防止頂驅吊環碰掛猴臺控制裝置製造方法
2023-06-08 08:24:11
防止頂驅吊環碰掛猴臺控制裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型提供防止頂驅吊環碰掛猴臺控制裝置，包括霍爾磁敏傳感器、可逆計數繼電器、無線解碼接收機、電源、報警器、傾斜液缸電磁閥、單軸角度傳感器、無線編碼發射模塊和電池組；其特徵在於：霍爾磁敏傳感器與可逆計數繼電器連接，霍爾磁敏傳感器檢測滾筒轉動角度，將脈衝信號輸出到可逆計數繼電器，可逆計數繼電器對收到的脈衝信號進行計數；電源通過可逆計數繼電器內部繼電器的常開觸點為無線解碼接收機供電，電源還通過無線解碼接收機內部繼電器的常閉觸點為傾斜液缸進油電磁閥供電；本實用新型在頂驅吊環到達設定高度，且吊環傾斜超過設定值時，關閉傾斜液缸進油電磁閥電源，能有效防止頂驅吊環碰掛猴臺，適合各種鑽機安裝。
【專利說明】防止頂驅吊環碰掛猴臺控制裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及控制裝置，具體涉及防止頂驅吊環碰掛猴臺控制裝置。
【背景技術】
[0002]頂驅上卸扣裝置總成上的傾斜裝置控制吊環、吊卡向下擺至小鼠洞或向上至二層臺指梁，吊卡通過一付吊環掛於吊環聯接器上，吊環傾斜裝置使它擺動，大大減少了作業者工作的勞動強度。由於設備至今沒有設計有效的防護設備，在使用頂驅進行起下鑽作業時，公知的使用頂驅進行起下鑽作業中防止吊環碰掛猴臺只有一個操作規定:「提升和下放頂驅時，禁止操作吊環傾斜裝置，在遊車起升或下放時，確認吊環是否處於浮動(中位)位置，以免吊卡碰掛猴臺或其它障礙物。起下鑽二層臺作業時，司鑽和井架工要配合好，當吊環將要碰掛二層臺的可能時，井架工要及時發出信號」。但是，操作者稍不留意，就可能出現頂驅吊卡碰掛猴臺，造成猴臺變形損壞甚至掉落的現象。國內頂驅至今沒有設計有效的防誤操作設備，國內鑽井現場多次出現吊卡碰掛猴臺造成猴臺從高空墜落的險情和傷害事故。
實用新型內容
[0003]本實用新型所要解決的技術問題在於提供防止頂驅吊環碰掛猴臺控制裝置。
[0004]為了解決上述問題，根據本實用新型的技術方案，防止頂驅吊環碰掛猴臺控制裝置，包括霍爾磁敏傳感器、可逆計數繼電器、無線解碼接收機、電源、報警器、傾斜液缸電磁閥、單軸角度傳感器、無線編碼發射模塊和電池組；其特點是:霍爾磁敏傳感器與可逆計數繼電器連接，霍爾磁敏傳感器檢測滾筒轉動角度，將脈衝信號輸出到可逆計數繼電器，可逆計數繼電器對收到的脈衝信號進行計數；電源通過可逆計數繼電器內部繼電器的常開觸點為無線解碼接收機供電，同時電源通過無線解碼接收機內部繼電器的常開觸點為報警器供電，電源還通過無線解碼接收機內部繼電器的常閉觸點為傾斜液缸進油電磁閥供電；
[0005]所述單軸角度傳感器、無線編碼發射模塊和電池組設置在防爆箱內，防爆箱固定在頂驅吊環上，電池組通過內部繼電器常開觸點為無線編碼發射模塊供電；所述單軸角度傳感器檢測吊環傾斜角度，當吊環傾斜角度達到設定值時，單軸角度傳感器內部繼電器吸合，無線編碼發射模塊發送信號到無線解碼接收機。
