防止頂驅(qū)吊環(huán)碰掛猴臺(tái)控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供防止頂驅(qū)吊環(huán)碰掛猴臺(tái)控制裝置，包括霍爾磁敏傳感器、可逆計(jì)數(shù)繼電器、無(wú)線譯碼接收機(jī)、電源、報(bào)警器、傾斜液缸電磁閥、單軸角度傳感器、無(wú)線編碼發(fā)射模塊和電池組；其特征在于：霍爾磁敏傳感器與可逆計(jì)數(shù)繼電器連接，霍爾磁敏傳感器檢測(cè)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)角度，將脈沖信號(hào)輸出到可逆計(jì)數(shù)繼電器，可逆計(jì)數(shù)繼電器對(duì)收到的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)；電源通過(guò)可逆計(jì)數(shù)繼電器內(nèi)部繼電器的常開觸點(diǎn)為無(wú)線譯碼接收機(jī)供電，電源還通過(guò)無(wú)線譯碼接收機(jī)內(nèi)部繼電器的常閉觸點(diǎn)為傾斜液缸進(jìn)油電磁閥供電；本實(shí)用新型在頂驅(qū)吊環(huán)到達(dá)設(shè)定高度，且吊環(huán)傾斜超過(guò)設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉傾斜液缸進(jìn)油電磁閥電源，能有效防止頂驅(qū)吊環(huán)碰掛猴臺(tái)，適合各種鉆機(jī)安裝。
【專利說(shuō)明】防止頂驅(qū)吊環(huán)碰掛猴臺(tái)控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及控制裝置，具體涉及防止頂驅(qū)吊環(huán)碰掛猴臺(tái)控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]頂驅(qū)上卸扣裝置總成上的傾斜裝置控制吊環(huán)、吊卡向下擺至小鼠洞或向上至二層臺(tái)指梁，吊卡通過(guò)一付吊環(huán)掛于吊環(huán)聯(lián)接器上，吊環(huán)傾斜裝置使它擺動(dòng)，大大減少了作業(yè)者工作的勞動(dòng)強(qiáng)度。由于設(shè)備至今沒有設(shè)計(jì)有效的防護(hù)設(shè)備，在使用頂驅(qū)進(jìn)行起下鉆作業(yè)時(shí)，公知的使用頂驅(qū)進(jìn)行起下鉆作業(yè)中防止吊環(huán)碰掛猴臺(tái)只有一個(gè)操作規(guī)定:“提升和下放頂驅(qū)時(shí)，禁止操作吊環(huán)傾斜裝置，在游車起升或下放時(shí)，確認(rèn)吊環(huán)是否處于浮動(dòng)(中位)位置，以免吊卡碰掛猴臺(tái)或其它障礙物。起下鉆二層臺(tái)作業(yè)時(shí)，司鉆和井架工要配合好，當(dāng)?shù)醐h(huán)將要碰掛二層臺(tái)的可能時(shí)，井架工要及時(shí)發(fā)出信號(hào)”。但是，操作者稍不留意，就可能出現(xiàn)頂驅(qū)吊卡碰掛猴臺(tái)，造成猴臺(tái)變形損壞甚至掉落的現(xiàn)象。國(guó)內(nèi)頂驅(qū)至今沒有設(shè)計(jì)有效的防誤操作設(shè)備，國(guó)內(nèi)鉆井現(xiàn)場(chǎng)多次出現(xiàn)吊卡碰掛猴臺(tái)造成猴臺(tái)從高空墜落的險(xiǎn)情和傷害事故。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供防止頂驅(qū)吊環(huán)碰掛猴臺(tái)控制裝置。
[0004]為了解決上述問題，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，防止頂驅(qū)吊環(huán)碰掛猴臺(tái)控制裝置，包括霍爾磁敏傳感器、可逆計(jì)數(shù)繼電器、無(wú)線譯碼接收機(jī)、電源、報(bào)警器、傾斜液缸電磁閥、單軸角度傳感器、無(wú)線編碼發(fā)射模塊和電池組；其特點(diǎn)是:霍爾磁敏傳感器與可逆計(jì)數(shù)繼電器連接，霍爾磁敏傳感器檢測(cè)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)角度，將脈沖信號(hào)輸出到可逆計(jì)數(shù)繼電器，可逆計(jì)數(shù)繼電器對(duì)收到的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)；電源通過(guò)可逆計(jì)數(shù)繼電器內(nèi)部繼電器的常開觸點(diǎn)為無(wú)線譯碼接收機(jī)供電，同時(shí)電源通過(guò)無(wú)線譯碼接收機(jī)內(nèi)部繼電器的常開觸點(diǎn)為報(bào)警器供電，電源還通過(guò)無(wú)線譯碼接收機(jī)內(nèi)部繼電器的常閉觸點(diǎn)為傾斜液缸進(jìn)油電磁閥供電；
