雙氣缸氣動(dòng)水冷剎車自動(dòng)送鉆裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種雙氣缸氣動(dòng)水冷剎車自動(dòng)送鉆裝置，包括鉆頭、懸重系統(tǒng)、絞車、輔助剎車裝置、拉力傳感器、控制閥箱和自動(dòng)送鉆控制箱，其中：鉆頭通過鋼絲繩懸掛在懸重系統(tǒng)上，鋼絲繩的一端連接至懸重系統(tǒng)、另一端纏繞在絞車上，拉力傳感器設(shè)置在絞車上并連接至自動(dòng)送鉆控制箱，絞車上還設(shè)置有用于檢測絞車上滾筒轉(zhuǎn)速的編碼器；輔助剎車裝置包括大活塞氣缸和小活塞氣缸，兩個(gè)氣缸均連接至絞車和控制閥箱；自動(dòng)送鉆控制箱還連接至編碼器和控制閥箱，自動(dòng)送鉆控制箱根據(jù)從拉力傳感器接收到的拉力信號(hào)和從絞車接收到的編碼器信號(hào)通過控制閥箱控制大活塞氣缸和小活塞氣缸的動(dòng)作。
【專利說明】雙氣缸氣動(dòng)水冷剎車自動(dòng)送鉆裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及石油鉆探設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種雙氣缸氣動(dòng)水冷剎車自 動(dòng)送鉆裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 鉆井時(shí)絞車將鉆頭提離地面、啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置，然后用主剎車或輔助剎車控制鉆具 下放，當(dāng)鉆頭接觸地面后，繼續(xù)下放鉆具將鉆具的部分重量施加在鉆頭上，使鉆頭對(duì)地層產(chǎn) 生壓力，這個(gè)壓力被稱作"鉆壓"。
[0003] 在鉆壓和旋轉(zhuǎn)的作用下鉆頭開始切削地層，隨著鉆頭對(duì)地層的不斷切削鉆頭對(duì)地 層的壓力逐漸減小，直至為"零"。因此要保持鉆頭連續(xù)切削地層，必須在鉆頭上保持一定的 鉆壓，也就是說隨著鉆頭對(duì)地層的切削要不斷地下放鉆具。鉆具的下放速度被稱為"機(jī)械鉆 速"。
[0004] 鉆機(jī)上有一個(gè)用來指示鉆壓大小的儀表，pq "指重表"。指重表是通過測量死繩的 張力來計(jì)算鉆壓的。"死繩"是指從鋼絲繩固定端到第一個(gè)滑輪間的這段鋼絲繩。當(dāng)絞車將 鉆頭提離井底時(shí)，懸吊系統(tǒng)和其下部連接設(shè)備和工具均處于懸空狀態(tài)，此時(shí)死繩的張力最 大，其測量值表示懸吊系統(tǒng)和其下部連接物的總重量，這個(gè)重量被稱為"鉆具總重量"。
[0005] 鉆進(jìn)時(shí)要將鉆具的部分重量施加在鉆頭上，這樣死繩的張力減少，其測量值是懸 吊系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)裝置的重量加鉆具的部分重量之和，此時(shí)的測量值被稱為"懸重"。知道這兩個(gè) 參數(shù)后，施加在鉆頭上的壓力、既鉆壓就能計(jì)算出來：
[0006] 鉆壓=鉆具總重量一懸重
[0007] 針對(duì)某一具體的作業(yè)條件，要求用一個(gè)恒定的鉆壓鉆進(jìn)，恒定鉆壓的保持是人根 據(jù)指重表的指示用剎車進(jìn)行控制的。
[0008]目前的石油鉆機(jī)普遍采用手動(dòng)送鉆，手動(dòng)送鉆是根據(jù)人的視覺反饋手動(dòng)調(diào)整鉆壓 大小的變化，因此很難保證鉆壓的穩(wěn)定，而鉆壓的不穩(wěn)定會(huì)使得鉆頭壽命減少、機(jī)械鉆速降 低、井身質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，操作人員長時(shí)間注意力高度集中，頻繁抬起下放剎把，單調(diào) 重復(fù)的簡單操作容易使人產(chǎn)生疲勞或誤操作，造成溜鉆、頓鉆事故。