[0006]本實用新型一方面通過霍爾磁敏傳感器與可逆計數繼電器控制吊環傾角受限制的高度值，另一方面通過單軸角度傳感器監控吊環傾斜角度，使頂驅吊環在接近猴臺時吊環向猴臺方向的傾角受到限位，而頂驅吊環下放至鑽臺時，吊環向鼠洞方向傾角不受限位；即當頂驅吊環到達設定高度，吊環傾斜超過設定值時，單軸角度傳感器內部繼電器吸合，控制無線編碼發射器發送信號到無線解碼接收機，無線解碼接收機收到信號，使無線解碼接收機內部繼電器吸合，控制報警器報警提示，提醒司鑽吊環傾斜超過了限制值，同時關閉傾斜液缸進油電磁閥電源，防止吊環進一步傾斜出現碰掛猴臺現象，有效避免提升和下放頂驅造成碰掛猴臺事故的發生，改善鑽井作業的安全環境；本實用新型無線編碼發射器與無線解碼接收機之間採用無線傳輸，解決了頂驅上安裝布線的難題；本實用新型結構簡單，安裝方便，能自動識別吊環所在區域；吊環傾角受限制的高度值與傾角限制值可以任意設置，傾角控制精度在±0.02度以內，控制精度高，適合各種鑽機安裝。
[0007]根據本實用新型所述的防止頂驅吊環碰掛猴臺控制裝置，所述霍爾磁敏傳感器由霍爾磁敏開關與若干個磁塊組成；轉子固設在滾筒導氣龍頭上，磁塊設置在轉子的外壁並按圓周均勻分布；霍爾磁敏開關設置在固定座上，且所述霍爾磁敏開關的端面與所述磁塊對應；當滾筒轉動帶動滾筒導氣龍頭轉動時，也帶動所述磁塊轉動，所述霍爾磁敏開關輸出脈衝信號到所述可逆計數器。
[0008]設置在滾筒導氣龍頭上的磁塊與滾筒同步運轉，霍爾磁敏開關產生相位相差90度的A、B兩相方波信號輸出到可逆計數繼電器進行計數；當滾筒順時針旋轉即上提遊車時，通道A輸出波形超前通道B輸出波形90°，兩相方波信號送至主機輸入端進行加法計數，當計數達到上限設定值時，即吊環高度到達設定值時，可逆計數繼電器內部繼電器吸合，電源通過可逆計數繼電器內部繼電器常開觸點為無線解碼接收機供電；當滾筒逆時針旋轉即下放遊車時，通道A輸出波形比通道B輸出波形延遲90°，兩相方波信號送至主機輸入端進行減法計數，當計數達到下限設定值時，即吊環高度低於設定值時，可逆計數器內部繼電器釋放，電源停止為無線解碼接收機供電，傾斜液缸進油電磁閥恢復供電。
[0009]本實用新型所述的防止頂驅吊環碰掛猴臺控制裝置的有益效果是:本實用新型能夠在頂驅吊環到達設定高度，且吊環傾斜超過設定值時，控制報警器報警提示，同時關閉傾斜液缸進油電磁閥電源，防止吊環進一步傾斜出現碰掛猴臺現象，改善鑽井作業的安全環境；本實用新型無線編碼發射器與無線解碼接收機之間採用無線傳輸，解決了頂驅上安裝布線的難題；本實用新型結構簡單，成本低，安裝方便，可靠性高，能自動識別吊環所在區域；能有效防止頂驅吊環碰掛猴臺，吊環傾角受限制的高度值與傾角限制值可以任意設置，傾角控制精度高，適合各種鑽機安裝，可廣泛應用於石油、冶金等行業。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型防止頂驅吊環碰掛猴臺控制裝置的原理示意圖。
[0011]圖2是頂驅吊環傾斜角度檢測控制示意圖。
[0012]圖3是頂驅吊環高度檢測示意圖。
[0013]圖4是單軸角度傳感器14、無線編碼發射模塊19和電池組18安裝位置示意圖。【具體實施方式】
