[发明专利]电控气动自动送钻装置

说明书

本发明涉及一种钻井装置，适用于F-300-3DH型、F200-2DH型、大庆1-130型等多种油、气田、地质钻机在钻井过程中，替代司钻人员操作刹把，进行自动送钻钻井的装置。

兰州石油化工机器厂与吴忠仪表厂联合开发生产的《全气动自动送钻装置》产品，公开了在钻机上安装自动送钻钻井装置，不但可以大大减轻司钻人员的劳动强度，而且还能够保证井身质量，延长钻机寿命和提高机械钻速的目的，它是在接受死蝇上的应力变送器发来的信号后，能直接指出与大钩悬重相对应的气压值，通过管线送到控制箱内的差压变送器与人为给定的气压信号进行压力比较的结构，其不足之处一是该装置全部采用气动，没有电控系统，则控制灵敏度差;二是利用“钢丝绳”上的应力变化，然后转换成气动讯号，通过管线进行控制带来结构复杂，生产成本高，送钻不均匀，刹把不平稳的情况;三是该装置适用于钻井深度在2000-8000米的钻机上配套使用，限制了使用范围;四是该自动送钻装置由于没有防止溜钻措施，在钻井过程中，存在着容易产生溜钻事故的问题等，给使用带来推广应用困难。

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足，而提供的一种电控气动自动送钻装置产品，适用于地质勘探和石油开发钻井在钻进时，自动控制钻压的给进，以及有效地防止溜钻事故，减轻司钻人员采用人工操作刹把送钻的劳动强度，达到优质、快速、安全钻井。

本发明的目的可以通过如图一所示的措施来达到，由悬重压力信号发生器，包括W-350型悬重指重表和0-25kg/cm²电接点压力表;信号控制器包括开关管BG₁、BG₂和两级SG₁555型集成块组成振荡器电路，以及整流电源和气动执行机构构成电控气动自动送钻装置。

1、电控气动自动送钻过程是：将原钻机液压指重表W-350型的悬重管与0-25kg/cm²电接点压力表管连接，由电接点压力表的上限（1）触点作为控制点，当液压P进入W-350型悬重管和0-25kg/cm²电接点压力表时，其滑动指针（2）随悬重量的增加而增向上限位置，一旦接触到上限控制点时，便产生一个电信号输入到信号控制器BG₂的基极，则BG₂导通，继电器J₁工作，开关j₁接通，继电器J_T工作，开关j_T接通，继电器J_m工作，开关J_m接通，两级SG₁555集成块组成的振荡器，通过扬声器LB₂发出声音。同时二位二通常开电磁阀2CLR 1/2 -1型（5）工作，即关闭P₁的气源，刹把在平衡拉力弹簧（11）的作用下被抬起来（向上），气缸（9）的气经过单向节流阀（8）、（7），放气阀（6）放气，使滚筒（10）转动，滚筒上的绞绳便放长，把钻杆送入井底钻进，杨声器LB₂发出送钻正常的工作信号。

当液压P进入W-350型悬重量减小时，电接点压力表0-25kg/cm²的指重表指针也随着减小（一旦离开上限触点），开关管BG₂截止，继电器J₁、J_T、J_m均不工作，开关j₁、j_T、j_m均不接通，二位二通常开电磁阀（5）的线包A不通电，此时，转盘来气P₁的气一路通过常开电磁阀（3）使转盘（4）转动，另一路经过二通开关（1），减压阀（2）常开电磁阀（5）、节流阀（7）、换向阀（8）进入气缸（9）推动刹把向下（平衡拉力弹簧被压缩），滚筒（10）停止转动，此时只有转盘的转动，钻杆没有送进。

随着钻机液压P进入指重表和电接点压力表，在规定悬重吨位上限控制点上变化时，通过上述途径达到控制气缸（9），由P₁进气或通过放气阀（6）放气，控制刹把向下或向上，导致滚筒转动或不转动（转盘转动），形成电控气动自动送钻装置。

为了控制自动送钻钻井的速度，本装置设置了放气阀（6），如果送钻要求快，则放气阀调大，相反则调小，适当调节放气阀放气的大小，可以达到均衡送钻的效果。另外还设置了一个监测表，即气压表（12），用来观察监测进气（降低）压力的大小。