[0009]另外，目前電子或機(jī)械的自動(dòng)送鉆系統(tǒng)對(duì)鉆壓的控制其本質(zhì)是對(duì)鉆機(jī)剎車系統(tǒng)的 控制，剎車性能決定了鉆壓的控制精度。而雙氣缸氣動(dòng)水冷剎車具有良好的制動(dòng)性能，目前 尚未有專門針對(duì)雙氣缸氣動(dòng)水冷剎車控制的自動(dòng)送鉆系統(tǒng)。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0010] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種專門針對(duì)雙氣缸氣動(dòng)水冷剎車 控制的自動(dòng)送鉆系統(tǒng)。
[0011] 因此，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：
[0012] 一種雙氣缸氣動(dòng)水冷剎車自動(dòng)送鉆裝置，包括鉆頭、懸重系統(tǒng)、絞車、輔助剎車裝 置、拉力傳感器、控制閥箱和自動(dòng)送鉆控制箱，其中：所述鉆頭通過鋼絲繩懸掛在所述懸重 系統(tǒng)上，所述鋼絲繩的一端連接至懸重系統(tǒng)、另一端纏繞在所述絞車上，所述拉力傳感器設(shè) 置在所述絞車上并連接至所述自動(dòng)送鉆控制箱，用于檢測所述鋼絲繩所承受的拉力并將拉 力信號(hào)發(fā)送至所述自動(dòng)送鉆控制箱，所述絞車上還設(shè)置有用于檢測所述絞車上滾筒轉(zhuǎn)速的 編碼器；所述輔助剎車裝置包括大活塞氣缸和小活塞氣缸，兩個(gè)氣缸均連接至所述絞車和 所述控制閥箱，用于控制所述絞車的工作；所述自動(dòng)送鉆控制箱還連接至所述編碼器和所 述控制閥箱，所述自動(dòng)送鉆控制箱根據(jù)從所述拉力傳感器接收到的拉力信號(hào)和從所述絞車 接收到的編碼器信號(hào)通過所述控制閥箱控制所述大活塞氣缸和所述小活塞氣缸的動(dòng)作。
[0013] 在本實(shí)用新型中，通過使用拉力傳感器（圖中未示出，拉力傳感器的安裝方式是 本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的常識(shí)）檢測鋼絲繩（即【背景技術(shù)】中所稱的"死繩"）的拉力以及 編碼器（圖中未示出，利用編碼器檢測滾筒鉆速的安裝方式是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的常 識(shí)，在此不再贅述）檢測滾筒轉(zhuǎn)速，通過自動(dòng)送鉆控制箱直接對(duì)輔助剎車裝置內(nèi)的兩個(gè)氣 缸進(jìn)行控制，從而控制絞車的動(dòng)作；該技術(shù)方案中直接控制輔助剎車裝置，而不用另外增設(shè) 另外的控制設(shè)備，簡單方便，而且可以實(shí)現(xiàn)手自無擾切換，易于使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的雙氣缸氣動(dòng)水冷剎車自動(dòng)送鉆裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。需要說明的是， 在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0016] 如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的雙氣缸氣動(dòng)水冷剎車自動(dòng)送鉆裝置，包 括鉆頭1、懸重系統(tǒng)2、絞車3、輔助剎車裝置4、拉力傳感器、控制閥箱5和自動(dòng)送鉆控制箱 6,其中：所述鉆頭1通過鋼絲繩7懸掛在所述懸重系統(tǒng)2上，所述鋼絲繩7的一端連接至懸 重系統(tǒng)2、另一端纏繞在所述絞車3上，所述拉力傳感器設(shè)置在所述絞車3上并連接至所述 