[实用新型]一种钻井顶驱吊环倾斜角度检测装置

说明书

本实用新型涉及一种钻井顶驱吊环倾斜角度检测装置。其技术方案是：吊环的下端连接钻杆吊卡，上端连接顶驱主体；所述倾斜液缸的一端连接在顶驱主体，另一端通过杆枪连接在吊环上，通过倾斜液缸驱动杆枪带动吊环倾斜；前倾开关、后倾开关）和吊环浮动操作开关设置在司钻顶驱操作箱面板上，前倾开关连接的前倾信号，后倾开关连接的后倾信号和吊环浮动操作开关连接的浮动信号分别连接到中央处理器；有益效果是：本实用新型通过在顶驱司钻操作箱内取出前倾、后倾、浮动三组操作信号，在司钻进行吊环倾斜操作时，顶驱吊环倾斜角度检测装置通过识别司钻操作的信号类型及操作时长，即可计算出顶驱吊环当前倾斜角度，即可达到本实用新型案例中的防护目的。

技术领域

本实用新型涉及石油钻修井技术领域，特别涉及一种钻井顶驱吊环倾斜角度检测装置。

背景技术

顶部驱动钻井装置(简称顶驱)是一种重要的石油钻井装备，主要用于驱动钻具旋转进行钻井施工，同时顶驱的液压操作机构可极大的节约人力劳动实现钻井施工中的自动化作业。顶驱液压系统是顶部驱动钻井装置的重要组成部分，在钻井施工过程中，当司钻上提游车或者下放游车时，若顶驱吊环处于倾斜状态且角度过大，伸出的吊环有可能撞击二层台或安装在井架上的其它设备，甚至危及人身安全。因此，现场虽然规定了若干操作规程尽可能避免该事故发生，但是由于顶驱倾斜操作非常频繁，顶驱在二层台附近上下活动是常态化的工况，所以仍存在较大的风险隐患。

为了解决上述问题，通常办法是安装一种二层台防护装置，该装置首先判断顶驱吊环倾斜状态是否角度过大而存在挂蹭的风险；其次判断顶驱当前高度是否是即将接近二层台发生挂蹭范围，当上述两种情况同时满足后，装置自动启动绞车刹车防止发生挂蹭危险。

顶驱吊环是否处于危险的倾斜角度是二层台防护装置关键的判断信号之一，现有检测技术均是通过加装吊环状态检测传感器（例如位置传感器或角度传感器或倾斜液缸流量传感器）获取吊环角度数据信号。在顶驱本体（吊环位于顶驱本体）加装传感器存如下缺点：传感器安装于顶驱本体随顶驱上下游动，因而传感器信号传输困难；顶驱是露天环境工作受恶劣天气影响传感器受潮湿、气温影响较大；在施工中吊环常有与钻杆碰撞情况，传感器受到直接撞击或间接震动而损坏传感器；顶驱吊环因施工情况不同需要经常更换，因此在顶驱本体或吊环附近安装传感器存在诸多问题，并非妥善的解决方案。

再如，通常为了防止游车下放过低导致顶驱撞击钻台面而配置了防下砸装置，随着游车下放，把顶驱本体的最低位点即将接触到钻台面时的游车高度设置为最低保护高度，游车高度低于此保护高度时自动启动绞车刹车。但是实际施工过程中，由于顶驱吊环的倾斜状态不确定而导致游车最低下放高度具有不确定性，吊环在倾斜状态时的最低限位要高于浮动状态的最低限位，使得防下砸功能控制不够准确。如果最低限位高度是按吊环倾斜状态设定，那么吊环在浮动状态游车下放，最低限位点尚未到达，防护尚未起效吊环已经撞击到钻台面；如果最低保护高度按吊环浮动状态设置，那么在钻进过程中司钻通常会将顶驱吊环倾斜到最大角度再继续下放游车延长有效进尺，这时防下砸装置会产生自动刹车误动作影响正常施工，在现有技术中尚没有好的解决办法。

本实用新型通过对顶驱吊环的倾斜角度进行计算，校正最低限位高度即可解决该问题，可达到准确防护且又不影响正常施工的目的。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种钻井顶驱吊环倾斜角度检测装置，通过在顶驱司钻操作箱内取出前倾、后倾、浮动三组操作信号，在司钻进行吊环倾斜操作时，顶驱吊环倾斜角度检测装置通过识别司钻操作的信号类型及操作时长，即可计算出顶驱吊环当前倾斜角度，可达到准确防护且又不影响正常施工的目的。

本实用新型提到的一种钻井顶驱吊环倾斜角度检测装置，其技术方案是：包括中央处理器、前倾开关S1、后倾开关S2、吊环浮动操作开关S3、倾斜液缸1、杆枪2、吊环3、钻杆吊卡4，所述吊环3的下端连接钻杆吊卡4，上端连接顶驱主体5；所述倾斜液缸1的一端连接在顶驱主体5，另一端通过杆枪2连接在吊环3上，通过倾斜液缸1驱动杆枪2带动吊环3倾斜；