[發明專利]一種鉆機用單吊環保護裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 202110095692.2
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112647867A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 張振中;劉浩;尤立春;王穎達;孫強;姬偉強;芮暉
• 申請（專利權）人: 天水電氣傳動研究所集團有限公司;天水天傳電氣工程有限責任公司;中國石油集團西部鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B19/00
• 分類號: E21B19/00;E21B19/04;E21B19/06;E21B41/00
• 代理公司: 蘭州嘉諾知識產權代理事務所(普通合伙) 62202
• 代理人: 郭海

本發明涉及石油鉆機技術領，具體為一種鉆機用單吊環保護裝置及其使用方法，吊卡插銷檢測系統分別設在吊卡外側，吊卡插銷檢測系統通過無線數據傳輸連接系統與綜合控制系統電性連接，運行狀態判斷系統與綜合控制系統電性連接，絞車接口控制系統與綜合控制系統電性連接，綜合控制系統與人機界面系統電性連接，本發明系統簡潔、安裝方便、保護全面，可全面適配市場上現有的交流、直流、數字、模擬的鉆機電傳動控制系統，適用性強，接口簡單，且不影響司鉆以往的正常操作習慣。本發明提供了一種在起、下鉆絞車低位上提時，兩個吊環未完全卡入吊卡，銷子沒有插到位時主動限制絞車扭矩輸出，使其出力不足拉動帶有鉆具的吊卡從而起到保護作用的裝置。

技術領域

本發明涉及石油鉆機技術領，具體為一種鉆機用單吊環保護裝置及其使用方法。

背景技術

起、下鉆是鉆井作業中的一種長時間反復性、高強度的配合作業，由于司鉆和井口人員的操作失誤，兩只吊環其中一只沒有掛入吊卡內，就會在剛起鉆上提時發生“單吊環”事故，造成井內油管折彎或折斷、鉆具落井、吊環彈起傷人等事故。當前，防止鉆機作業“單吊環”事故的方法大部分是在吊卡銷子上進行各種各樣的改進，也有少部分通過控制盤剎、離合器來防止“單吊環”起鉆的自動控制裝置，但由于沒有考慮到惡劣的井口環境、沒有考慮控制系統氣路、液路的滯后時間等，只能停留在理論驗證上，不能及時有效的杜絕單吊環事故，不能在實際中進行推廣應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鉆機用單吊環保護裝置及其使用方法，安裝方便、保護全面，可全面適配市場上現有的交流、直流、數字、模擬的鉆機電傳動控制系統，且不影響司鉆以往正常操作習慣的防止單吊環事件發生的裝置。

為解決上述技術問題，本發明一種鉆機用單吊環保護裝置包括有絞車、鉆具、吊卡、吊環、游車和鉆臺面，鉆具連接在鉆臺面上，吊卡設有兩個，兩個吊卡均連接在鉆具上，兩個吊卡分別連接在鉆具左右兩側，吊環設有兩個，兩個吊環下端分別連接在兩個吊卡上，每個吊環與每個吊卡采用插銷連接，兩個吊環上端連接在游車上，絞車的絞繩通過滑輪連接在游車上端；還包括有人機界面系統、綜合控制系統、無線數據傳輸連接系統、絞車接口控制系統、游車高度及運行狀態判斷系統和吊卡插銷檢測系統，吊卡插銷檢測系統設有兩個，兩個吊卡插銷檢測系統分別設在兩個吊卡外側，吊卡插銷檢測系統與無線數據傳輸連接系統無線通信連接，吊卡插銷檢測系統通過無線數據傳輸連接系統與綜合控制系統電性連接，運行狀態判斷系統連接在絞車的滾筒軸上，運行狀態判斷系統與綜合控制系統電性連接，絞車接口控制系統連接在絞車上，絞車接口控制系統與綜合控制系統電性連接，綜合控制系統與人機界面系統電性連接。

進一步的，所述的吊卡插銷檢測系統包括有檢測傳感器，檢測傳感器采用無機械觸頭的電感式非接觸傳感器。

進一步的，所述的吊卡插銷檢測系統包括有電感式接近開關傳感器、鋰電池和無線發送裝置，電感式接近開關傳感器、鋰電池和無線發送裝置電性連接。

進一步的，所述的無線數據傳輸連接系統采用LORO通訊模塊。

進一步的，游車高度及運行狀態判斷系統包括有增量式脈沖編碼器，增量式脈沖編碼器連接在絞車的滾筒軸上。

綜合控制系統可自動診斷游車高度位置、插銷插入吊卡的狀態、絞提下車上放工況，在游車低位、絞車上提且插銷未插到位時自動輸出絞車扭矩限制。人機界面系統可實時顯示游車高度、插銷插入吊卡狀態、保護動作狀態。人機界面系統可根據不同類型配置的鉆機調整游車高度、扭矩限制的值。絞車接口控制系統采用限制絞車扭矩輸出的方式預防鉆機單吊環事故。絞車接口控制系統可兼容交流、直流、數字、模擬的絞車電傳動系統

一種鉆機用單吊環保護裝置的使用方法，包括有如下步驟：

S1.記錄鉆機空游車起鉆時絞車電機的扭矩數據T, T在絞車的傳動控制柜中直接讀取；

S2.設置單吊環保護時絞車的扭矩值X，X＞T；

S3.設置單吊環保護投入的游車高度H；