本發(fā)明屬于石油井控領(lǐng)域，尤其涉及一種在關(guān)閉半封閘板防噴器后，還能安全的進(jìn)行鉆具倒換等作業(yè)而不拉斷鉆具的自控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
在石油井控領(lǐng)域中，在井口都設(shè)置有半封閘板防噴器和安全裝置，氣路通過安全裝置的控制閥門斷開了控制絞車高低速離合器的復(fù)位，阻止調(diào)壓閥進(jìn)氣，高低速離合器不能掛合，不能提動(dòng)游車大鉤，從而達(dá)到了防止鉆具提至半封閘板被掛斷的目的。授權(quán)公告號(hào)為CN202788794U，授權(quán)公告日為2013年3月13日的中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種防噴器與鉆機(jī)聯(lián)動(dòng)安全裝置（如圖1和圖2所示），包括工作氣路和控制氣路，工作氣路由鉆機(jī)司鉆臺(tái)主氣源6、常開繼氣器5、管路7組成，所述鉆機(jī)司鉆臺(tái)主氣源6通過常開繼氣器5的氣源口I、工作口K、管路7供氣于控制井口鉆機(jī)工作的控制系統(tǒng)；控制氣路由液壓控制油缸1行程閥2控制氣源3常閉繼氣器4管路7組成，液壓控制油缸1與行程閥2相對(duì)固定，其特征在于：所述液壓控制油缸1無桿腔中的油孔通過管路7接入在連接防噴器閘板油缸無桿腔油孔的管路上；所述控制氣源3分別通過管路7與行程閥2的氣孔P、常閉繼氣器4的氣源口I'相連接；所述行程閥2的氣孔A與大氣D相通，氣孔B通過管路7與常閉繼氣器4的控制口K'相連接；所述常閉繼氣器4的工作口G'與常開繼氣器5的控制口K連接相通。在此狀態(tài)下，操作人員的所有誤操作全部無效，避免了鉆具被拉斷、井架被拉垮的事故發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了自鎖安全保護(hù)的目的。但目前，在關(guān)閉半封閘板防噴器時(shí)間內(nèi)，完全停止作業(yè)是很大的時(shí)間浪費(fèi)，在關(guān)井后，進(jìn)行鉆具倒換等作業(yè)是非常必要的，倒換鉆具就需要鉆機(jī)的游動(dòng)系統(tǒng)工作，上述實(shí)用新型專利是禁止游動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)，兩者是對(duì)立的。有些井隊(duì)為了不浪費(fèi)工作時(shí)間，就人為的取消安全裝置。這樣的處理方式存在極大的安全隱患，在未開井的情況下提動(dòng)鉆具，沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)懸重異常并處理，將會(huì)發(fā)生提斷鉆具的事故。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)關(guān)閉半封閘板防噴器，啟動(dòng)安全裝置就禁止了游動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，不能進(jìn)行鉆具倒換等作業(yè)，浪費(fèi)了工作時(shí)間，如果取消安全裝置又帶來了巨大的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服上述現(xiàn)有安全裝置在關(guān)閉半封閘板防噴器后不能安排鉆具倒換等作業(yè)，浪費(fèi)了工作時(shí)間的缺陷，本發(fā)明針對(duì)上述缺陷，提供了鉆具井口安全保護(hù)控制裝置，在關(guān)閉半封閘板防噴器后，仍能活動(dòng)游車，進(jìn)行鉆具倒換等作業(yè)，不浪費(fèi)工作時(shí)間，提高了工作效率，在工作的同時(shí)還能防止鉆具在提升時(shí)被拉斷，有效的保護(hù)了鉆具。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：鉆具井口安全保護(hù)控制裝置，其特征在于：包括控制系統(tǒng)、電磁閥、壓力傳感器、鉆機(jī)剎車氣缸和懸重表，電磁閥設(shè)置在鉆機(jī)剎車氣缸的氣路上，電磁閥處于常關(guān)狀態(tài)，電磁閥連接在控制系統(tǒng)上，壓力傳感器連接在控制系統(tǒng)上，懸重表采集鉆具的提升負(fù)荷，懸重表連接在壓力傳感器上。