[0014]參見圖1至圖4，防止頂驅吊環碰掛猴臺控制裝置，包括霍爾磁敏傳感器3、5、可逆計數繼電器6、無線解碼接收機9、電源11、報警器12、傾斜液缸電磁閥13、單軸角度傳感器14、無線編碼發射模塊19和電池組18 ;其中，霍爾磁敏傳感器3、5與可逆計數繼電器6連接，霍爾磁敏傳感器3、5檢測滾筒轉動角度，將脈衝信號輸出到可逆計數繼電器6，可逆計數繼電器6對收到的脈衝信號進行計數；電源11通過可逆計數繼電器6內部繼電器7的常開觸點為無線解碼接收機9供電，同時電源11通過無線解碼接收機9內部繼電器10的常開觸點為報警器12供電，電源11還通過無線解碼接收機9內部繼電器10的常閉觸點為傾斜液缸進油電磁閥13供電；
[0015]所述單軸角度傳感器14、無線編碼發射模塊19和電池組18設置在防爆箱22內，防爆箱22通過安裝板23固定在頂驅吊環24上，電池組18通過內部繼電器16常開觸點為無線編碼發射模塊19供電；所述單軸角度傳感器14檢測吊環傾斜角度，當吊環傾斜角度達到設定值時，單軸角度傳感器14內部繼電器16吸合，無線編碼發射模塊19發送信號到無線解碼接收機9。
[0016]其中:所述霍爾磁敏傳感器3、5由霍爾磁敏開關5與若干個磁塊3組成；轉子2固設在滾筒導氣龍頭4上，軸承套在轉子2上；磁塊3設置在轉子2的外壁並按圓周均勻分布；所述外殼8設置在磁塊3外，該外殼8固定在軸承套上；該外殼8上設有霍爾磁敏開關5的固定座20，霍爾磁敏開關5固定在固定座20上，且所述霍爾磁敏開關5的端面與所述磁塊3對應；當滾筒轉動帶動滾筒導氣龍頭4轉動時，也帶動所述磁塊3轉動，所述霍爾磁敏開關5輸出脈衝信號到所述可逆計數器6。
[0017]其中，霍爾磁敏開關5為市售雙通道柱形霍爾磁敏開關，可逆計數繼電器6為市售裝有雙顯示數字屏和設置面的產品，滾筒正/反向旋轉時，霍爾磁敏開關5每對應一個磁塊，就產生一組A、B兩相相位相差90度的方波信號。單軸角度傳感器14為市售可設置限制角度的繼電器輸出型。無線編碼發射模塊19與無線解碼接收機9均為市售產品。
[0018]初次使用時，先設置限制吊環傾斜的高度值，並將遊車下放到吊環上的吊卡剛好接觸到轉盤面，然後按面板上的復位鍵。當上排顯示值為「000000」，下排顯示限制吊環傾斜的高度值。
[0019]在初次使用時，單軸角度傳感器14的RS232接口 15通過串口線與筆記本電腦17連接，再通過串口調試軟體對吊環傾斜角度進行設置。設置方法是提升遊車至猴臺，打開弔環傾斜分析開關，在頂驅吊環接近猴臺2-3Cm時，觀察筆記本電腦17上顯示的吊環傾斜角度值，將此角度作為傾角限制值；再將吊環傾斜分析開關至懸浮位置，操作吊環向猴臺方向傾斜，如果到達傾角限制值後吊環停止繼續傾斜，報警器進行報警提示，說明吊環向猴臺方向的傾角限制功能正常；然後下放遊車至鑽臺，使吊環傾斜開關向鼠洞方向傾斜，如果吊環能傾斜至最大角度，報警器不報警，說明吊環在鑽臺鼠洞方向的傾角不受影響，功能正常。然後取下串口線，蓋上單軸傾角傳感器上RS232接口的堵頭，傾角限制設置結束。
