[发明专利]一种实现直流钻机游车软停止的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于石油天然气装备制造技术领域，涉及一种实现直流钻机游车软停止的装置，本发明还涉及一种实现直流钻机游车软停止的方法。

背景技术

石油钻井过程中，面对频繁的起下钻作业，司钻稍有不慎，很容易发生上碰、下砸事故。目前直流钻机上配套的电子防碰装置，虽然能有效防止上述事故，但是这种使游车停止的方法有很大弊端。当游车行至预警高度点时，电控系统得到指令，虽然切断了主电机的电源，但靠电机的惯性和自重，它仍会以高速继续运行，直到行至刹车高度点时，盘刹会直接刹死滚筒，使整个游车急停。这个过程，中间缺少缓冲，游车的加速度会很大，停止瞬间会对整个系统造成很大的冲击，此时钻井钢丝绳摆动幅度也会较大，面对复杂的井下工况，极易发生钻具折断等事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现直流钻机游车软停止的装置，解决了现有技术中由于设计不科学，造成刹车冲击大，钻机游车停车不平稳，容易导致设备损坏的问题。

本发明的另一目的是提供一种实现直流钻机游车软停止的方法。

本发明所采用的技术方案是，一种实现直流钻机游车软停止的装置，包括在钻机游车预警高度位置安装有电子防碰装置，电子防碰装置和游车上的电磁涡流刹车之间设置软停控制器，软停控制器同时与可控硅触发控制单元和司钻控制器信号连接，可控硅触发控制单元通过可控硅与电磁涡流刹车本体信号连接，电磁涡流刹车本体与绞车滚筒控制连接。

本发明所采用的另一技术方案是，一种实现直流钻机游车软停止的方法，利用上述的装置，按照以下步骤实施：

当钻机游车到达预先设定上预警高度位置时，电子防碰装置输出一路开关量信号给软停控制器，软停控制器的继电器控制单元中的常开触点Kd1闭合，此时中间继电器线圈K1得电，电压输出电路中的常开触点K11闭合，接触器线圈KM1得电，于是变压器T1副边的KM11闭合，T1自动投入，将220V交流电变成16V交流电送给电磁涡流刹车的可控硅触发控制单元，可控硅触发控制单元去触发可控硅，可控硅向电磁涡流刹车本体输出直流电压，随着绞车的转动，在其绕组中产生对绞车滚筒的制动力矩，从而降低了游车的上升速度；

当钻机游车到达预先设定的下预警高度位时置时，电子防碰装置输出一路开关量信号给软停控制器，软停控制器的继电器控制单元中的常开触点Kd2闭合，此时中间继电器线圈K1得电，电压输出电路中的常开触点K11闭合，接触器线圈KM1得电，于是变压器T1副边的KM11闭合，T1自动投入，将220V交流电变成16V交流电送给电磁涡流刹车的可控硅触发控制单元，可控硅触发控制单元去触发可控硅，可控硅向电磁涡流刹车本体输出直流电压，随着绞车的转动，在其绕组中产生对绞车滚筒的制动力矩，从而降低了游车的下降速度。

本发明的有益效果是：借助软停控制器SSCE，使直流钻机辅助刹车(电磁涡流刹车)与电子防碰装置巧妙配合工作，当游车行至预警高度位置时，通过外部特定的控制装置(软停控制器SSCE)向辅助刹车(电磁涡流刹车)控制单元发送控制指令，使其自动投入运行，对游车进行刹车，降低其运行速度，能减少紧急刹车瞬间产生的冲击，有力地减少了盘刹刹车造成的冲击，实现游车的软停止，有效保护钻具，确保钻井作业正常进行。

附图说明

图1是本发明装置的控制结构框图；

图2是本发明装置中的软停控制器SSCE工作原理框图；

图3是本发明装置中的电源模块原理图；

图4是本发明装置中的继电器控制单元原理图；

图5是本发明装置中的电压输出电路原理图；

图6是本发明装置中的司钻控制器原理图。

图中，1.电子防碰装置，2.软停控制器，3.可控硅触发控制单元，4.可控硅，5.电磁涡流刹车本体，6.绞车滚筒，7.司钻控制器，8.电源模块，9.继电器控制单元，10.电压输出电路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参照图1，本发明装置的结构是，包括在钻机游车预警高度位置安装有电子防碰装置1，电子防碰装置1和游车上的电磁涡流刹车之间设置软停控制器2(英文缩写为SSCE)，软停控制器2同时与可控硅触发控制单元3和司钻控制器7信号连接，可控硅触发控制单元3通过可控硅4与电磁涡流刹车本体5信号连接，电磁涡流刹车本体5与绞车滚筒6控制连接。其中的可控硅触发控制单元3、可控硅4、电磁涡流刹车本体5、司钻控制器7一起称为电磁涡流刹车(部分)。