CN102674185A - 智能游车安全控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种智能游车安全控制装置，包括***控制箱、传动***、刹车***、高度测量装置、报警装置，所述***控制箱包括监控终端和控制处理器，所述控制处理器分别与监控终端、传动***、刹车***、高度测量装置、报警装置连接，所述刹车***与传动***连接，传动***与高度测量装置连接。本发明的有益效果是：该智能游车安全控制装置具有可视性模拟画面显示，人性化设计，操作简单直观，免于维护，全程实时动态显示大钩高度；高性能控制处理器，控制精度高、动作时间相应快；***存储多套运行参数，提前报警；多连锁输出，具有安全减速功能，最大程度上减少了紧急刹车对设备造成的冲击，保证钻井生产可靠运行。
Description
技术领域
本发明属于油田钻采设备的附件装置领域，尤其是涉及一种钻机、修井机或其它提升设备的智能游车安全控制装置。
背景技术
在现有的技术中，在钻井、修井作业中，不论白天黑夜，天气好坏都不能间断作业，由于司钻操作疲劳和环境因素，很容易发生游车碰天车和砸钻台的事件。严重时因防碰失灵可导致井架变形、倒塌，因防砸失灵导致钻具断裂和由下砸产生的火花引起井场火灾等重大恶性事故。为了保障钻井、修井作业的安全，在钻机、修井机上一般都装有防上碰(又称天车防碰——游车上提时与天车相撞)装置，如机械开关防碰装置是在游车的最上限位置装设一个机械开关，当游车到达上限位置时碰撞此开关，开关动作，游车停止上升。机械开关防碰装置可靠性低，且保护功能不完善。因为钻井和工业起重设备常年在野外或室外运行，运行环境比较恶劣，很容易导致机械开关失灵，造成游车或吊钩发生撞顶事故。且这种装置只有防上限碰撞保护，没有防下限碰撞保护功能。更无高度指示功能。
游车高度指示仪是由一个高度传感器和一块仪表组成。该指示仪能够指示游车的高度，游车达到上限和下限位置时能够报警。游车高度指示仪没有记忆功能，所以在停电或仪表没有开机时，如果游车游上下运动后，仪表再开机后指示的高度值将不正确。而且该指示仪只能报警，不能控制游车运行。
上述的防碰装置都存在上述不足之处，且没有结合现代化的监控和计算机处理***，从而不能达到整个钻机***工作的智能化、精确化的要求。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种智能游车安全控制装置，尤其适合油田钻井、修井作业。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种智能游车安全控制装置，包括***控制箱、传动***、刹车***、高度测量装置、报警装置，所述***控制箱包括监控终端和控制处理器，所述控制处理器分别与监控终端、传动***、刹车***、高度测量装置、报警装置连接，所述刹车***与传动***连接，传动***与高度测量装置连接。
所述高度测量装置检测传动***的高度位置信息，传递给控制处理器，控制处理器接受高度位置信息，并对高度位置信息进行分析判断，如果高度位置信息超出设定范围时，控制处理器就会发出相应的指令给刹车***，刹车***接受指令，并对传动***采取相应的刹车动作，传动***停止运动。从而达到传动***安全停车的目的。
进一步，所述控制处理器采用智能PLC***，该PLC***包括电源模块、处理器CPU模块、I/O模块和高速计数模块，所述电源模块分别与处理器CPU模块、I/O模块和高速计数模块连接，处理器模块与I/O模块和高速计数模块连接。主要用于***控制的数据接收、发送和内部数据计算。
进一步，所述***控制箱为高防护等级防护箱，设有散热和保温装置。
进一步，所述高度测量装置为编码器，所述编码器为防爆式增量型高精度编码器，
进一步，所述编码器通过联轴结和传动***的滚筒相连接。随着滚筒的旋转编码器输出相应的脉冲数传输入控制处理器，用来计算游车实时高度。
进一步，所述编码器设置有支架和保护罩。
进一步，所述监控终端采用触摸式人机界面。用来完成对此***的参数设定和数据显示、记录等。
进一步，所述高度测量装置的测量精度小于1cm。使得控制精度更高。
进一步，所述刹车***采用气压盘刹。
本发明具有的优点和积极效果是：
1.本发明功能强大，通过***控制箱采集信息、发出指令，实现了智能化的操作。该智能游车安全控制装置的适用对象广泛，适用于1000--12000米各种深度的陆地、海洋钻机。
2.该智能游车安全控制装置对钻机的匹配性强，适用性市场上绝大多数的钻机配合使用。
3.该智能游车安全控制装置针对钻机不同的传动和气液***的类型提供不同的功能输出。
4.在环境温度-400℃～+500℃下能可靠、稳定运行。***停机率低于千分之一(指影响钻井的故障时间)。
5.该智能游车安全控制装置具有可视性模拟画面显示，人性化设计，操作简单直观，免于维护，全程实时动态显示大钩高度；高性能控制处理器，控制精度高、动作时间相应快；***存储多套运行参数，提前报警；多连锁输出，具有安全减速功能，最大程度上减少了紧急刹车对设备造成的冲击，保证钻井生产可靠运行。
附图说明
图1是本发明的结构原理框图
图2是本发明的控制处理器的组成框图
图3是本发明的防碰原理图
图4是本发明的控制原理示意图
具体实施方式
如图1、2所示，本发明提供一种智能游车安全控制装置，包括***控制箱、传动***、刹车***、高度测量装置、报警装置，所述***控制箱包括监控终端和控制处理器，所述控制处理器分别与监控终端、传动***、刹车***、高度测量装置、报警装置连接，所述刹车***与传动***连接，传动***与高度测量装置连接。
所述高度测量装置检测传动***的高度位置信息，传递给控制处理器，控制处理器接受高度位置信息，并对高度位置信息进行分析判断，如果高度位置信息超出设定范围时，控制处理器就会发出相应的指令给刹车***，刹车***接受指令，并对传动***采取相应的刹车动作，传动***停止运动。从而达到传动***安全停车的目的。
进一步，所述控制处理器采用智能PLC***(如西门子智能PLC***)，该PLC***包括电源模块、处理器CPU模块、I/O模块和高速计数模块，所述电源模块分别与处理器CPU模块、I/O模块和高速计数模块连接，处理器模块与I/O模块和高速计数模块连接。主要用于***控制的数据接收、发送和内部数据计算。
进一步，所述***控制箱为高防护等级防护箱，设有散热和保温装置。
