[发明专利]一种石油钻机游车提升装置的电子防碰保护方法及系统

权利要求书

1.一种石油钻机游车提升装置的电子防碰保护方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1：构建大钩高度测量模型；

首先，构造钢丝绳的理论移动长度公式；然后，获取滚筒上增加的第n层钢丝绳的累积误差Δd_n；最后，根据每层钢丝绳的累计误差对钢丝绳的理论移动长度进行误差补偿，得到钢丝绳的实际移动长度公式，钢丝绳的实际移动长度即为大钩高度；

步骤2：获取滚筒直径、钢丝绳直径、游车零位时滚筒上的初始钢丝绳层数以及游车零位时的编码器脉冲数并存储于PLC控制系统中；

步骤3：PLC控制系统根据钢丝绳的实际移动长度公式计算大钩高度，通过大钩高度判断游车是否达到上碰减速点、上碰点或下砸点，若达到上碰减速点而未超过上碰点，则控制游车的上提速度减速至原来的50％；若达到上碰点或下砸点，则控制液压盘刹动作，使滚筒抱闸，游车停止移动。

2.根据权利要求1所述的石油钻机游车提升装置的电子防碰保护方法，其特征在于，所述钢丝绳的理论移动长度公式为且其中n≤6且n为正整数，n为滚筒上增加的钢丝绳的层数，y_n、y_n-1分别为滚筒上增加n层、n-1层钢丝绳时钢丝绳移动的长度，x_n、x_n-1分别为滚筒上增加n层、n-1层钢丝绳时的编码器脉冲数，D为滚筒直径，a为游车零位时滚筒上的初始钢丝绳层数，n为滚筒上增加的钢丝绳层数，d为钢丝绳直径，y₀为游车零位时钢丝绳的长度；

钢丝绳的实际移动长度公式为

3.根据权利要求2所述的石油钻机游车提升装置的电子防碰保护方法，其特征在于，所述累积误差其中l_n为滚筒上增加n层钢丝绳时米尺测得的钢丝绳移动的实际长度。

4.根据权利要求2所述的石油钻机游车提升装置的电子防碰保护方法，其特征在于，所述滚筒上增加的钢丝绳层数n的计算公式为：其中，c为滚筒上某一层钢丝绳的总圈数。

5.根据权利要求4所述的石油钻机游车提升装置的电子防碰保护方法，其特征在于，所述滚筒上增加的钢丝绳层数n为下舍入值。

6.一种石油钻机游车提升装置的电子防碰保护系统，其特征在于，包括绞车滚筒，电机，提升游车，用于检测滚筒旋转圈数的绝对值编码器，用于制动滚筒的液压盘刹，用于计算提升游车的提升位置并对提升游车速度进行控制的钻机操作系统，用于设置提升游车的上碰点、下砸点和上碰减速点的司钻坊HMI触摸屏；所述绝对值编码器固定在绞车滚筒轴上，绝对值编码器的脉冲信号输出端与钻机操作系统的控制信号输入端连接，钻机操作系统的控制信号输出端与电机连接，电机的转轴与绞车滚筒轴固定连接，绞车滚筒内缠绕的钢丝绳与提升游车连接。

7.根据权利要求6所述的石油钻机游车提升装置的电子防碰保护系统，其特征在于，所述钻机操作系统采用西门子FM350模块。