[发明专利]一种钻机刹车及综合保护游动系统

说明书

本发明公开了一种钻机刹车及综合保护游动系统。解决了电子防碰天车具有的单一防碰功能，增加防砸功能。为电磁刹车提供综合性保护，随时监测电磁刹车工作情况，在电磁刹车外部条件失效的情况下强制盘刹刹车工作。解决了电子防碰天车和电磁刹车联动功能，在防碰和防砸时电磁刹车都能有效刹车，明显减缓游车速度。触摸屏和声光报警的设置能直观提醒操作者进行有效操作，杜绝游动滑车上碰下砸事故的发生；该装置集成盘刹断电保护、电磁刹车功能保护、天车及二层台防碰防砸装置、气源压力及盘刹液压站压力参数监控保护等功能，可实现智能检测、保护、显示、故障指示、数据传输。该装置可避免多种保护装置相互干扰，提高游动系统的安全使用性能。

技术领域

本发明属于石油钻机设备技术领域，具体为一种钻机刹车及游动系统综合保护。

背景技术

在石油钻井中，带动钻具破碎岩石，向地下钻进，钻出规定深度的井眼，供采油机或采气机获取石油或天然气。一部常用石油钻机主要由动力机、传动机、工作机及辅助设备等八大部分组成

钻机盘刹、电磁刹车、天车及二层台防碰防砸装置等在突然断电断气情况下没有保护等功能，存在系统性安全风险。为了保障钻井设备安全运行，保证安全顺利生产，降低安全风险，防止灾害发生，减少经济损失，开发一套游动系统综合保护装置。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供一种钻机刹车及综合保护游动系统。

本发明采用的技术方案如下：一种钻机刹车及综合保护游动系统，其特征在于：所述一种钻机刹车及综合保护游动系统包括以下步骤：

S1:将电磁刹车的控制手柄给定信号，以及电磁刹车的实际刹车电流信号，送入PLC的模拟量输入模块；

S2:控制手柄的给定量，与电磁刹车的实际输出电流是正比例关系；

S3:将这两个量送入PLC后，通过编程可以实现相应的工作曲线关系，以此来判断电磁刹车工作是否正常；

S4:电子防碰防砸系统将采用(1024脉冲)的高精度旋转编码器进行速度计算，同时该系统将采用触摸屏控制，游车行进过程将以高度值的形式呈现给操作者；

S5:游动保护系统，将旋转编码器的数据值，输入到PLC的计数模块，通过计算程序后，可以实时采集到游车的运行速度，游车行进的高度以及位置等数据；

S6:将悬重表处的压力变送器的信号送入PLC的模拟量输入模块，通过编程计算后，可以采集到钻具的悬重；

S7:当游车带重钻具下放的过程中，随着下放速度的增加，所具有的动量越来越大，同时滚筒轴所具有的扭矩值也越来越大；

S8:当游车下放速度超过(X)m/s，且滚筒扭矩值达到电磁刹车扭矩值的2/3时，PLC系统发出指令，电磁刹车满电流工作，直至控制下放速度低于(Y)m/s时，电磁刹车释放；

S9:顶驱的吊环防碰保护，在PLC系统中采集顶驱的吊环悬浮信号，当顶驱的该信号没有送入PLC系统时；

S10:系统判定顶驱吊环处于前倾或者后倾状态，此时上提或下放游车，系统进行声光报警提示，并在触摸屏上显示提示信息，直至操作者按动悬浮按钮后报警指示解除。

在一优选的实施方式中，所述步骤S3中，如果在使用的过程中这两个值的比例差值太大，系统报出故障，提醒现场电气人员进行及时检修。

在一优选的实施方式中，所述步骤S8中，电磁刹车综合保护系统主要由西门子S7300PLC控制系统及西门子扩展模块、西门子TP1200触摸屏、BEI高精度编码器、压力变送器、气动控制阀等构件组成。