專利名稱：防溜鉆、遇阻卡自動報警保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆井、修井作業(yè)工具，特別是涉及一種防溜鉆、遇阻卡自動報警保護(hù) 裝置。
二背景技術(shù)：
石油鉆井是一項隱蔽的地下工程，存在大量的模糊性、隨機(jī)性和不確定性問題。在鉆 井工作中，鉆進(jìn)、起鉆、下鉆是鉆井工作的主要環(huán)節(jié)之一，鉆進(jìn)就是使用一定的破巖工具， 利用設(shè)備驅(qū)動破巖工具旋轉(zhuǎn)，操作人員按照一定的壓力均勻的給破巖工具施加壓力(鉆壓)， 實現(xiàn)不斷地破碎井底巖石，加深井眼的過程；而起、下鉆是由于設(shè)備問題、鉆頭使用情況、 鉆具結(jié)構(gòu)需要變化、地層因素等諸多原因，就需要起、下鉆；在鉆進(jìn)時，操作人員水平低 或精力不集中，就有可能發(fā)生溜鉆問題，使鉆頭壽命降低，甚至使鉆頭報廢，井眼打斜。 在起、下鉆過程中，由于井下可能存在壓差、沉砂或砂橋、井眼坍塌、鉆頭泥包、井眼縮 徑、鍵槽等原因，經(jīng)常會碰到遇阻、遇卡的現(xiàn)象，如果此時遇卡、遇阻現(xiàn)象不能及時發(fā)現(xiàn) 和處理，就會使復(fù)雜的井下情況更加復(fù)雜，甚至?xí)葑兂墒鹿省?br> 鉆進(jìn)防溜鉆、起鉆遇卡、下鉆遇阻的預(yù)防和處理目前主要是從人的操作方面來控制， 如制定合理的規(guī)章制度，提升操作者的技術(shù)水平等方面來得到實現(xiàn)，然而，由于有時候人 的精力不集中或起下鉆過程中，突然的遇阻、遇卡，此時如果沒有及時采取措施就會發(fā)生 事故。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種防溜鉆、遇阻卡自動報警 保護(hù)裝置，使設(shè)備從被動的使用狀況改變?yōu)橹鲃拥奶嵝押椭鲃拥目刂茽顩r，來實現(xiàn)預(yù)防事 故，達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。
其技術(shù)方案是包括司鉆操作平臺、液壓傳感器、探測器、PLC處理電路及電磁閥， 所述的液壓傳感器將死繩拉力的液壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘杺魉椭罰LC處理電路;所述的探測 器探測游車位置高低，以傳出控制信號給PLC處理電路；兩種信號傳輸?shù)絇LC處理電路， 通過PLC程序運(yùn)算，比較死繩拉力與鉆具自重，自動識別鉆進(jìn)、起鉆、下鉆，進(jìn)而控制電 磁閥是否剎車，防止溜鉆或遇阻卡發(fā)出警報。
上述的司鉆操作平臺上設(shè)有懸重設(shè)置控制器、控制量設(shè)定器、報警燈或聲音指示和控 制開關(guān)；所述的懸重設(shè)置控制器設(shè)置修正懸重值，所述的控制量設(shè)定器設(shè)定三種工況，每 種設(shè)定兩個值，第一個達(dá)到時報警，第二個剎車；所述的控制開關(guān)是關(guān)閉時電磁閥復(fù)位防 碰天車氣路關(guān)閉，絞車正常工作。
上述的PLC處理電路包括傳感器(A)、對零、下報警器設(shè)置、起鉆、電源線、傳 感器(B)、取消保護(hù)、上報警器設(shè)置、下鉆、剎車指示、預(yù)警指示、零點指示、小報警輸 出、上限指示、下限指示、離合控制和大報警輸出；在鉆進(jìn)過程中，設(shè)定正常鉆壓，在正 常鉆壓基礎(chǔ)上設(shè)定一個附加值，到達(dá)附加值使司鉆操作臺處的指示燈發(fā)出警報，提示人采 取措施，當(dāng)大于附加值系統(tǒng)強(qiáng)制剎車，防止溜鉆；起鉆大于、下鉆小于設(shè)定附加值時，使 司鉆操作臺處的指示燈發(fā)出警報，在遇卡或遇阻超過設(shè)定最大值或最小值時，強(qiáng)制剎車防 止復(fù)雜情況惡化。
