出指令，实现了智能化的操作。该智能游车安全控制装置的适用对象广泛，适用于1000--12000米各种深度的陆地、海洋钻机。

2.该智能游车安全控制装置对钻机的匹配性强，适用性市场上绝大多数的钻机配合使用。

3.该智能游车安全控制装置针对钻机不同的传动和气液系统的类型提供不同的功能输出。

4.在环境温度-400℃～+500℃下能可靠、稳定运行。系统停机率低于千分之一(指影响钻井的故障时间)。

5.该智能游车安全控制装置具有可视性模拟画面显示，人性化设计，操作简单直观，免于维护，全程实时动态显示大钩高度；高性能控制处理器，控制精度高、动作时间相应快；系统存储多套运行参数，提前报警；多连锁输出，具有安全减速功能，最大程度上减少了紧急刹车对设备造成的冲击，保证钻井生产可靠运行。

附图说明

图1是本发明的结构原理框图

图2是本发明的控制处理器的组成框图

图3是本发明的防碰原理图

图4是本发明的控制原理示意图