[0005]所述單軸角度傳感器、無(wú)線編碼發(fā)射模塊和電池組設(shè)置在防爆箱內(nèi)，防爆箱固定在頂驅(qū)吊環(huán)上，電池組通過(guò)內(nèi)部繼電器常開觸點(diǎn)為無(wú)線編碼發(fā)射模塊供電；所述單軸角度傳感器檢測(cè)吊環(huán)傾斜角度，當(dāng)?shù)醐h(huán)傾斜角度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，單軸角度傳感器內(nèi)部繼電器吸合，無(wú)線編碼發(fā)射模塊發(fā)送信號(hào)到無(wú)線譯碼接收機(jī)。
[0006]本實(shí)用新型一方面通過(guò)霍爾磁敏傳感器與可逆計(jì)數(shù)繼電器控制吊環(huán)傾角受限制的高度值，另一方面通過(guò)單軸角度傳感器監(jiān)控吊環(huán)傾斜角度，使頂驅(qū)吊環(huán)在接近猴臺(tái)時(shí)吊環(huán)向猴臺(tái)方向的傾角受到限位，而頂驅(qū)吊環(huán)下放至鉆臺(tái)時(shí)，吊環(huán)向鼠洞方向傾角不受限位；即當(dāng)頂驅(qū)吊環(huán)到達(dá)設(shè)定高度，吊環(huán)傾斜超過(guò)設(shè)定值時(shí)，單軸角度傳感器內(nèi)部繼電器吸合，控制無(wú)線編碼發(fā)射器發(fā)送信號(hào)到無(wú)線譯碼接收機(jī)，無(wú)線譯碼接收機(jī)收到信號(hào)，使無(wú)線譯碼接收機(jī)內(nèi)部繼電器吸合，控制報(bào)警器報(bào)警提示，提醒司鉆吊環(huán)傾斜超過(guò)了限制值，同時(shí)關(guān)閉傾斜液缸進(jìn)油電磁閥電源，防止吊環(huán)進(jìn)一步傾斜出現(xiàn)碰掛猴臺(tái)現(xiàn)象，有效避免提升和下放頂驅(qū)造成碰掛猴臺(tái)事故的發(fā)生，改善鉆井作業(yè)的安全環(huán)境；本實(shí)用新型無(wú)線編碼發(fā)射器與無(wú)線譯碼接收機(jī)之間采用無(wú)線傳輸，解決了頂驅(qū)上安裝布線的難題；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，能自動(dòng)識(shí)別吊環(huán)所在區(qū)域；吊環(huán)傾角受限制的高度值與傾角限制值可以任意設(shè)置，傾角控制精度在±0.02度以內(nèi)，控制精度高，適合各種鉆機(jī)安裝。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型所述的防止頂驅(qū)吊環(huán)碰掛猴臺(tái)控制裝置，所述霍爾磁敏傳感器由霍爾磁敏開關(guān)與若干個(gè)磁塊組成；轉(zhuǎn)子固設(shè)在滾筒導(dǎo)氣龍頭上，磁塊設(shè)置在轉(zhuǎn)子的外壁并按圓周均勻分布；霍爾磁敏開關(guān)設(shè)置在固定座上，且所述霍爾磁敏開關(guān)的端面與所述磁塊對(duì)應(yīng)；當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滾筒導(dǎo)氣龍頭轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，也帶動(dòng)所述磁塊轉(zhuǎn)動(dòng)，所述霍爾磁敏開關(guān)輸出脈沖信號(hào)到所述可逆計(jì)數(shù)器。
[0008]設(shè)置在滾筒導(dǎo)氣龍頭上的磁塊與滾筒同步運(yùn)轉(zhuǎn)，霍爾磁敏開關(guān)產(chǎn)生相位相差90度的A、B兩相方波信號(hào)輸出到可逆計(jì)數(shù)繼電器進(jìn)行計(jì)數(shù)；當(dāng)滾筒順時(shí)針旋轉(zhuǎn)即上提游車時(shí)，通道A輸出波形超前通道B輸出波形90°，兩相方波信號(hào)送至主機(jī)輸入端進(jìn)行加法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到上限設(shè)定值時(shí)，即吊環(huán)高度到達(dá)設(shè)定值時(shí)，可逆計(jì)數(shù)繼電器內(nèi)部繼電器吸合，電源通過(guò)可逆計(jì)數(shù)繼電器內(nèi)部繼