本發(fā)明的有益效果是(1)、在起下鉆鉆具遇阻時，及時發(fā)出報警信號，提醒司鉆注意 及時采取措施避免事故的發(fā)生；(2)、與指重表相配合實現(xiàn)安全快速的生產(chǎn)，起到及時提醒 和強(qiáng)制剎車的雙重功用；(3)、在鉆進(jìn)時，可輔助防止溜鉆的發(fā)生，有利于保護(hù)鉆頭、鉆具。
四

附圖1為本發(fā)明的原理方框附圖2為前面板接線原理附圖3是PLC(FPO-C32T)1/0接口原理附圖4為外連接端子接口附圖5為繼電器接線、模擬量圖。
五具體實施例方式
結(jié)合附圖l-5，對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述它主要包括聲光報警l、預(yù)警指示2、剎車
指示3、傳感器(A)指示4、傳感器(B)指示5、保護(hù)下限6、零點指示7、保護(hù)上限8、 取消保護(hù)9、自重設(shè)置10、對零按鈕11、懸重設(shè)置12、起鉆13、下鉆14、傳感器(A) 15、對零16、下報警器設(shè)置17、起鉆18、電源線19、傳感器(B) 20、取消保護(hù)21、上 報警器設(shè)置22、下鉆23、剎車指示24、預(yù)警指示25、零點指示26、小報警輸出27、上限 指示28、下限指示29、離合控制30、大報警輸出31、剎車控制32、大報警控制33、傳感 器(A) 34、傳感器(B) 35、壓力傳感器36、剎車37、復(fù)位38、大報警輸出39、電源線 40壓力信號輸入41、 (24v)電源線42等部件名稱。
采用高可靠性PLC做檢測控制核心，設(shè)置了起鉆/鉆進(jìn)/下鉆三種工況模式，可根據(jù)鉆 井實際工況進(jìn)行選擇，在鉆具上提、下放時，絞車滾筒大繩位置發(fā)生變化，死繩固定器處 傳感器液體壓力發(fā)生變化，位置傳感器自動采集絞車滾筒的轉(zhuǎn)動信號，壓力傳感器實時測 量傳感器液體壓力信號，兩種信號傳輸?shù)絇LC，通過PLC程序運(yùn)算，比較死繩拉力與鉆具 自重，自動識別鉆進(jìn)、起鉆、下鉆，在鉆進(jìn)過程中，設(shè)定正常鉆壓，在正常鉆壓基礎(chǔ)上設(shè) 定一個附加值，到達(dá)附加值使司鉆操作臺處的指示燈發(fā)出警報，提示人采取措施，當(dāng)大于 附加值系統(tǒng)強(qiáng)制剎車，起到防溜鉆的作用。起鉆大于、下鉆小于設(shè)定附加值時，使司鉆操
作臺處的指示燈發(fā)出警報，在遇卡或遇阻超過設(shè)定最大值或最小值時，強(qiáng)制剎車防止復(fù)雜 情況惡化。進(jìn)行起下鉆過程中遇阻的自動保護(hù)，關(guān)閉系統(tǒng)開關(guān)由人對復(fù)雜情況進(jìn)行處理。
具體電路連接參照附圖2-5:將電源(24V) 42連接PLC和前面板，此時系統(tǒng)不會動 作，根據(jù)工作情況將系統(tǒng)的工況開關(guān)放至起鉆13、或下鉆(14)位置，按鉆具重量扳動對 零按鈕11進(jìn)行對零，根據(jù)零點指示7 (此時，對零16連接零點指示26)，在PLC顯示面 板上設(shè)置保護(hù)上限6和保護(hù)上限8 (接通電源后，保護(hù)上限6和保護(hù)上限8與上限指示28 和下限指示29己連接)，設(shè)置好之后將取消保護(hù)扳至保護(hù)位置。報警1連接小報警輸出27 得到報警預(yù)警指示2提示人注意，操作人員不采取措施，則啟動預(yù)警指示25與剎車指示 24，開啟電磁閥控制32離合器30停車，同時大報警輸出31連接大報警33，得到剎車指 示3燈亮報警，系統(tǒng)會通過傳感器(A)指示4、傳感器(B)指示5綠燈表示系統(tǒng)正常， 傳遞到PLC及時測量游車上下行，液壓信號通過41連接壓力傳感器36輸送到PLC讀取 懸重值，系統(tǒng)剎車后，如需要恢復(fù)，可將系統(tǒng)保護(hù)開關(guān)扳至取消保護(hù)9位置，完成起下鉆 過程中的遇阻卡保護(hù)。