在鉆機(jī)剎車氣缸的氣路上還設(shè)置有液控閥、常關(guān)氣控裝置和常開氣控裝置，常關(guān)氣控裝置連接在液控閥與電磁閥之間的氣路上，液控閥和常關(guān)氣控裝置連接在電磁閥之前的氣路上，常關(guān)氣控裝置有壓關(guān)閉，無壓斷開，常關(guān)氣控裝置連接在控制系統(tǒng)上，常開氣控裝置連接在電磁閥之后的氣路上，常開氣控裝置無壓關(guān)閉，有壓斷開，常開氣控裝置連接在控制系統(tǒng)上，控制系統(tǒng)連接有語音報(bào)警裝置。在鉆機(jī)剎車氣缸的氣路上還設(shè)置有排氣裝置，排氣裝置位于鉆機(jī)剎車氣缸與電磁閥之間，排氣裝置包括按鈕閥和三通，按鈕閥位于三通之前，三通一端與按鈕閥相連通，一端與鉆機(jī)剎車氣缸連通，另一端連接有防碰天車剎車氣缸，按鈕閥為一個(gè)三通閥門。所述電磁閥為兩位三通電磁閥。所述常開氣控裝置為常開防爆氣控開關(guān)，所述常關(guān)氣控裝置為常關(guān)防爆氣控開關(guān)。所述控制系統(tǒng)為PLC全自能控制系統(tǒng)。所述壓力傳感器為防爆液控傳感器。控制系統(tǒng)中設(shè)置有多個(gè)臨界提升負(fù)荷，每個(gè)臨界提升負(fù)荷對(duì)應(yīng)一種規(guī)格的鉆具所能承受的最大提升負(fù)荷。所述電磁閥可以是一個(gè)也可以是多個(gè)，采用多個(gè)電磁閥時(shí)，將電磁閥并聯(lián)連接在鉆機(jī)剎車氣缸的氣路上。本發(fā)明的原理如下：在鉆機(jī)剎車氣缸的氣路上設(shè)置一個(gè)電磁閥，電磁閥處于常關(guān)狀態(tài)，電磁閥連接在控制系統(tǒng)上；用懸重表來采集鉆具的提升負(fù)荷信號(hào)，采集到的提升負(fù)荷信號(hào)經(jīng)壓力傳感器轉(zhuǎn)化成電信號(hào)后傳送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定有臨界提升負(fù)荷，控制系統(tǒng)將接收到的提升負(fù)荷信號(hào)與設(shè)定的臨界提升負(fù)荷進(jìn)行比較，當(dāng)提升負(fù)荷大于或等于臨界提升負(fù)荷時(shí)，控制電磁閥打開，氣路導(dǎo)通，壓縮氣體進(jìn)入鉆機(jī)剎車氣缸和防碰天車剎車氣缸，停止鉆機(jī)和防碰天車。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明在鉆機(jī)剎車氣缸的氣路上設(shè)置一個(gè)電磁閥，電磁閥處于常關(guān)狀態(tài)，電磁閥連接在控制系統(tǒng)上；用懸重表來采集鉆具的提升負(fù)荷信號(hào)，采集到的提升負(fù)荷信號(hào)經(jīng)壓力傳感器轉(zhuǎn)化成電信號(hào)后傳送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定有臨界提升負(fù)荷，控制系統(tǒng)將接收到的提升負(fù)荷信號(hào)與設(shè)定的臨界提升負(fù)荷進(jìn)行比較，當(dāng)提升負(fù)荷大于或等于臨界提升負(fù)荷時(shí)，控制電磁閥打開，氣路導(dǎo)通，壓縮氣體進(jìn)入鉆機(jī)剎車氣缸和防碰天車剎車氣缸，停止鉆機(jī)和防碰天車。電磁閥在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，阻止壓縮氣體進(jìn)入剎車氣缸，在關(guān)閉半封閘板防噴器后，壓縮氣體無法進(jìn)入剎車氣缸，不執(zhí)行剎車動(dòng)作，此時(shí)可以繼續(xù)提升或下降鉆具進(jìn)行鉆具倒換等作業(yè)，只有在鉆具的提升負(fù)荷超過控制系統(tǒng)中設(shè)置的臨界提升負(fù)荷時(shí)，控制系統(tǒng)才控制電磁閥打開，壓縮氣體才能順利進(jìn)如鉆機(jī)剎車氣缸和防碰天車剎車氣缸，停止鉆機(jī)和防碰天車。