自動(dòng)送鉆控制箱6,用于檢測所述鋼絲繩7所承受的拉力并將拉力信號(hào)發(fā)送至所述自動(dòng)送 鉆控制箱6,所述絞車3上還設(shè)置有用于檢測所述絞車3上滾筒轉(zhuǎn)速的編碼器；所述輔助剎 車裝置4包括大活塞氣缸和小活塞氣缸，兩個(gè)氣缸均連接至所述絞車3和所述控制閥箱5， 用于控制所述絞車3的工作；所述自動(dòng)送鉆控制箱6還連接至所述編碼器和所述控制閥箱 5,所述自動(dòng)送鉆控制箱6根據(jù)從所述拉力傳感器接收到的拉力信號(hào)和從所述絞車3接收到 的編碼器信號(hào)通過所述控制閥箱5控制所述大活塞氣缸和所述小活塞氣缸的動(dòng)作。
[0017] 在本實(shí)用新型中，通過使用拉力傳感器（圖中未示出，拉力傳感器的安裝方式是 本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的常識(shí)）檢測鋼絲繩7(即【背景技術(shù)】中所稱的"死繩"）的拉力以及 編碼器（圖中未示出，利用編碼器檢測滾筒鉆速的安裝方式是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的常 識(shí)，在此不再贅述）檢測滾筒轉(zhuǎn)速，通過自動(dòng)送鉆控制箱6直接對(duì)輔助剎車裝置4內(nèi)的兩個(gè) 氣缸進(jìn)行控制，從而控制絞車3的動(dòng)作；該技術(shù)方案中直接控制輔助剎車裝置4,而不用另 外增設(shè)另外的控制設(shè)備，簡單方便，而且可以實(shí)現(xiàn)手自無擾切換，易于使用。
[0018] 本實(shí)用新型克服了其它自動(dòng)送鉆裝置操作復(fù)雜、控制精度低和造價(jià)高等難點(diǎn)問 題，大大的減輕了司鉆的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升了鉆井質(zhì)量。而且自動(dòng)送鉆鉆壓波動(dòng)小于手動(dòng)送 鉆，機(jī)械鉆速大于手動(dòng)送鉆，井徑擴(kuò)大率小于手動(dòng)送鉆，具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。
[0019]

【權(quán)利要求】
1. 一種雙氣缸氣動(dòng)水冷剎車自動(dòng)送鉆裝置，其特征在于，包括鉆頭（I)、懸重系統(tǒng)（2)、 絞車（3)、輔助剎車裝置（4)、拉力傳感器、控制閥箱（5)和自動(dòng)送鉆控制箱（6)，其中： 所述鉆頭（1)通過鋼絲繩（7)懸掛在所述懸重系統(tǒng)（2)上，所述鋼絲繩（7)的一端連 接至懸重系統(tǒng)（2)、另一端纏繞在所述絞車（3)上，所述拉力傳感器設(shè)置在所述絞車（3)上 并連接至所述自動(dòng)送鉆控制箱（6)，用于檢測所述鋼絲繩（7)所承受的拉力并將拉力信號(hào) 發(fā)送至所述自動(dòng)送鉆控制箱（6)，所述絞車（3)上還設(shè)置有用于檢測所述絞車（3)上滾筒轉(zhuǎn) 速的編碼器； 所述輔助剎車裝置（4)包括大活塞氣缸和小活塞氣缸,兩個(gè)氣缸均連接至所述絞車 (3)和所述控制閥箱（5)，用于控制所述絞車（3)的工作； 所述自動(dòng)送鉆控制箱（6)還連接至所述編碼器和所述控制閥箱（5)，所述自動(dòng)送鉆控 制箱（6)根據(jù)從所述拉力傳感器接收到的拉力信號(hào)和從所述絞車（3)接收到的編碼器信號(hào) 通過所述控制閥箱（5)控制所述大活塞氣缸和所述小活塞氣缸的動(dòng)作。
【文檔編號(hào)】E21B19/08GK204126569SQ201420573160
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】雷先革, 馬洪鐘, 蔣新, 徐遵宏, 李學(xué)民, 呂衛(wèi)軍, 邊雙賓, 涂志威, 王艷 申請(qǐng)人:中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司