鉆進(jìn)時，首先將系統(tǒng)的開關(guān)放至取消保護(hù)10位置，將系統(tǒng)扳至中間鉆進(jìn)位置，按鉆具 重量搬動對零按鈕11進(jìn)行對零，根據(jù)零點指示7，在PLC顯示面板設(shè)置保護(hù)上限6和保 護(hù)上限8，設(shè)置好之后將取消保護(hù)扳至保護(hù)位置。鉆壓過大時，報警1連接小報警輸出27 得到報警預(yù)警指示2提示人注意，操作人員不釆取措施鉆壓超過報警預(yù)警指示2設(shè)定值時， 則啟動預(yù)警指示25與剎車指示24，開啟電磁閥控制32離合器30停車，同時大報警輸出 31連接大報警33，得到剎車指示3燈亮報警，系統(tǒng)會通過傳感器(A)指示4、傳感器(B) 指示5綠燈表示系統(tǒng)正常，傳遞到PLC及時測量游車上下行，液壓信號通過41連接壓力 傳感器36輸送到PLC讀取懸重值，系統(tǒng)剎車后，如需要恢復(fù)，可將系統(tǒng)保護(hù)開關(guān)扳至取 消保護(hù)9位置，實現(xiàn)鉆進(jìn)防溜鉆的自動保護(hù)。
權(quán)利要求
1、一種防溜鉆、遇阻卡自動報警保護(hù)裝置，其特征是還包括液壓傳感器、探測器、PLC處理電路及電磁閥，所述的液壓傳感器將死繩拉力的液壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘杺魉椭罰LC處理電路；所述的探測器探測游車位置高低，以傳出控制信號給PLC處理電路；兩種信號傳輸?shù)絇LC處理電路，通過PLC程序運(yùn)算，比較死繩拉力與鉆具自重，自動識別鉆進(jìn)、起鉆、下鉆，超過設(shè)定值，發(fā)出溜鉆或遇阻卡警報，進(jìn)而控制電磁閥是否剎車。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防溜鉆、遇阻卡自動報警保護(hù)裝置，其特征是所述的PLC處理電路上設(shè)有如下指示和開關(guān)壓力傳感器(A)、對零、下報警器設(shè)置、起鉆、電源線、位置傳感器(B)、取消保護(hù)、上報警器設(shè)置、下鉆、剎車指示、預(yù)警指示、零點指示、小 報警輸出、上限指示、下限指示、離合控制和大報警輸出；在鉆進(jìn)過程中，設(shè)定正常鉆壓， 在正常鉆壓基礎(chǔ)上設(shè)定一個附加值，到達(dá)附加值使司鉆操作臺處的指示燈發(fā)出警報，提示 人采取措施，當(dāng)大于附加值系統(tǒng)強(qiáng)制剎車，防止溜鉆；起鉆大于、下鉆小于設(shè)定附加值時， 使司鉆操作臺處的指示燈發(fā)出警報，在遇卡或遇阻超過設(shè)定最大值或最小值時，強(qiáng)制剎車 防止復(fù)雜情況惡化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉆井、修井作業(yè)的防溜鉆、遇阻卡自動報警保護(hù)裝置。其技術(shù)方案是包括司鉆操作平臺、液壓傳感器、探測器、PLC電路及電磁閥，液壓傳感器將死繩拉力的液壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘杺魉椭罰LC電路；探測器探測游車位置高低，以傳出控制信號給PLC電路；兩種信號傳輸?shù)絇LC電路，通過PLC運(yùn)算，比較死繩拉力與鉆具自重，識別鉆進(jìn)、起鉆、下鉆，進(jìn)而控制電磁閥是否剎車，防止溜鉆或遇阻卡發(fā)出警報。有益效果是在起下鉆鉆具遇阻時，及時發(fā)出報警信號，提醒司鉆注意及時采取措施避免事故的發(fā)生；與指重表相配合實現(xiàn)安全快速的生產(chǎn)，起到及時提醒和強(qiáng)制剎車的雙重功用；在鉆進(jìn)時，可輔助防止溜鉆的發(fā)生，有利于保護(hù)鉆頭、鉆具。
文檔編號E21B44/00GK101353959SQ200810139988
公開日2009年1月28日 申請日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月10日
發(fā)明者盧振濤, 明 李, 李培勇, 杜書東, 楊樹奎, 強(qiáng) 郭 申請人:杜書東