這樣在關(guān)閉半封閘板防噴器后工人還能繼續(xù)進(jìn)行鉆具倒換等作業(yè)，充分利用了工作時(shí)間，提高了工作效率；在進(jìn)行倒換鉆具等作業(yè)時(shí)，一旦鉆具的提升負(fù)荷超過設(shè)定的臨界提升負(fù)荷，就會(huì)自動(dòng)剎車，鉆具不能移動(dòng)，防止鉆具被拉斷，很好的保護(hù)了鉆具；通過本發(fā)明的設(shè)置，在提高了工作效率的同時(shí)還能保證鉆具不被拉斷，消除了引鉆具拉斷帶來的安全隱患。2、本發(fā)明的控制系統(tǒng)連接有常關(guān)氣控裝置、常開氣控裝置和語音報(bào)警裝置，常關(guān)氣控裝置有壓關(guān)閉，無壓斷開，常開氣控裝置無壓關(guān)閉，有壓斷開，當(dāng)控制系統(tǒng)接收到的提升負(fù)荷大于或等于臨界提升負(fù)荷，且常關(guān)氣控裝置和常開氣控裝置都關(guān)閉，控制系統(tǒng)控制報(bào)警裝置報(bào)警。語音報(bào)警裝置、常關(guān)氣控裝置和常開氣控裝置的聯(lián)合作用，語音報(bào)警裝置報(bào)警能很好的提示操作人員電磁閥損壞，需要更換電磁閥，同時(shí)也提醒操作人員提升負(fù)荷已經(jīng)超過臨界提升負(fù)荷，不能繼續(xù)作業(yè)，很好的防止了再電磁閥損壞的情況下拉斷鉆具，有效的保證了鉆具不會(huì)被拉斷。3、本發(fā)明在鉆機(jī)剎車氣缸的氣路上還設(shè)置有排氣裝置，排氣裝置位于鉆機(jī)剎車氣缸與電磁閥之間，排氣裝置包括按鈕閥和三通，按鈕閥位于三通之前，三通一端與按鈕閥相連通，一端與剎車氣缸連通，另一端與防碰天車連通，按鈕閥為一個(gè)三通閥門。排氣裝置是為了需要重新開動(dòng)鉆機(jī)和防碰天車而排出高壓氣體的裝置，如果沒有排氣裝置，當(dāng)需要重新開啟鉆機(jī)和防碰天車時(shí)，由于壓縮氣體的作用無法啟動(dòng)，而且本發(fā)明提供的排氣裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作。4、本發(fā)明電磁閥為兩位三通電磁閥，兩位是指關(guān)閉和開啟兩個(gè)位置，三通是指均有三個(gè)通氣口，這樣的電磁閥通過控制系統(tǒng)的控制能準(zhǔn)確控制電磁閥處于哪個(gè)位置，控制氣路導(dǎo)通與否，從而控制剎車與否，控制靈敏準(zhǔn)確。5、本發(fā)明控制系統(tǒng)為PLC全自能控制系統(tǒng)，PLC全自能控制系統(tǒng)易于控制可編程，可設(shè)置多個(gè)臨界提升負(fù)荷，便于工人實(shí)際操作。6、本發(fā)明控制系統(tǒng)中設(shè)置有多個(gè)臨界提升負(fù)荷，每個(gè)臨界提升負(fù)荷對(duì)應(yīng)一種規(guī)格的鉆具所能承受的最大提升負(fù)荷，這樣在同一控制系統(tǒng)中可實(shí)現(xiàn)多規(guī)格鉆具的保護(hù)，防止鉆具被拉斷，操作簡(jiǎn)單易行。附圖說明圖1和圖2為現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的原理圖。圖中附圖標(biāo)記1、液壓控制油缸，2、行程閥，3、控制氣源，4、常閉繼氣器，5、常開繼氣器，6、主氣源，7、管路，8、液控閥，9、電磁閥，10、鉆機(jī)剎車氣缸，11、防碰天車剎車氣缸，12、三通，13、按鈕閥，14、常開氣控裝置，15、控制系統(tǒng)，16、懸重表，17、壓力傳感器，18、常關(guān)氣控裝置，19、氣路，20、語音報(bào)警裝置。具體實(shí)施方式為提高生產(chǎn)時(shí)效，在關(guān)井的情況下仍然可以在井口進(jìn)行鉆具倒換或組合。針對(duì)此情況，本發(fā)明提供了一種鉆具井口安全保護(hù)控制裝置，在關(guān)閉半封閘板防噴器后，仍能活動(dòng)游車，只有當(dāng)鉆具的提升負(fù)荷超過或者等于設(shè)定的臨界提升負(fù)荷時(shí)，才能剎車，不僅能保護(hù)鉆具，且能正常實(shí)施井口作業(yè)，提高了工作效率。