[實用新型]游車防碰、防砸自動減速剎車控制裝置

無效

• 申請號: 200720085740.5
• 申請日: 2007-07-09
• 公開（公告）號: CN201077718Y
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發明（設計）人: 白義才;李家安
• 申請（專利權）人: 荊州市元達軟件開發有限公司
• 主分類號: B66C15/00
• 分類號: B66C15/00
• 代理公司: 荊州市亞德專利事務所
• 代理人: 陳德斌

技術領域：

本實用新型涉及一種鉆機、修井機或其它提升設備的游車防碰、防砸自動減速剎車控制裝置，屬油田鉆采設備的附件裝置領域。

背景技術：

在鉆井、修井作業中，不論白天黑夜，天氣好壞都不能間斷作業，由于司鉆操作疲勞和環境因素，很容易發生游車碰天車和砸鉆臺的事件。嚴重時因防碰失靈可導致井架變形、倒塌，因防砸失靈導致鉆具斷裂和由下砸產生的火花引起井場火災等重大惡性事故。為了保障鉆井、修井作業的安全，在鉆機、修井機上一般都裝有三套防上碰(又稱天車防碰——游車上提時與天車相撞)裝置，即重錘式、過倦閥式和電子式防上碰裝置。前兩種屬機械限位式防碰，后一種是通過檢測絞車滾筒的轉動計算高度后，在設定的高度進行剎車。這三種剎車裝置都有一個共同特點，就是當達到固定高度后，才開始通過換向閥打開剎車液、氣路，通過剎車液、氣缸驅動剎車塊或剎帶來剎車。現有的電子式防碰剎車系統雖然一般都帶有游車高度指示、固定高度報警功能，但也不能適用于所有工況。

上述的三套防上碰裝置都存在如下的不足之處。

一、上述三套裝置控制的液氣壓閥件都為換向閥，只能實現簡單的緊急剎車，這種剎車方式存在二大缺陷：第一、由于過于簡單地剎車過程使剎車過急，游車上沖后的勢能轉換成下沖的動能，使之發生跳繩、嵌繩、瞬時過載、井架劇烈晃動等，影響生產安全和生產效率，而且大繩易被損壞。由于井架劇烈晃動，往往造成司鉆和其它作業人員的極度恐慌。第二、由于剎車起點固定，因剎車執行機構的間隙變化，會使剎死點高度變化，當剎塊或剎帶間隙偏大，而提升速度又快時，往往仍然會發生撞天車事故。

二、現有的電子式防碰剎車系統，其報警高度(包括上、下報警)也是固定的，這種報警方式往往有時干擾司鉆正常操作，而且當游車速度很快時，即使報警，司鉆也來不及反應和處理。

三、因為防下砸要求極高的剎車定位精度，上述三套裝置都不具備防下砸功能和防下砸的硬件條件。現有電子式防碰剎車系統無論從控制原理還是實際應用，也只能做到防下砸報警。而下砸有可能造成鉆具斷裂，甚至可能因為下砸時產生的火花造成井場火災。

發明內容：

本實用新型的目的在于：克服上述防上碰裝置存在的不足，提供一種通過采集安裝在絞車滾筒軸上的旋轉編碼器的轉動信號和采集載荷傳感器檢測的游車死繩拉力載荷，并依據所用剎車執行機構的制動力矩曲線，通過控制裝置主機綜合分析計算后輸出模擬量，控制電控比例減壓閥或伺服閥實現對剎車力的控制，達到按系統要求逐步控制游車速度，并最終實現平穩剎車和定位剎車的游車防碰、防砸自動減速剎車控制裝置。通過對游車運行速度和高度的計算，參考電控比例減壓閥或伺服閥和剎車執行機構的時間特性，以及考慮司鉆作出反應和操作的必要時間，進行智能報警。

本實用新型是通過如下的技術方案來實現上述目的的：

該游車防碰、防砸自動減速剎車控制裝置包括電源適配器、旋轉編碼器、載荷傳感器、控制裝置主機、報警裝置、電控比例減壓閥或伺服閥和剎車執行機構，電源適配器與控制裝置主機的電源接口連接，電控比例減壓閥或伺服閥通過液路管件連接裝在絞車上的剎車執行機構，其特征在于：

所述的旋轉編碼器安裝在絞車滾筒軸上，其輸出端通過電纜與控制裝置主機連接，將絞車滾筒軸的轉動信息以脈沖信號方式傳送給控制裝置主機；

所述的載荷傳感器安裝在游車的死繩固定器上，輸出端通過電纜與控制裝置主機連接，將載荷變化以4-20mA的模擬量傳輸給控制裝置主機；

所述的控制裝置主機用于完成載荷傳感器和旋轉編碼器傳輸的數據處理與計算，并通過剎車控制輸出電路將根據游車高度、速度、載荷、剎車機構特性作出的剎車控制量以模擬控制信號通過電纜傳送給電控比例減壓閥或伺服閥的控制端口和提前通過報警裝置進行智能報警。

控制裝置主機在控制過程中根據高度、速度、載荷的具體情況不斷調整輸出電流值，通過電控比例減壓閥或伺服閥調整剎車力，使游車準確平穩的剎停在要求高度。

控制裝置主機通過對游車運行速度和高度的計算，參考電控比例減壓閥或伺服閥和剎車執行機構的時間特性，以及考慮司鉆作出反應和操作的必要時間，通過報警裝置提前進行智能報警。

本實新型與現有技術相比的優點在于：

1、通過對游車運行速度和高度的計算，參考電控比例減壓閥或伺服閥和剎車執行機構的時間特性，以及考慮司鉆作出反應和操作的必要時間，進行智能報警。既不過早報警，干擾司鉆正常操作；也不過遲報警，使司鉆來不及反應。