[發(fā)明專利]一種用于石油鉆機游車高度保護再確認的方法

有效

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• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN111101902B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設計）人: 張振中;王麗;朱永;馬利進;張銳
• 申請（專利權）人: 天水電氣傳動研究所集團有限公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B44/00;E21B41/00
• 代理公司: 甘肅省知識產(chǎn)權事務中心代理有限公司 62100
• 代理人: 陳超

本發(fā)明提出一種用于石油鉆機游車高度保護再確認的方法，在高于鉆臺面h米處的井架上和游車本體上安裝一個光電接近開關，當游車每次運行到發(fā)光源光線照射區(qū)時，反射層反射光線，光電接近開關就會接通觸發(fā)，控制系統(tǒng)PLC接收到觸發(fā)信號后立即確認此時游車高度監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測到的游車實際高度H，如果H減h的絕對值大于設定閥值，控制系統(tǒng)就會發(fā)出警告，提醒司鉆核實，如果司鉆不理，控制系統(tǒng)會發(fā)出執(zhí)行信號使動力運轉裝置自動降速并剎車，直至司鉆完成游車高度校準并確認后，控制系統(tǒng)才恢復游車的運行。有益效果：自動化程度高，工況針對性強，處理效果明顯。可有效提升石油鉆機游車高度保護的水平、效率與安全性。

技術領域

本發(fā)明屬于石油鉆井技術領域，具體涉及石油鉆機游車高度保護的技術。

背景技術

石油鉆機在鉆井作業(yè)中，游車在二層臺和鉆臺面之間拖動鉆桿上下往復運行，通過頂驅(qū)或者轉盤的旋轉驅(qū)動鉆桿完成鉆井作業(yè)。游車的安全運行對鉆井的順利進行起著關鍵性的作用。通常，對游車的運行保護是通過“上碰下砸”邏輯保護程序來實現(xiàn)的。首先，需要通過HMI設置游車的上碰下砸的四個保護值：上減速點，上碰點，下減速點，下砸點。系統(tǒng)通過安裝在滾筒軸的編碼器來確定游車的實際運行高度，當游車的實際高度在上減速點和下減速點之間時，游車的運行速度由司鉆控制；當游車實際高度處于上減速點與上碰點之間或者處于下減速點與下砸點之間時，游車處于限制速度運行狀態(tài)，此時的游車運行速度被系統(tǒng)限制了最高速度，不論司鉆給定的速度多大，游車的運行速度依然不會超過限制值，處在安全的低速范圍內(nèi)。當游車實際高度超過上碰點或者低于下砸點后，系統(tǒng)自動將游車的速度給定回零，同時發(fā)出指令控制盤剎剎車。

以上所述“上碰下砸”保護是目前廣泛采用的游車高度保護方法。這種保護方法的實現(xiàn)除了要求硬件的可靠運行外，還需要系統(tǒng)檢測到的游車高度和實際的游車高度要一致，偏差控制在0.5%以內(nèi)。當出現(xiàn)兩個的差距較大后，系統(tǒng)的保護就會出現(xiàn)偏差，導致游車上碰下砸，造成重大的人員傷亡和設備損壞事故。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提出一種用于石油鉆機游車高度保護再確認的方法，以進一步提高游車運行的安全性。

本發(fā)明的技術方案：一種用于石油鉆機游車高度保護再確認的方法，在高于鉆臺面h米處的井架上和游車本體上安裝一個光電接近開關，其中光電接近開關的發(fā)光源安裝在井架上、反射層安裝在井架上游車本體上，當游車每次運行到發(fā)光源光線照射區(qū)時，反射層反射光線，光電接近開關就會接通觸發(fā)，控制系統(tǒng)PLC接收到觸發(fā)信號后立即確認此時游車高度監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測到的游車實際高度H，如果游車實際高度H減去h的絕對值大于設定閥值，控制系統(tǒng)就會發(fā)出警告，提醒司鉆此時游車高度監(jiān)測系統(tǒng)出現(xiàn)存在風險，需要核實，如果司鉆不予理會和校準，控制系統(tǒng)會發(fā)出執(zhí)行信號使得動力運轉裝置自動降速并剎車，直至司鉆完成游車高度校準并確認后，控制系統(tǒng)才恢復游車的運行。

本發(fā)明的有益效果：該方法思路新穎，自動化程度高，工況針對性強，處理效果明顯。可有效提升石油鉆機游車高度保護的水平、效率與安全性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的流程示意圖。

具體實施方式

實施方法的具體步驟如下（參見圖1）：

1）游車運行啟動。

2）游車及其光電傳感設備工作正常。

3）游車正常上行或下行。

4）游車上行或下行經(jīng)過設定的鉆臺面15米處的井架上位置時光電傳感設備被觸發(fā)。

5）光電傳感設備產(chǎn)生的觸發(fā)信號送入系統(tǒng)PLC。

6）系統(tǒng)PLC由此計算出游車的實際高度，并與閥值0.2米作比較。

7）若游車的實際高度大于0.2米，則由系統(tǒng)發(fā)出監(jiān)測存在風險的警告，等待司鉆處理。

8）如果司鉆已做出處理，則執(zhí)行3）。