該發(fā)明涉及到了以下裝置：液控閥8、常關(guān)氣控裝置18、電磁閥9、控制系統(tǒng)15、壓力傳感器17、常開氣控裝置14、語音報(bào)警裝置20、按鈕閥13、鉆機(jī)剎車氣缸10、防碰天車剎車氣缸11、懸重表16和兩個(gè)三通12以及一個(gè)語音報(bào)警裝置20。如圖3所示，他們的連接和位置關(guān)系如下：在鉆機(jī)剎車氣缸的氣路19上依次設(shè)置有液控閥8、常關(guān)氣控裝置18、電磁閥9、常開氣控裝置14、按鈕閥13和一個(gè)三通12，該三通12的進(jìn)氣口與按鈕閥13連通，另外兩個(gè)排氣口，一個(gè)與防碰天車剎車氣缸11相連通，一個(gè)與鉆機(jī)剎車氣缸10相連通；按鈕閥13為一個(gè)三通閥門，兩個(gè)口子連接在鉆機(jī)剎車氣缸10的氣路19上，另外一個(gè)口子用于排氣，只需按一下按鈕閥13，壓縮氣體就可以從按鈕閥中排出；電磁閥9連接在控制系統(tǒng)15上，常開氣控裝置14、常關(guān)氣控裝置18和壓力傳感器17都連接在控制系統(tǒng)15上，懸重表16通過一個(gè)三通12來采集鉆具提升負(fù)荷，采集的提升負(fù)荷是通過油壓信號(hào)來表示的，提升負(fù)荷與油壓信號(hào)呈直線關(guān)系，壓力傳感器17接收到的油壓信號(hào)可以表示懸重表測(cè)得的鉆具的提升負(fù)荷；壓力傳感器17將采集到的油壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)傳送給控制系統(tǒng)15，語音報(bào)警裝置20連接在控制系統(tǒng)15上。其中常關(guān)氣控裝置18優(yōu)選常關(guān)防爆氣控開關(guān)，常開氣控裝置14優(yōu)選常開防爆氣控開關(guān)，壓力傳感器17優(yōu)選防爆液控傳感器，控制系統(tǒng)15優(yōu)選為PLC全智能控制系統(tǒng)。本發(fā)明的工作原理和工作過程闡述如下：當(dāng)半封閘板防噴器關(guān)閉后，從半封閘板來的壓縮氣體從氣路經(jīng)液控閥進(jìn)入兩位三通電磁閥（處于常關(guān)狀態(tài)），氣路中的壓縮氣體在此處被隔離，無法繼續(xù)前進(jìn)，此時(shí)鉆具的剎車氣缸和防碰天車的剎車氣缸均沒有壓縮氣體進(jìn)入，鉆機(jī)和防碰天車不剎車，可以繼續(xù)工作，此時(shí)操作人員就可以在關(guān)閉半封閘板防噴器后繼續(xù)從事鉆具倒換等作業(yè)，充分利用了工作時(shí)間，此時(shí)的壓縮氣體被阻止在兩位三通電磁閥和常關(guān)氣控裝置處，由于常關(guān)氣控裝置是有壓閉合，無壓斷開，其將閉合信號(hào)傳送給PLC全智能控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)可以顯示出此時(shí)為半封閘板防噴器關(guān)閉，但可繼續(xù)作業(yè)的狀態(tài)，操作人員在這個(gè)狀態(tài)可以安全的作業(yè)；當(dāng)從懸重表處過來的油壓通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，進(jìn)入PLC全智能控制系統(tǒng)，PLC全智能控制系統(tǒng)將接受到的提升負(fù)荷與設(shè)定的臨界提升負(fù)荷進(jìn)行比較，如果接受到的提升負(fù)荷小于臨界提升負(fù)荷，PLC全智能控制系統(tǒng)不做反應(yīng)，無信號(hào)輸出，電磁閥不接通，此時(shí)就可進(jìn)行鉆具倒換或組合作業(yè)；當(dāng)PLC全智能控制系統(tǒng)接受到的鉆具的提升負(fù)荷達(dá)到或者超過PLC全智能控制系統(tǒng)設(shè)定的臨界提升負(fù)荷，PLC全智能控制系統(tǒng)信號(hào)輸出，兩位三通電磁閥接通，壓縮氣體進(jìn)入鉆機(jī)剎車氣缸，從而使絞車高低離合器脫開，并使盤剎制動(dòng)，鉆機(jī)剎車；壓縮氣體進(jìn)入防碰天車剎車氣缸，防碰