專利名稱：電子司鉆系統(tǒng)的雙機(jī)熱備份裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子司鉆系統(tǒng)設(shè)備本身的安全控制技術(shù)，是一種能夠提高鉆機(jī)剎車系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性，避免發(fā)生鉆井安全事故的電子司鉆系統(tǒng)的雙機(jī)熱備份裝置。
背景技術(shù)：
目前，鉆井現(xiàn)場使用司鉆控制系統(tǒng)(包括手動控制、自動控制)設(shè)備，采用的方案大都是單路結(jié)構(gòu)，即只有主路工作無支路熱備份。單路系統(tǒng)存在的問題是抗故障能力低，一旦控制回路中某一環(huán)節(jié)發(fā)生故障，輕者導(dǎo)致整個系統(tǒng)設(shè)備停機(jī)，影響正常生產(chǎn)；重者引發(fā)安全事故，所造成的后果和帶來的損失是非常慘痛的。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠提高鉆機(jī)剎車系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性，避免發(fā)生鉆井安全事故的電子司鉆系統(tǒng)的雙機(jī)熱備份裝置。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的包括剎車鉗1、換向閥3、壓力傳感器4、剎車閥5、換向閥6、壓力傳感器7、先導(dǎo)控制閥8、蓄能器9、溢流閥10、電機(jī)11、液壓泵12、起?？刂破?3、壓力傳感器14、液壓泵15、壓力傳感器16、壓力傳感器17、電子司鉆控制器18、驅(qū)動器19、驅(qū)動器20、先導(dǎo)控制閥21、壓力傳感器22、剎車閥23、壓力傳感器24、電機(jī)25、起?？刂破?6、油箱27，電子司鉆控制器18分別與換向閥3、壓力傳感器4、壓力傳感器24、換向閥6、壓力傳感器7、壓力傳感器22、驅(qū)動器20、驅(qū)動器19、壓力傳感器17、壓力傳感器16、壓力傳感器14、起?？刂破?6連通，剎車鉗1與剎車閥5、剎車閥23連通，換向閥6分別與先導(dǎo)控制閥21、先導(dǎo)控制閥8連通，在壓力傳感器17的支路上裝有蓄能器9，電機(jī)11分別與液壓泵12、起?？刂破?3連接，電機(jī)25分別與液壓泵15、起停控制器26連接，在壓力傳感器14與壓力傳感器16之間的支路上裝有溢流閥10。
液壓泵12、15并聯(lián)安裝。
剎車鉗1至少一個以上。
本實(shí)用新型的效果是，電子司鉆系統(tǒng)采用雙機(jī)熱備份技術(shù)后，一方面減少了由于系統(tǒng)故障造成井場停鉆幾率，避免了由于系統(tǒng)故障造成鉆井事故或人員事故；另一方面延長了系統(tǒng)平均無故障使用時間和設(shè)備使用壽命，縮短鉆井總時間，降低了鉆井成本。
電子司鉆系統(tǒng)的關(guān)鍵部件均采用雙機(jī)熱備份方案，以保證系統(tǒng)工作更為可靠、安全。系統(tǒng)主體采用雙路并聯(lián)方案，正常時，一路工作，另一路實(shí)時跟蹤備份。一旦其中一路發(fā)生故障，系統(tǒng)自動切換為另一路接替工作，同時保證無系統(tǒng)擾動現(xiàn)象。


附圖為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
該系統(tǒng)所采取的技術(shù)方案是電子司鉆系統(tǒng)采取雙機(jī)熱備份的關(guān)鍵部件包括盤式剎車液壓系統(tǒng)的動力源即液壓泵12、15，主剎車先導(dǎo)控制閥8、21，及其驅(qū)動器19、20，剎車閥5、23。電子司鉆系統(tǒng)智能監(jiān)測和控制關(guān)鍵部件的運(yùn)行狀態(tài)，時刻保證有一路正常工作，另外一路保持跟蹤備份狀態(tài)。一旦正常工作的那一路發(fā)生故障，另外一路立即接替，同時系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)信息通知司鉆等技術(shù)人員及時處理故障。
