[發(fā)明專利]鉆井頂驅與井架二層臺保護裝置

有效

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• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN107654199B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發(fā)明（設計）人: 聶德武;毛江
• 申請（專利權）人: 劉玉友
• 主分類號: E21B19/00
• 分類號: E21B19/00;E21B44/00
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 羅文遠

本發(fā)明涉及一種鉆井頂驅與井架二層臺保護裝置。頂驅吊環(huán)的前傾位置和后傾位置處分別安裝有吊環(huán)位置檢測開關，在中間懸浮位置處設有吊環(huán)懸浮檢測開關，來判斷頂驅吊環(huán)的位置狀態(tài)；在所述的絞車上安裝編碼器，當絞車上的滾筒旋轉一周，編碼器可輸出多個脈沖記錄；中央控制器按編碼器記錄脈沖數(shù)指示出頂驅在井架中的高度；通過在中央控制器內(nèi)把頂驅吊環(huán)的位置和頂驅的高度進行處理比較，實現(xiàn)二層臺位置的防碰撞。有益效果是：頂驅和絞車兩個獨立的設備系統(tǒng)有機的結合起來，彌補了各自設計上的不足，可以極大提高設備操作的安全性，有效防止因為人為失誤造成頂驅吊環(huán)碰撞井架二層臺以及由此帶來的其他嚴重連帶事故。

技術領域

本發(fā)明涉及一種石油鉆井設備，特別涉及一種鉆井頂驅與井架二層臺保護裝置。

背景技術

頂驅是當今石油鉆井的前沿技術與裝備，能夠完成鉆柱旋轉鉆進，循環(huán)鉆井液、接單根、上卸扣和倒劃眼等多種鉆井操作，現(xiàn)在各種類型的鉆機越來越多的配備頂驅，各種頂驅主體結構和工作原理是一致的，頂驅的功能雖然很強大，但在鉆井施工中存在一個很大的安全隱患是：頂驅在起下鉆時需要不停地重復吊環(huán)前傾、后傾、懸浮（中位）過程，同時也要重復上提到二層臺之上和下方到井口的上下運動過程，這是一種必須的施工程序；正常的操作是不管吊環(huán)前傾還是后傾必須再按一下懸浮或中位按鈕，在吊環(huán)保持垂直狀態(tài)時才能使頂驅上、下行，目的是避免吊環(huán)在傾斜狀態(tài)時頂驅上、下運動造成掛、碰二層臺。頂驅自身的各種操作和頂驅上下運動之間是完全獨立的兩個控制系統(tǒng)，沒有任何連鎖保護，但在正常的鉆井施工中兩者在吊環(huán)狀態(tài)方面是互相緊密聯(lián)系的，二層臺處的前后空間小和頂驅本體之間只有幾十公分的間距，吊環(huán)傾斜角度稍大就可能碰到二層臺，正常接立柱或起鉆時的角度必然超過最大允許角度，這種情況在正常的施工工藝中是經(jīng)常遇到的，在各個使用頂驅的井隊已是多次發(fā)生兩者碰撞事故，總體出現(xiàn)的頻率是比較高的。這種問題一旦發(fā)生會造成非常嚴重的后果，頂驅和二層臺直接受損、二層臺上的操作人員受到傷害；二層臺的位置大約是26米高左右，不但問題難以處理還可能有高空落物威脅在井口工作人員，還會間接影響鉆井施工各個方面。這種嚴重安全隱患發(fā)生概率較高，光靠操作人員人為防護可靠性太差，造成人員壓力大，精神緊張。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，提供一種鉆井頂驅與井架二層臺保護裝置，提高設備的安全性，減少或杜絕這個問題的發(fā)生，減輕工人勞動強度。

本發(fā)明提到的一種鉆井頂驅與井架二層臺保護裝置，包括頂驅（1）、導軌（2）、二層臺（3）、鉆臺（4）、頂驅吊環(huán)（5）、井架（6）、天車（7）、絞車（8）、滾筒儀表軸（9），所述的鉆臺（4）上固定有井架（6），井架（6）的頂部安裝有天車（7），且井架（6）內(nèi)安裝有導軌（2），鉆臺（4）的上方設有二層臺（3），所述二層臺（3）固定在井架（6）的中部，鋼絲繩的一端連接頂驅（1），另一端繞過天車（7）連接到絞車（8），所述的頂驅（1）的下部安裝有頂驅吊環(huán)（5），頂驅吊環(huán)（5）可以實現(xiàn)前傾、后傾、懸浮動作，其特征是：所述的頂驅吊環(huán)（5）的前傾位置和后傾位置處分別安裝有吊環(huán)位置檢測開關，在中間懸浮位置處設有吊環(huán)懸浮檢測開關，來判斷頂驅吊環(huán)的位置狀態(tài)；在所述的絞車（8）上安裝編碼器，當絞車上的滾筒旋轉一周，編碼器可輸出多個脈沖記錄；中央控制器按編碼器記錄脈沖數(shù)指示出頂驅（1）在井架中的高度；通過在中央控制器內(nèi)把頂驅吊環(huán)的位置和頂驅（1）的高度進行處理比較，實現(xiàn)二層臺（3）位置的防碰撞。

上述的在中央控制器內(nèi)把頂驅吊環(huán)的位置信號和頂驅（1）的高度信號，二者進行處理比較，如果檢測到頂驅吊環(huán)處于傾斜狀態(tài)，一旦頂驅高度在設定的井架的二層臺高度范圍內(nèi)，中央控制器就給絞車一個剎車控制信號，讓絞車自動剎車，同時發(fā)出聲光報警信號，防止人為失誤吊環(huán)碰撞井架二層臺；在井架的其他高度頂驅吊環(huán)可以處于任意狀態(tài)，這樣不影響設備正常操作和鉆井的正常施工；另外，頂驅在起鉆時頂驅接近二層臺時速度較快時，設定提前一段距離進行預警，提醒司鉆減速。