一种石油钻机顶驱防撞猴台控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术石油钻机顶驱防撞猴台控制装置，包括信号采集单元、PLC控制单元以及报警信号输出或/和执行单元；所述信号采集单元包括绞车/大钩位置传感器以及顶驱吊环前倾开关信号或/和吊环悬浮开关信号采集继电器；所述绞车/大钩位置传感器输出信号接入PLC控制单元，所述继电器控制线圈接入顶驱吊环前倾开关信号或吊环悬浮开关信号回路，继电器输出开关信号接入PLC；所述PLC控制单元输出连报警信号输出或/和接执行单元。PLC控制单元利用绞车传感器监测游车上/下行高度，同时利用隔离继电器采集顶驱吊环前倾信号与悬浮信号，以此来综合判断顶驱吊环与猴台之间距离是否在可控范围内，继而通过自动控制系统防止由于误操作或意外因素造成顶驱吊环碰撞猴台。

【技术实现步骤摘要】
一种石油钻机顶驱防撞猴台控制装置
本技术涉及石油钻井工程安全控制技术，尤其是涉及一种顶驱防撞猴台安全防护自动控制装置或自动安全防护报警装置。
技术介绍
随着石油钻井技术的不断发展，顶驱在钻井过程中可用立根钻进，减少2/3的上扣卸扣工作量。借助于倾斜臂和旋转头的作用，井口上卸扣作业和二层台作业的体力劳动强度大大减轻。在起下钻过程中遇卡或遇阻，可迅速使顶驱接上钻具，循环泥浆进行划眼作业。在下套管时，借助于吊环倾斜机构抓取套管，在上扣时顶驱有扶正作用，可避免乱扣错扣，大大提高下套管速度。在定向钻进中，可用刹车机构刹住顶驱主轴，进行定向造斜。因此，顶驱在国内外钻井中的应用越来越广泛。但随着顶驱的广泛应用，其机械吊臂和旋转头的特有作用，在特殊作业时也导致了一些事故的发生。比如，在起下钻作业时，需要井架工人爬上二层台的猴台处，待司钻旋转顶驱操控台上的前倾旋钮使机械吊臂前倾，然后井架工人与之相互配合，完成上扣卸扣、取放立根、接立根等作业。正常情况下机械吊臂完成前倾作业后，司钻必须按下操控台上的悬浮按钮，使伺服机械吊臂倾斜的液压油缸处于浮动状态，机械吊臂在重力作用下会回到中位后，游车方能上下行。但在实际顶驱操作时，由于司钻的误操作未能按下悬浮按钮，使前倾的机械吊臂在完成作业后未能及时归中位。此时若游车上下行进，前倾的机械吊臂将会与井架工人所站的猴台发生碰撞，从而导致严重的安全事故。目前，国内钻机都配备有防碰刹车系统，但这些防碰刹车装置有的不具备防撞猴台的功能，有的虽然有防撞猴台的功能，却是以牺牲起下钻作业效率为代价来达到防碰猴台的目的。即无论顶驱机械倾吊臂是否前倾，无论司钻是否有误操作，只要游车临近猴台，防碰装置都会采取刹车动作，使游车悬停数秒，强行中断正常的起下钻作业流程。为解决上述问题，促进石油钻井生产安全，有必要对石油钻机顶驱机械吊臂防撞井架猴台的安全防护进行研究。
技术实现思路
本技术针对现有技术不足，提出一种石油钻机顶驱防撞井架猴台的安全防护控制装置。本技术采用的技术方案：本专利技术石油钻机顶驱防撞猴台控制装置，包括信号采集单元、PLC控制单元以及报警信号输出或/和执行单元；所述信号采集单元包括绞车/大钩位置传感器以及顶驱吊环前倾开关信号或/和吊环悬浮开关信号采集继电器；所述绞车/大钩位置传感器输出信号接入PLC控制单元的一路输入端，所述继电器控制线圈接入顶驱吊环前倾开关信号或吊环悬浮开关信号回路，继电器输出开关信号接入PLC控制单元；所述PLC控制单元输出连报警信号输出或/和接执行单元。所述的石油钻机顶驱防撞猴台控制装置，顶驱吊环前倾开关信号采集继电器（KA1）线圈的一端与顶驱吊环前倾开关的负载侧连接,另一端连接顶驱的24VG。所述的石油钻机顶驱防撞猴台控制装置，吊环悬浮开关信号采集继电器（KA2）线圈的一端与顶驱吊环悬浮开关的负载侧连接,另一端连接顶驱的24VG。所述的石油钻机顶驱防撞猴台控制装置，所述执行单元包括控制继电器（KA3）、控制电磁阀以及梭阀，所述控制继电器（KA3）的一对常开触点与顶驱悬浮开关的两个接线端并联。所述控制电磁阀和梭阀联锁到绞车滚筒和总离合高低速控制气路之中，构成盘刹连锁装置；控制电磁阀和梭阀气源进口分别连接气源，所述控制电磁阀的控制线圈连接PLC控制单元的输出端，所述控制电磁阀的输出口A连接控制总离合与高低速，控制电磁阀的输出口B连接梭阀的控制输入端，所述梭阀的输出连接控制盘刹。所述的石油钻机顶驱防撞猴台控制装置，与PLC控制单元通讯连接设有一体化工控机。本专利技术采用隔离继电器实现PLC数字信号输入端对顶驱吊环前倾开关信号或/和顶驱悬浮开关信号的隔离采集，采用绞车传感器实时检测游车大钩的高度位置信号，并传输给PLC数字信号输入端。PLC依据设定的程序，自动分析判断游车大钩是否临近了猴台。