进一步，所述高度测量装置为编码器，所述编码器为防爆式增量型高精度编码器，
进一步，所述编码器通过联轴结和传动***的滚筒相连接。随着滚筒的旋转编码器输出相应的脉冲数传输入控制处理器，用来计算游车实时高度。
进一步，所述编码器设置有支架和保护罩。
进一步，所述监控终端采用触摸式人机界面。用来完成对此***的参数设定和数据显示、记录等。
进一步，所述高度测量装置的测量精度小于1cm。使得控制精度更高。
进一步，所述刹车***采用气压盘刹。
下面结合图4，对本发明的控制原理做进一步说明：(钻机的)大钩的上下运动是通过滚筒缠绕大绳完成的，防碰***编码器通过联轴结和滚筒相连接。当滚筒旋转时，编码器跟随联动，同时输出高速方向性脉冲传输入控制***，控制***根据接收到的数据自行计算大钩的位置。当大钩运行至报警或停止位置时，***自行作出相应信号输出，给操作人员报警信息，同时做出安全保护连锁动作。大钩的报警、停止位置由操作员通过监控终端自行设定。
下面结合图3，对本发明的防碰原理做进行进一步说明：
报警、停止参数的确定：防碰报警、停止点参考位置的设定由操作人员根据实际工况设定，只是在***首次工作时作一次设定，***有断电记忆功能。同时***可以根据工况不同设定多套参数：钻进、提下钻等。***初始化状态确定四个位置：上限报警、动作位置、下限报警、动作位置。
***动作：***自行将大钩实际位置信号和确定值相比较，当大钩位置达到报警点时，***自行输出报警信号----蜂鸣报警，变频传动***自动减速。当大钩位置达到上限报警动作位置时，***输出信号到主气路电磁阀，关闭主气路，以实现刹车动作，传动***安全停车。
防碰释放：当***动作盘刹工作时，将解除***封锁。点击防碰释放按钮，传动***在安全速度范围内继续动作。
本装置对钻机的适用性很广泛，具体为：
1.钻机深度要求：该***适用于1000--12000米各种深度的陆地、海洋钻机。
2.钻机型号要求：该***实现的功能适用于各种型号、类型的机械式、直流电控式、交流变频式等钻机。
3.对钻机的传动和气路液路要求匹配性很高，下表为本发明针对钻机不同的传动和气液***的类型提供不同的功能输出对照表：
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.一种智能游车安全控制装置，包括***控制箱、传动***、刹车***、高度测量装置、报警装置，其特征在于：所述***控制箱包括监控终端和控制处理器，所述控制处理器分别与监控终端、传动***、刹车***、高度测量装置、报警装置连接，所述刹车***与传动***连接，传动***与高度测量装置连接。
2.根据权利要求1所述的智能游车安全控制装置，其特征在于：所述控制处理器采用智能PLC***，该PLC***包括电源模块、处理器CPU模块、I/O模块和高速计数模块，所述电源模块分别与处理器CPU模块、I/O模块和高速计数模块连接，处理器模块与I/O模块和高速计数模块连接。
3.根据权利要求1所述的智能游车安全控制装置，其特征在于：所述***控制箱为高防护等级防护箱，设有散热和保温装置。
4.根据权利要求1所述的智能游车安全控制装置，其特征在于：所述高度测量装置为编码器，所述编码器为防爆式增量型高精度编码器。
5.根据权利要求4所述的智能游车安全控制装置，其特征在于：所述编码器通过联轴结和传动***的滚筒相连接。
6.根据权利要求4所述的智能游车安全控制装置，其特征在于：所述编码器设置有支架和保护罩。
7.根据权利要求1-6任一项所述的智能游车安全控制装置，其特征在于：所述监控终端采用触摸式人机界面。
8.根据权利要求1所述的智能游车安全控制装置，其特征在于：所述高度测量装置的测量精度小于1cm。
9.根据权利要求1所述的智能游车安全控制装置，其特征在于：所述刹车***采用气压盘刹。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN2012101785147A CN102674185A (zh) | 2012-06-01 | 2012-06-01 | 智能游车安全控制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN2012101785147A CN102674185A (zh) | 2012-06-01 | 2012-06-01 | 智能游车安全控制装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN102674185A true CN102674185A (zh) | 2012-09-19 |
Family
ID=46806834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN2012101785147A Pending CN102674185A (zh) | 2012-06-01 | 2012-06-01 | 智能游车安全控制装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN102674185A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110543134A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-12-06 | 宝鸡石油机械有限责任公司 | 一种应用于直流钻机的防碰控制装置 |
| CN113356757A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-09-07 | 山东科瑞油气装备有限公司 | 一种车载钻修机监测保护*** |
| CN114604794A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-06-10 | 四川宏华电气有限责任公司 | 一种石油钻机绞车位置控制***及方法 |
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2012
- 2012-06-01 CN CN2012101785147A patent/CN102674185A/zh active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120919 |