天車剎車；壓縮氣體進(jìn)入常開氣控裝置，由于常開氣控裝置無壓關(guān)閉，有壓斷開，此時(shí)如果兩位三通電磁閥正常打開，常開氣控裝置斷開，常關(guān)氣控裝置關(guān)閉，此時(shí)PLC全智能控制系統(tǒng)不控制報(bào)警裝置報(bào)警，如果兩位三通電磁閥不正常，沒有正常打開，常開氣控裝置沒有壓縮氣體進(jìn)入，無壓力，常開氣控裝置關(guān)閉，常關(guān)氣控裝置關(guān)閉，PLC全智能控制系統(tǒng)接收到常開氣控裝置關(guān)閉，常關(guān)氣控裝置關(guān)閉的信號(hào)后，控制語音抱警裝置報(bào)警，提示操作人員停止作業(yè)，停止鉆機(jī)和防碰天車，同時(shí)也說明了兩位三通電磁閥沒有正常打開，檢查兩位三通電磁閥，為維修人員提供準(zhǔn)確的維修信息，縮短維修時(shí)間。在鉆機(jī)和防碰天車剎車后，如果需要需要打開進(jìn)口，重新工作，只需要摁一下即可排出高壓氣體，解除制動(dòng)，恢復(fù)工作。臨界提升負(fù)荷的設(shè)定：可以在PLC全智能控制系統(tǒng)中設(shè)定鉆具的最大懸重值即臨界提升負(fù)荷，操作簡(jiǎn)單、方便。傳感器的油壓信號(hào)取自于懸重表處，該油壓的大小與懸重成直線關(guān)系，因此可根據(jù)懸重表上的數(shù)值進(jìn)行標(biāo)定，將傳感器面板表上的數(shù)值調(diào)到與懸重表的數(shù)值一致即可。此標(biāo)定完全可由操作人員自行調(diào)整設(shè)定，操作簡(jiǎn)單方便。本發(fā)明不僅實(shí)現(xiàn)了在半封閘板關(guān)閉后防止拉斷鉆具的目的，也實(shí)現(xiàn)了半封閘板關(guān)閉后，鉆具仍可進(jìn)行倒換或組合的作業(yè)。大大提高了生產(chǎn)時(shí)效，且可控性高，減少了安全隱患，操作簡(jiǎn)單方便。實(shí)施例1本實(shí)施中，在鉆機(jī)剎車氣缸的氣路19上依次設(shè)置有液控閥8、常關(guān)氣控裝置18、一個(gè)電磁閥9、常開氣控裝置14、按鈕閥13和一個(gè)三通12，該三通12的進(jìn)氣口與按鈕閥13連通，另外兩個(gè)排氣口，一個(gè)與防碰天車剎車氣缸11相連通，一個(gè)與鉆機(jī)剎車氣缸10相連通；按鈕閥13為一個(gè)三通閥門，兩個(gè)口子連接在鉆機(jī)剎車氣缸10的氣路19上，另外一個(gè)口子用于排氣，只需按一下按鈕閥13，壓縮氣體就可以從按鈕閥中排出；電磁閥9連接在控制系統(tǒng)15上，常開氣控裝置14、常關(guān)氣控裝置18和壓力傳感器17都連接在控制系統(tǒng)15上，懸重表16通過一個(gè)三通12來采集鉆具提升負(fù)荷，采集的提升負(fù)荷是通過油壓信號(hào)來表示的，提升負(fù)荷與油壓信號(hào)呈直線關(guān)系，壓力傳感器17接收到的油壓信號(hào)可以表示懸重表測(cè)得的鉆具的提升負(fù)荷；壓力傳感器17將采集到的油壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)傳送給控制系統(tǒng)15。其中常關(guān)氣控裝置18優(yōu)選常關(guān)防爆氣控開關(guān)，常開氣控裝置14優(yōu)選常開防爆氣控開關(guān)，壓力傳感器17優(yōu)選防爆液控傳感器，控制系統(tǒng)15優(yōu)選為PLC全智能控制系統(tǒng)。實(shí)施例2在本實(shí)施例中，與實(shí)施例1的區(qū)別在于，電磁閥9有兩個(gè)，并聯(lián)連接在鉆機(jī)剎車氣缸的氣路19上，其目的是在其中一個(gè)電磁閥9損壞時(shí)，另一個(gè)電磁閥正常工作，不影響系統(tǒng)的正常工作，也便于工人更換電磁閥。實(shí)施例3在本實(shí)施例中，與實(shí)施例1的區(qū)別在于，電磁閥9有三個(gè)，并聯(lián)連接在鉆機(jī)剎車氣缸的氣路19上。電磁閥9可以是多個(gè)，并不局限于一到三個(gè)，只要并聯(lián)在鉆機(jī)剎車氣缸的氣路19上即可。