当游车大钩临近了猴台进入防撞系统设定的判断区域时，如果系统采集到了吊环前倾开关动作信号但未采集到悬浮开关动作信号，系统自动发出刹车信号锁定游车，同时闭合KA3常开触点使顶驱吊环悬浮，待前倾吊环回归中位后游车自动解锁。如果游车大钩临近猴台进入了防撞系统设定的判断区域，系统既采集到了吊环前倾开关动作信号，又采集到了悬浮开关动作信号，防撞系统不发出控制信号，游车保持原有的行进状态。技术有益效果：1、本技术石油钻机顶驱防撞猴台控制装置，利用绞车传感器监测游车上/下行进高度，同时通过中间继电器实现对顶驱吊环前倾信号或/和悬浮开关信号的隔离采集，以此来综合判断顶驱吊环与猴台的距离是否在可控范围内，继而通过自动控制盘刹刹车系统来防止由于误操作或意外因素造成顶驱吊环碰撞猴台，避免事故的发生。经济适用，且安全可靠。2、本技术石油钻机顶驱防撞猴台控制装置，既有效防止了由于误操作或意外失控导致的顶驱吊环碰撞猴台发生，又避免了游车临近猴台时，顶驱吊环未前倾游车也被强制锁定，正常的起下钻作业流程被强行中断等弊端。全系统设计合理，容易实现，方便推广，具有较好的社会效益。3、本技术石油钻机顶驱防撞猴台控制装置，既实现了钻机和游车的自动控制，又可以有效防止顶驱吊环碰撞猴台，适合国内外各种型号的钻机，通用性强，适应范围广，技术难度不大，性价比较高。附图说明图1：本技术石油钻机顶驱防撞猴台控制装置结构示意图之一；图2：本技术石油钻机顶驱防撞猴台控制装置结构示意图之二；图3：本技术石油钻机顶驱防撞猴台控制装置结构示意图之三；图4：本技术石油钻机顶驱防撞猴台控制装置结构示意图之四；图5：本技术石油钻机顶驱防撞猴台控制装置结构示意图之五。具体实施方式下面通过具体实施方式，对本技术技术方案做进一步的详细描述。以下各实施例仅用于说明本技术，不应当构成对技术保护范围的限定。本领域技术人员在现有技术范围内，采用惯用技术手段的置换以及和现有技术进行简单组合，均不脱离本技术保护范围。实施例1本技术石油钻机顶驱防撞猴台控制装置，包括信号采集单元、PLC控制单元以及报警信号输出或/和执行单元；所述信号采集单元包括绞车/大钩位置传感器以及顶驱吊环前倾开关信号或/和吊环悬浮开关信号采集继电器；所述绞车/大钩位置传感器输出信号接入PLC控制单元的一路数字信号输入端，所述继电器控制线圈接入顶驱吊环前倾开关信号或吊环悬浮开关信号回路，所述继电器输出开关信号接入PLC控制单元；所述PLC控制单元输出连报警信号输出或/和接执行单元。参见图1，为本技术具体实施方式之一。采用顶驱吊环前倾信号经由24V继电器KA1线圈输入到PLC控制单元；所述PLC控制单元输出连接执行单元控制电磁阀以及梭阀。顶驱吊环前倾开关信号采集继电器KA1线圈的一端与顶驱吊环前倾开关的负载侧连接,另一端连接顶驱的24VG。本实施例石油钻机顶驱防撞猴台控制装置的工作原理：1）顶驱吊环前倾开关动作时，信号经由24V继电器KA1线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石油钻机顶驱防撞猴台控制装置，包括信号采集单元、PLC控制单元以及报警信号输出或/和执行单元；其特征是：所述信号采集单元包括绞车/大钩位置传感器以及顶驱吊环前倾开关信号或/和吊环悬浮开关信号采集继电器；所述绞车/大钩位置传感器输出信号接入PLC控制单元的一路数字信号输入端，所述继电器控制线圈接入顶驱吊环前倾开关信号或吊环悬浮开关信号回路，所述继电器输出开关信号接入PLC控制单元；所述PLC控制单元输出连报警信号输出或/和接执行单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种石油钻机顶驱防撞猴台控制装置，包括信号采集单元、PLC控制单元以及报警信号输出或/和执行单元；其特征是：所述信号采集单元包括绞车/大钩位置传感器以及顶驱吊环前倾开关信号或/和吊环悬浮开关信号采集继电器；所述绞车/大钩位置传感器输出信号接入PLC控制单元的一路数字信号输入端，所述继电器控制线圈接入顶驱吊环前倾开关信号或吊环悬浮开关信号回路，所述继电器输出开关信号接入PLC控制单元；所述PLC控制单元输出连报警信号输出或/和接执行单元。


2.根据权利要求1所述的石油钻机顶驱防撞猴台控制装置，其特征是：顶驱吊环前倾开关信号采集继电器（KA1）线圈的一端与顶驱吊环前倾开关的负载侧连接,另一端连接顶驱的24VG。


3.根据权利要求1所述的石油钻机顶驱防撞猴台控制装置，其特征是：吊环悬浮开关信号采集继电器（KA2）线圈的一端与顶驱吊...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵刚，于春，夏玉龙，孙志刚，张英栋，徐杰，张继军，
申请(专利权)人：濮阳市百福瑞德石油科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41