[發明專利]一種提高鉆井效率和安全系數的全域速度控制方法及裝置

有效

• 申請號: 202010141594.3
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111271047B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 緱柏弘;杭達震
• 申請（專利權）人: 北京四利通控制技術股份有限公司
• 主分類號: E21B44/00
• 分類號: E21B44/00;H02P29/00;H02P3/06
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 于國強

本發明涉及鉆采機械領域，公開了一種提高鉆井效率和安全系數的全域速度控制方法及裝置，包括：S1)實時采集基礎數據；S2)計算均減速條件下大鉤從當前大鉤高度位置運行到高度限值位置所需要的加速度a；S3)判斷加速度a是否小于最小介入加速度；S4)判斷大鉤當前是否處于輕載；S5)判斷當前大鉤速度是否超過鉆頭位置限速；S6)判斷加速度a是否大于最大剎車能力；S7)根據最大剎車能力調節電機；S8)剎車器按最大剎車力輸出。本發明針對不同的大鉤位置和鉆頭位置采取了不同的速度限值，在確保提升系統和井眼安全的前提下提高上提下放效率；避免觸發限位裝置的硬剎車，保證提升系統安全，延長了使用壽命和維護成本；降低了人工成本。

技術領域

本發明涉及鉆采機械領域，尤其涉及一種提高鉆井效率和安全系數的全域速度控制方法及裝置。

背景技術

目前鉆機游車的防上碰下砸裝置主要依賴物理機構、編碼器或激光測距等方式在大鉤高度達到上下限值時進行剎車。一方面，這些剎車方式需要提升系統瞬間承受較大的應力，影響提升系統安全和使用壽命；另一方面，為了防止觸發防上碰下砸緊急剎車，司鉆需要降低大鉤移動速度提前剎車，影響效率。

比如，國家專利文獻CN204344008U，公開了“一種石油鉆機上游車的防上碰下砸裝置”，該實用新型的防上碰下砸裝置包括有激光測距傳感器、安全柵、控制器、剎車繼電器、釋放按鈕和觸摸屏，所述的激光測距傳感器利用支架固定在天車的下端，該激光測距傳感器的探頭正對所述的游車，所述的安全柵連接所述的激光器測距傳感器以接收傳感器信號，該安全柵連接并傳輸傳感器信號至所述的控制器，所述控制器的一個輸出端連接觸摸屏，一個輸出端連接剎車繼電器，該剎車繼電器連接所述的釋放按鈕以控制盤剎剎車。又比如國家專利文獻CN208561524U，公開了“石油鉆機游車防上碰下砸裝置”，該實用新型包括起升裝置和游車本體，起升裝置與游車本體通過鋼絲繩連接，游車本體任意的一側的外壁固定設置限位裝置，限位裝置包括第一氣缸、第二氣缸和限位器，第一氣缸和第二氣缸的伸縮端頭部均固定設置第一限位板，第一限位板靠近游車本體的一側均固定設置限位器；游車本體側面固定設置控制器，限位器與控制器電連接。

現有技術存在以下問題：(1)當達到限位時才進行剎車控制，剎車瞬間提升系統承受應力較大，影響提升系統安全和使用壽命；(2)為了避免觸發限位裝置，司鉆會降低大鉤移動速度提前剎車，影響效率,并且需要全程集中精力，操作強度大；(3)不能根據鉆頭所處底層采取合理的上提下放速度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種提高鉆井效率和安全系數的全域速度控制方法及裝置，從而解決現有技術中存在的前述問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種提高鉆井效率和安全系數的全域速度控制方法，包括步驟：

S1)實時采集基礎數據，根據鉆頭所在井深的高度h獲取鉆頭位置限速v_max；

S2)根據實時采集的基礎數據計算均減速條件下大鉤從當前大鉤高度位置運行到高度限值位置剛好停止所需要的加速度a；

S3)設置最小介入加速度a_min和最大剎車能力a_max，判斷加速度a是否小于最小介入加速度a_min，若是，則進入步驟S4)，若否，則進入步驟S6)；

S4)判斷大鉤當前處于輕載狀態還是重載狀態，若處于輕載狀態，則不進行自動剎車控制；若處于重載狀態，則進入S5)；

S5)獲取當前大鉤速度，判斷當前大鉤速度是否超過鉆頭位置限速v_max，若是，則按照最小介入加速度a_min對大鉤進行減速控制；若否，則不進行自動剎車控制；

S6)判斷加速度a是否大于最大剎車能力a_max，若否，則進入步驟S7)；若是，則進入步驟S8)；