如圖1所示，電子司鉆系統(tǒng)對盤式剎車液壓系統(tǒng)動力源即液壓泵12、15，主剎車先導(dǎo)控制閥8、21及其驅(qū)動器19、20還有剎車閥5、23，均采用雙機(jī)熱備份技術(shù)。
雙機(jī)熱備份1.液壓系統(tǒng)動力源液壓泵12、15是盤式剎車液壓系統(tǒng)動力源，作為剎車裝置的動力源，其重要性可想而知。如圖1所示，并聯(lián)安裝兩臺液壓泵12液壓泵12、15是盤式剎車液壓系統(tǒng)動力源，作為剎車裝置的動力源，其重要性可想而知。如圖1所示，并聯(lián)安裝液壓泵12、15作為液壓系統(tǒng)的動力源使用，兩臺互為備份。系統(tǒng)通過安裝在泵出口管線上的壓力傳感器14、16實(shí)時監(jiān)控液壓泵12、15的工作狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前工作的液壓泵12、15出現(xiàn)故障停止工作后，系統(tǒng)立刻自動啟動備用泵保持繼續(xù)正常工作，同時發(fā)出警報(bào)及故障信息報(bào)告司鉆，泵源切換期間的保壓工作由蓄能器9負(fù)責(zé)。正常工作時，由電子司鉆控制器18自動控制兩臺液壓泵12、15交替工作，通常是一臺泵工作24小時之后切換到另外一臺泵繼續(xù)工作。當(dāng)出現(xiàn)兩臺泵都有故障時，電子司鉆控制器18立刻采取自動緊急剎車(此緊急剎車為安全鉗和工作鉗的復(fù)合制動)，等待司鉆等人員處理故障。
2.主剎車先導(dǎo)控制閥及其驅(qū)動器如圖1所示，A路和B路互為備份作為主剎車先導(dǎo)閥8、21的控制回路，電子司鉆控制器18通過實(shí)時檢測電流信號I1、I2、I3、I4和壓力信號P1、P2的變化情況，進(jìn)而實(shí)時監(jiān)控A、B兩路驅(qū)動器19、20和先導(dǎo)控制閥8、21的工作狀態(tài)。正常工作時，系統(tǒng)通過A路控制盤式剎車的剎車閥5、23，與此同時，系統(tǒng)控制B路實(shí)時跟蹤A路的工作狀態(tài)，并保持B路的壓力控制輸出與A路的壓力控制輸出相一致。當(dāng)A路出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)自動控制換向閥6切換到B路控制盤式剎車的剎車力矩，并且在瞬間保持了系統(tǒng)剎車力矩的一致性，不會出現(xiàn)擾動情況。與此同時系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)及故障信息報(bào)告司鉆。
3.剎車閥如圖1所示，電子司鉆控制器18通過實(shí)時監(jiān)測剎車閥出口壓力信號P3、P4的變化情況，跟蹤剎車閥5、23工作狀態(tài)。由于兩路剎車閥5、23的控制信號是相同的，保證其輸出也相同，所以當(dāng)一路剎車閥出現(xiàn)故障時，電子司鉆控制器18通過控制換向閥6由另一路剎車閥控制盤式剎車的剎車力矩并且不會出現(xiàn)擾動現(xiàn)象。
4.智能組合、無擾動切換電子司鉆系統(tǒng)雙機(jī)熱備份有一特殊功能，系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測出故障點(diǎn)，能夠自動選擇最優(yōu)備份方案，保證系統(tǒng)工作在最優(yōu)狀態(tài)，并且在處理故障時無系統(tǒng)擾動。例如，系統(tǒng)正常工作時，為A路先導(dǎo)控制，剎車閥23輸出壓力P3控制盤式剎車的剎車力矩。當(dāng)系統(tǒng)檢測到壓力信號P1不正常時(即A路先導(dǎo)控制發(fā)生故障)，自動控制換向閥6換向，由B路先導(dǎo)控制，依然由C路剎車閥輸出壓力P3控制盤式剎車的剎車力矩，而D路剎車閥輸出壓力P4依然保持跟蹤備份狀態(tài)；同樣，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到壓力信號P3不正常時(即C路剎車閥控制發(fā)生故障)，自動控制換向閥6換向，依然由A路先導(dǎo)控制，而由D路剎車閥輸出壓力P4控制盤式剎車的剎車力矩，此時，B路先導(dǎo)控制則依然保持跟蹤備份狀態(tài)。