電器常開觸點(diǎn)為無(wú)線譯碼接收機(jī)供電；當(dāng)滾筒逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)即下放游車時(shí)，通道A輸出波形比通道B輸出波形延遲90°，兩相方波信號(hào)送至主機(jī)輸入端進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到下限設(shè)定值時(shí)，即吊環(huán)高度低于設(shè)定值時(shí)，可逆計(jì)數(shù)器內(nèi)部繼電器釋放，電源停止為無(wú)線譯碼接收機(jī)供電，傾斜液缸進(jìn)油電磁閥恢復(fù)供電。
[0009]本實(shí)用新型所述的防止頂驅(qū)吊環(huán)碰掛猴臺(tái)控制裝置的有益效果是:本實(shí)用新型能夠在頂驅(qū)吊環(huán)到達(dá)設(shè)定高度，且吊環(huán)傾斜超過(guò)設(shè)定值時(shí)，控制報(bào)警器報(bào)警提示，同時(shí)關(guān)閉傾斜液缸進(jìn)油電磁閥電源，防止吊環(huán)進(jìn)一步傾斜出現(xiàn)碰掛猴臺(tái)現(xiàn)象，改善鉆井作業(yè)的安全環(huán)境；本實(shí)用新型無(wú)線編碼發(fā)射器與無(wú)線譯碼接收機(jī)之間采用無(wú)線傳輸，解決了頂驅(qū)上安裝布線的難題；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，安裝方便，可靠性高，能自動(dòng)識(shí)別吊環(huán)所在區(qū)域；能有效防止頂驅(qū)吊環(huán)碰掛猴臺(tái)，吊環(huán)傾角受限制的高度值與傾角限制值可以任意設(shè)置，傾角控制精度高，適合各種鉆機(jī)安裝，可廣泛應(yīng)用于石油、冶金等行業(yè)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型防止頂驅(qū)吊環(huán)碰掛猴臺(tái)控制裝置的原理示意圖。
[0011]圖2是頂驅(qū)吊環(huán)傾斜角度檢測(cè)控制示意圖。
[0012]圖3是頂驅(qū)吊環(huán)高度檢測(cè)示意圖。
[0013]圖4是單軸角度傳感器14、無(wú)線編碼發(fā)射模塊19和電池組18安裝位置示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0014]參見圖1至圖4，防止頂驅(qū)吊環(huán)碰掛猴臺(tái)控制裝置，包括霍爾磁敏傳感器3、5、可逆計(jì)數(shù)繼電器6、無(wú)線譯碼接收機(jī)9、電源11、報(bào)警器12、傾斜液缸電磁閥13、單軸角度傳感器14、無(wú)線編碼發(fā)射模塊19和電池組18 ;其中，霍爾磁敏傳感器3、5與可逆計(jì)數(shù)繼電器6連接，霍爾磁敏傳感器3、5檢測(cè)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)角度，將脈沖信號(hào)輸出到可逆計(jì)數(shù)繼電器6，可逆計(jì)數(shù)繼電器6對(duì)收到的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)；電源11通過(guò)可逆計(jì)數(shù)繼電器6內(nèi)部繼電器7的常開觸點(diǎn)為無(wú)線譯碼接收機(jī)9供電，同時(shí)電源11通過(guò)無(wú)線譯碼接收機(jī)9內(nèi)部繼電器10的常開觸點(diǎn)為報(bào)警器12供電，電源11還通過(guò)無(wú)線譯碼接收機(jī)9內(nèi)部繼電器10的常閉觸點(diǎn)為傾斜液缸進(jìn)油電磁閥13供電；
[0015]所述單軸角度傳感器14、無(wú)線編碼發(fā)射模塊19和電池組18設(shè)置在防爆箱22內(nèi)，防爆箱22通過(guò)安裝板23固定在頂驅(qū)吊環(huán)24上，電池組18通過(guò)內(nèi)部繼電器16常開觸點(diǎn)為無(wú)線編碼發(fā)射模塊19供電；所述單軸角度傳感器14檢測(cè)吊環(huán)傾斜角度，當(dāng)?shù)醐h(huán)傾斜角度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，單軸角度傳感器14內(nèi)部繼電器16吸合，無(wú)線編碼發(fā)射模塊19發(fā)送信號(hào)到無(wú)線譯碼接收機(jī)9。
