[实用新型]一种石油钻机顶驱防撞猴台控制装置

说明书

本实用新型石油钻机顶驱防撞猴台控制装置，包括信号采集单元、PLC控制单元以及报警信号输出或/和执行单元；所述信号采集单元包括绞车/大钩位置传感器以及顶驱吊环前倾开关信号或/和吊环悬浮开关信号采集继电器；所述绞车/大钩位置传感器输出信号接入PLC控制单元，所述继电器控制线圈接入顶驱吊环前倾开关信号或吊环悬浮开关信号回路，继电器输出开关信号接入PLC；所述PLC控制单元输出连报警信号输出或/和接执行单元。PLC控制单元利用绞车传感器监测游车上/下行高度，同时利用隔离继电器采集顶驱吊环前倾信号与悬浮信号，以此来综合判断顶驱吊环与猴台之间距离是否在可控范围内，继而通过自动控制系统防止由于误操作或意外因素造成顶驱吊环碰撞猴台。

技术领域

本实用新型涉及石油钻井工程安全控制技术，尤其是涉及一种顶驱防撞猴台安全防护自动控制装置或自动安全防护报警装置。

背景技术

随着石油钻井技术的不断发展，顶驱在钻井过程中可用立根钻进，减少2/3的上扣卸扣工作量。借助于倾斜臂和旋转头的作用，井口上卸扣作业和二层台作业的体力劳动强度大大减轻。在起下钻过程中遇卡或遇阻，可迅速使顶驱接上钻具，循环泥浆进行划眼作业。在下套管时，借助于吊环倾斜机构抓取套管，在上扣时顶驱有扶正作用，可避免乱扣错扣，大大提高下套管速度。在定向钻进中，可用刹车机构刹住顶驱主轴，进行定向造斜。因此，顶驱在国内外钻井中的应用越来越广泛。

但随着顶驱的广泛应用，其机械吊臂和旋转头的特有作用，在特殊作业时也导致了一些事故的发生。比如，在起下钻作业时，需要井架工人爬上二层台的猴台处，待司钻旋转顶驱操控台上的前倾旋钮使机械吊臂前倾，然后井架工人与之相互配合，完成上扣卸扣、取放立根、接立根等作业。正常情况下机械吊臂完成前倾作业后，司钻必须按下操控台上的悬浮按钮，使伺服机械吊臂倾斜的液压油缸处于浮动状态，机械吊臂在重力作用下会回到中位后，游车方能上下行。但在实际顶驱操作时，由于司钻的误操作未能按下悬浮按钮，使前倾的机械吊臂在完成作业后未能及时归中位。此时若游车上下行进，前倾的机械吊臂将会与井架工人所站的猴台发生碰撞，从而导致严重的安全事故。

目前，国内钻机都配备有防碰刹车系统，但这些防碰刹车装置有的不具备防撞猴台的功能，有的虽然有防撞猴台的功能，却是以牺牲起下钻作业效率为代价来达到防碰猴台的目的。即无论顶驱机械倾吊臂是否前倾，无论司钻是否有误操作，只要游车临近猴台，防碰装置都会采取刹车动作，使游车悬停数秒，强行中断正常的起下钻作业流程。为解决上述问题，促进石油钻井生产安全，有必要对石油钻机顶驱机械吊臂防撞井架猴台的安全防护进行研究。

发明内容

本实用新型针对现有技术不足，提出一种石油钻机顶驱防撞井架猴台的安全防护控制装置。

本实用新型采用的技术方案：

本发明石油钻机顶驱防撞猴台控制装置，包括信号采集单元、PLC控制单元以及报警信号输出或/和执行单元；所述信号采集单元包括绞车/大钩位置传感器以及顶驱吊环前倾开关信号或/和吊环悬浮开关信号采集继电器；所述绞车/大钩位置传感器输出信号接入PLC控制单元的一路输入端，所述继电器控制线圈接入顶驱吊环前倾开关信号或吊环悬浮开关信号回路，继电器输出开关信号接入PLC控制单元；所述PLC控制单元输出连报警信号输出或/和接执行单元。

所述的石油钻机顶驱防撞猴台控制装置，顶驱吊环前倾开关信号采集继电器（KA1）线圈的一端与顶驱吊环前倾开关的负载侧连接,另一端连接顶驱的24VG。

所述的石油钻机顶驱防撞猴台控制装置，吊环悬浮开关信号采集继电器（KA2）线圈的一端与顶驱吊环悬浮开关的负载侧连接,另一端连接顶驱的24VG。

所述的石油钻机顶驱防撞猴台控制装置，所述执行单元包括控制继电器（KA3）、控制电磁阀以及梭阀，所述控制继电器（KA3）的一对常开触点与顶驱悬浮开关的两个接线端并联。