換言之，當(dāng)P2或P4出現(xiàn)不正常時，電子司鉆控制器18則采取相應(yīng)措施保持系統(tǒng)繼續(xù)正常工作。即電子司鉆控制器18具有A路先導(dǎo)控制，C路和D路互為備份以及B路先導(dǎo)控制，C路和D路互為備份同時A、B兩路先導(dǎo)控制一樣互為備份的四種組合方式。系統(tǒng)時時保證P1和P2、P3和P4兩兩一致，所以在進(jìn)行任何切換時都不會出現(xiàn)擾動現(xiàn)象。
權(quán)利要求1.電子司鉆系統(tǒng)的雙機(jī)熱備份裝置，包括剎車鉗(1)、換向閥(3)、壓力傳感器(4)、剎車閥(5)、換向閥(6)、壓力傳感器(7)、先導(dǎo)控制閥(8)、蓄能器(9)、溢流閥(10)、電機(jī)(11)、液壓泵(12)、起?？刂破?13)、壓力傳感器(14)、液壓泵(15)、壓力傳感器(16)、壓力傳感器(17)、電子司鉆控制器(18)、驅(qū)動器(19)、驅(qū)動器(20)、先導(dǎo)控制閥(21)、壓力傳感器(22)、剎車閥(23)、壓力傳感器(24)、電機(jī)(25)、起停控制器(26)、油箱(27)，其特征在于電子司鉆控制器(18)分別與換向閥(3)、壓力傳感器(4)、壓力傳感器(24)、換向閥(6)、壓力傳感器(7)、壓力傳感器(22)、驅(qū)動器(20)、驅(qū)動器(19)、壓力傳感器(17)、壓力傳感器(16)、壓力傳感器(14)、起?？刂破?26)連通，剎車鉗(1)與剎車閥(5)、剎車閥(23)連通，換向閥(6)分別與先導(dǎo)控制閥(21)、先導(dǎo)控制閥(8)連通，在壓力傳感器(17)的支路上裝有蓄能器(9)，電機(jī)(11)分別與液壓泵(12)、起停控制器(13)連接，電機(jī)(25)分別與液壓泵(15)、起?？刂破?26)連接，在壓力傳感器(14)與壓力傳感器(16)之間的支路上裝有溢流閥(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子司鉆系統(tǒng)的雙機(jī)熱備份裝置，其特征在于液壓泵(12)、液壓泵(15)并聯(lián)安裝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子司鉆系統(tǒng)的雙機(jī)熱備份裝置，其特征在于在裝置的底部設(shè)有油箱(27)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子司鉆系統(tǒng)的雙機(jī)熱備份裝置，其特征在于剎車鉗(1)至少一個以上。
專利摘要一種涉及電子司鉆系統(tǒng)設(shè)備本身的安全控制技術(shù)的電子司鉆系統(tǒng)的雙機(jī)熱備份裝置，包括剎車閥5、換向閥6先導(dǎo)控制閥8、液壓泵12、剎車鉗1與剎車閥5、剎車閥23連通，換向閥6分別與先導(dǎo)控制閥21、先導(dǎo)控制閥8連通，在壓力傳感器17的支路上裝有蓄能器9，電機(jī)11分別與液壓泵12、起?？刂破?3連接，電機(jī)25分別與液壓泵15、起停控制器26連接，部件均采用雙機(jī)熱備份方案，以保證系統(tǒng)工作更為可靠、安全。系統(tǒng)主體采用雙路并聯(lián)方案，正常時，一路工作，另一路實(shí)時跟蹤備份。一旦其中一路發(fā)生故障，系統(tǒng)自動切換為另一路接替工作，同時保證無系統(tǒng)擾動現(xiàn)象。
文檔編號F16D66/00GK2871838SQ20052012711
公開日2007年2月21日 申請日期2005年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月10日
發(fā)明者林凡夫 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院