[0016]其中:所述霍爾磁敏傳感器3、5由霍爾磁敏開關(guān)5與若干個(gè)磁塊3組成；轉(zhuǎn)子2固設(shè)在滾筒導(dǎo)氣龍頭4上，軸承套在轉(zhuǎn)子2上；磁塊3設(shè)置在轉(zhuǎn)子2的外壁并按圓周均勻分布；所述外殼8設(shè)置在磁塊3外，該外殼8固定在軸承套上；該外殼8上設(shè)有霍爾磁敏開關(guān)5的固定座20，霍爾磁敏開關(guān)5固定在固定座20上，且所述霍爾磁敏開關(guān)5的端面與所述磁塊3對(duì)應(yīng)；當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滾筒導(dǎo)氣龍頭4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，也帶動(dòng)所述磁塊3轉(zhuǎn)動(dòng)，所述霍爾磁敏開關(guān)5輸出脈沖信號(hào)到所述可逆計(jì)數(shù)器6。
[0017]其中，霍爾磁敏開關(guān)5為市售雙通道柱形霍爾磁敏開關(guān)，可逆計(jì)數(shù)繼電器6為市售裝有雙顯示數(shù)字屏和設(shè)置面的產(chǎn)品，滾筒正/反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，霍爾磁敏開關(guān)5每對(duì)應(yīng)一個(gè)磁塊，就產(chǎn)生一組A、B兩相相位相差90度的方波信號(hào)。單軸角度傳感器14為市售可設(shè)置限制角度的繼電器輸出型。無(wú)線編碼發(fā)射模塊19與無(wú)線譯碼接收機(jī)9均為市售產(chǎn)品。
[0018]初次使用時(shí)，先設(shè)置限制吊環(huán)傾斜的高度值，并將游車下放到吊環(huán)上的吊卡剛好接觸到轉(zhuǎn)盤面，然后按面板上的復(fù)位鍵。當(dāng)上排顯示值為“000000”，下排顯示限制吊環(huán)傾斜的高度值。
[0019]在初次使用時(shí)，單軸角度傳感器14的RS232接口 15通過(guò)串口線與筆記本電腦17連接，再通過(guò)串口調(diào)試軟件對(duì)吊環(huán)傾斜角度進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置方法是提升游車至猴臺(tái)，打開吊環(huán)傾斜分析開關(guān)，在頂驅(qū)吊環(huán)接近猴臺(tái)2-3Cm時(shí)，觀察筆記本電腦17上顯示的吊環(huán)傾斜角度值，將此角度作為傾角限制值；再將吊環(huán)傾斜分析開關(guān)至懸浮位置，操作吊環(huán)向猴臺(tái)方向傾斜，如果到達(dá)傾角限制值后吊環(huán)停止繼續(xù)傾斜，報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警提示，說(shuō)明吊環(huán)向猴臺(tái)方向的傾角限制功能正常；然后下放游車至鉆臺(tái)，使吊環(huán)傾斜開關(guān)向鼠洞方向傾斜，如果吊環(huán)能傾斜至最大角度，報(bào)警器不報(bào)警，說(shuō)明吊環(huán)在鉆臺(tái)鼠洞方向的傾角不受影響，功能正常。然后取下串口線，蓋上單軸傾角傳感器上RS232接口的堵頭，傾角限制設(shè)置結(jié)束。
[0020]本實(shí)用新型的工作原理是:當(dāng)游車上升或下降時(shí)，滾筒I轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滾筒導(dǎo)氣龍頭4和磁塊3轉(zhuǎn)動(dòng)，可逆計(jì)數(shù)繼電器6通過(guò)采集霍爾磁敏開關(guān)5輸出的兩相有相位差的信號(hào)來(lái)判斷滾筒是順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)還是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并計(jì)算出轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)。當(dāng)?shù)醐h(huán)高度上升到達(dá)設(shè)定值時(shí)，可逆計(jì)數(shù)繼電器6內(nèi)部繼電器7吸合，電源11通過(guò)可逆計(jì)數(shù)繼電器6內(nèi)部繼電器7常開觸點(diǎn)為無(wú)線譯碼接收機(jī)9供電，在此狀態(tài)，如果吊環(huán)向猴臺(tái)方向傾斜到達(dá)傾角限制值，無(wú)線譯碼接收機(jī)9將接收到無(wú)線編碼發(fā)射器19發(fā)出的角度超過(guò)限制值的信號(hào)，無(wú)線譯碼接收機(jī)9內(nèi)部繼電器10吸合，控制報(bào)警器12發(fā)出提示聲音和切斷傾斜液缸21的傾斜液缸進(jìn)油電磁閥13電源11，使吊環(huán)不能繼續(xù)傾斜，防止碰掛猴臺(tái)。