[0020]本實用新型的工作原理是:當遊車上升或下降時，滾筒I轉動帶動滾筒導氣龍頭4和磁塊3轉動，可逆計數繼電器6通過採集霍爾磁敏開關5輸出的兩相有相位差的信號來判斷滾筒是順時針轉動還是逆時針轉動，並計算出轉動的圈數。當吊環高度上升到達設定值時，可逆計數繼電器6內部繼電器7吸合，電源11通過可逆計數繼電器6內部繼電器7常開觸點為無線解碼接收機9供電，在此狀態，如果吊環向猴臺方向傾斜到達傾角限制值，無線解碼接收機9將接收到無線編碼發射器19發出的角度超過限制值的信號，無線解碼接收機9內部繼電器10吸合，控制報警器12發出提示聲音和切斷傾斜液缸21的傾斜液缸進油電磁閥13電源11，使吊環不能繼續傾斜，防止碰掛猴臺。當吊環高度低於限制值時，可逆計數繼電器6內部繼電器7釋放，無線解碼接收機9電源被切斷，此時，即使吊環超過限制角度，無線解碼接收機9不能接收到無線編碼發射器19發出的角度超過限制值的信號，無線解碼接收機9內部繼電器10不會吸合，報警器12沒有電源不會報警，傾斜液缸21的傾斜液缸進油電磁閥13的電源11不會被切斷，吊環傾斜不受限制，可以作大角度傾斜至鼠洞位置，使接單根等作業不受任何影響。
【權利要求】
1.防止頂驅吊環碰掛猴臺控制裝置，包括霍爾磁敏傳感器(3、5)、可逆計數繼電器(6)、無線解碼接收機(9)、電源(11)、報警器(12)、傾斜液缸電磁閥(13)、單軸角度傳感器(14)、無線編碼發射模塊(19)和電池組(18);其特徵在於:霍爾磁敏傳感器(3、5)與可逆計數繼電器(6)連接，霍爾磁敏傳感器(3、5)檢測滾筒轉動角度，將脈衝信號輸出到可逆計數繼電器(6 )，可逆計數繼電器(6 )對收到的脈衝信號進行計數；電源(11)通過可逆計數繼電器(6)內部繼電器(7)的常開觸點為無線解碼接收機(9)供電，同時電源(11)通過無線解碼接收機(9)內部繼電器(10)的常開觸點為報警器(12)供電，電源(11)還通過無線解碼接收機(9)內部繼電器(10)的常閉觸點為傾斜液缸進油電磁閥(13)供電； 所述單軸角度傳感器(14)、無線編碼發射模塊(19)和電池組(18)設置在防爆箱(22)內，防爆箱(22)固定在頂驅吊環(24)上，電池組(18)通過內部繼電器(16)常開觸點為無線編碼發射模塊(19)供電；所述單軸角度傳感器(14)檢測吊環傾斜角度，當吊環傾斜角度達到設定值時，單軸角度傳感器(14)內部繼電器(16)吸合，無線編碼發射模塊(19)發送信號到無線解碼接收機(9)。
2.根據權利要求1所述的防止頂驅吊環碰掛猴臺控制裝置，其特徵在於:所述霍爾磁敏傳感器(3、5 )由霍爾磁敏開關(5 )與若干個磁塊(3 )組成；轉子(2 )固設在滾筒導氣龍頭(4)上，磁塊(3)設置在轉子(2)的外壁並按圓周均勻分布；霍爾磁敏開關(5)設置在固定座(20 )上，且所述霍爾磁敏開關(5 )的端面與所述磁塊(3 )對應；當滾筒轉動帶動滾筒導氣龍頭(4)轉動時，也帶動所述磁塊(3)轉動，所述霍爾磁敏開關(5)輸出脈衝信號到所述可逆計數器(6)。
【文檔編號】G05B19/04GK203606642SQ201320754644
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月25日 優先權日:2013年11月25日
【發明者】冉鵬, 朱佔林, 劉力, 張建, 譚昌兵, 魏華英, 徐剛 申請人:中國石油集團川慶鑽探工程有限公司川東鑽探公司