當(dāng)?shù)醐h(huán)高度低于限制值時(shí)，可逆計(jì)數(shù)繼電器6內(nèi)部繼電器7釋放，無(wú)線譯碼接收機(jī)9電源被切斷，此時(shí)，即使吊環(huán)超過(guò)限制角度，無(wú)線譯碼接收機(jī)9不能接收到無(wú)線編碼發(fā)射器19發(fā)出的角度超過(guò)限制值的信號(hào)，無(wú)線譯碼接收機(jī)9內(nèi)部繼電器10不會(huì)吸合，報(bào)警器12沒有電源不會(huì)報(bào)警，傾斜液缸21的傾斜液缸進(jìn)油電磁閥13的電源11不會(huì)被切斷，吊環(huán)傾斜不受限制，可以作大角度傾斜至鼠洞位置，使接單根等作業(yè)不受任何影響。
【權(quán)利要求】
1.防止頂驅(qū)吊環(huán)碰掛猴臺(tái)控制裝置，包括霍爾磁敏傳感器(3、5)、可逆計(jì)數(shù)繼電器(6)、無(wú)線譯碼接收機(jī)(9)、電源(11)、報(bào)警器(12)、傾斜液缸電磁閥(13)、單軸角度傳感器(14)、無(wú)線編碼發(fā)射模塊(19)和電池組(18);其特征在于:霍爾磁敏傳感器(3、5)與可逆計(jì)數(shù)繼電器(6)連接，霍爾磁敏傳感器(3、5)檢測(cè)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)角度，將脈沖信號(hào)輸出到可逆計(jì)數(shù)繼電器(6 )，可逆計(jì)數(shù)繼電器(6 )對(duì)收到的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)；電源(11)通過(guò)可逆計(jì)數(shù)繼電器(6)內(nèi)部繼電器(7)的常開觸點(diǎn)為無(wú)線譯碼接收機(jī)(9)供電，同時(shí)電源(11)通過(guò)無(wú)線譯碼接收機(jī)(9)內(nèi)部繼電器(10)的常開觸點(diǎn)為報(bào)警器(12)供電，電源(11)還通過(guò)無(wú)線譯碼接收機(jī)(9)內(nèi)部繼電器(10)的常閉觸點(diǎn)為傾斜液缸進(jìn)油電磁閥(13)供電； 所述單軸角度傳感器(14)、無(wú)線編碼發(fā)射模塊(19)和電池組(18)設(shè)置在防爆箱(22)內(nèi)，防爆箱(22)固定在頂驅(qū)吊環(huán)(24)上，電池組(18)通過(guò)內(nèi)部繼電器(16)常開觸點(diǎn)為無(wú)線編碼發(fā)射模塊(19)供電；所述單軸角度傳感器(14)檢測(cè)吊環(huán)傾斜角度，當(dāng)?shù)醐h(huán)傾斜角度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，單軸角度傳感器(14)內(nèi)部繼電器(16)吸合，無(wú)線編碼發(fā)射模塊(19)發(fā)送信號(hào)到無(wú)線譯碼接收機(jī)(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止頂驅(qū)吊環(huán)碰掛猴臺(tái)控制裝置，其特征在于:所述霍爾磁敏傳感器(3、5 )由霍爾磁敏開關(guān)(5 )與若干個(gè)磁塊(3 )組成；轉(zhuǎn)子(2 )固設(shè)在滾筒導(dǎo)氣龍頭(4)上，磁塊(3)設(shè)置在轉(zhuǎn)子(2)的外壁并按圓周均勻分布；霍爾磁敏開關(guān)(5)設(shè)置在固定座(20 )上，且所述霍爾磁敏開關(guān)(5 )的端面與所述磁塊(3 )對(duì)應(yīng)；當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滾筒導(dǎo)氣龍頭(4)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，也帶動(dòng)所述磁塊(3)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述霍爾磁敏開關(guān)(5)輸出脈沖信號(hào)到所述可逆計(jì)數(shù)器(6)。
【文檔編號(hào)】G05B19/04GK203606642SQ201320754644
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】冉鵬, 朱占林, 劉力, 張建, 譚昌兵, 魏華英, 徐剛 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司川東鉆探公司