本发明专利技术涉及一种用于控制安装在钻机上的绞盘转轮(2)的制动器的装置(40)，该钻机操作钻孔中的钻具，所述装置包括制具有第一端(29)的制动器杆(24)和设置有第一制动器控制手柄(31)的第二端(30)，该第一端机械地连接至制动器带，该制动器带连接转轮。此外，该装置(40)包括执行装置(32)和第二制动器控制手柄(33)，所述执行装置(32)配置为受控的并且布置为机械地连接制动器杆，所述第二制动器控制手柄(33)布置为控制所述执行装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及控制用于钻机的制动器的装置与方法，并且涉及实施这种装置的自动钻井系统。本专利技术更具体地涉及“旋转工作台”类型和/或“顶部驱动”类型的石油钻井的领域。“旋转工作台”系统通常包括穿过旋转工作台并且连接至钻管柱或“钻柱”的注射机头、牵引杆或者方钻杆，并且，在钻柱的端部，包括有切入地面的钻具或“钻头”。因此，方钻杆和钻柱以及位于钻柱末端的钻具都凭借旋转工作台以及凭借位于工作台的钻柱的角截面而旋转，或者，如果工作台不构成用于使钻井机器旋转的装置，则凭借注射机头也足以驱动钻柱。本专利技术还可以应用于地热钻井领域。
技术介绍
在钻机上，钻柱(在该钻柱的底端设置有钻具)挂在钻钩上，该钻柱的运动由钻井牵引件或绞盘来进行控制。钻井牵引件包括用于防止线缆不合时宜地从牵引件上松开的制动器。操作者或“钻工”利用被称为“制动器控制器”的装置来控制负载或钻具降入到钻孔或“井”里。因此，制动器控制器能够控制钻钩的速度和减速，以自由地达到使钻钩停止移动的程度。对于大多数的钻机，上述制动器为具有带的机械制动器。这种制动器两个金属带组成，所述金属带装备有通过平头或“埋头”铜螺栓或铝螺栓来紧固的内层。这些带由平衡杆连接在一起，该平衡杆也分配两个带之间的制动力，从而减少制动蹄或“制动片”的磨损。每个带缠绕着强制与转轮一起旋转的各个轮缘。每个带的一端固定，而另一端凭借凸轮组和连杆连接至铰接杆(制动器控制)，从而能够降低待施加于制动器控制器的端部的力。对于其他的钻机，制动器为盘式制动器。在这种情况下，制动器的控制以操纵杆的形式实现。无论其通过使用铰接杆或“制动器杆”的形式的制动器控制，还是盘式制动器形式的制动器控制，由钻工对制动器控制器的手动控制都会导致缺少对制动器控制执行的精确度，这会导致钻井过程的低效率，并且还会导致钻具的过早磨损。钻工的失误会导致钻具的损坏，或者导致钻井的损失。由于地表结构随着任何给定的钻井阶段而变化，因此对制动器控制的手动控制需要持续的注意力，例如，这构成了由于人为因素而导致的安全问题。因此，本专利技术的目的在于提出用于使制动器控制自动化的装置与系统以及方法。文献US4，187，546公开了一种转盘制动器，该鼓式制动器包括主制动器，该主制动器的功能为控制牵引件的行进滑块的速度和减速度，并且使该行进滑块停止移动。上述主制动器为可以凭借制动器控制而手动地驱动的鼓式制动器。此外，上述文献公开了一种促使鼓式制动器返回到制动位置的复位弹簧。上述文献描述了可以手动地松开弹簧，以松开制动器。其公开了可以将杠杆连接至包括有气缸(该气缸设置有活塞)的制动器执行器。将流体喷射进气缸使得活塞移动，从而使得制动器控制器移动以调节制动器上的力。由活塞施加在制动器控制器上的力必须超过弹簧的回程力。通过将气缸中所包含的流体排空至大气中而发生紧急制动，从而使得活塞降落至汽缸，并且然后通过复位弹簧而促使制动器控制器返回。应当注意的是，这种将气缸中所包含的流体排空会带来污染的风险，并且会造成中毒。文献EP0694114也公开了一种为带式制动器(S卩pr1ri)的主制动器，该主制动器可以通过制动器控制器可以手动地执行。上述文献公开了附加的复位弹簧，所述复位弹簧促使带式制动器返回至制动位置，并且可以被手动地松开，用于释放制动器。杠杆可以连接至制动器执行器总成。更精确地，该制动器执行器总成包括举升单元，举升单元连接至举升线路或线缆，用于在制动器控制器的端部进行拖拽，以调节制动器上的力。因此，举升单元的功能在于对抗弹簧的回程力，并且从而使得钻井牵引件下降。为了这个目的，由举升单元施加在制动器控制器上的力必须超过由弹簧施加在制动器控制器上的回程力。这种制动装置的第一个缺点在于:它们的反应特性难以适应许多地表变化(这些变化可能需要非常快速的反应)，例如，当钻通钻孔中的流体的汇流处或侵入处时，需要几乎瞬时的停顿。此外，如果弹簧毁坏，则钻钩及其负载在未进行制动的情况下下降，会发生灾难。这种装置的另一个缺点在于:附加的弹簧被规定尺寸为施加足以经受住当钻井位于其尽可能最低的位置时所出现的最大重量的回程力。这意味着用于抵抗上述回程力和用于使制动器下降的最大力在钻井开始的时候出现。那就意味着在钻井的最初阶段，力非常大。钻孔和钻井变得越深，释放制动器所需的力越小。对于非常深入的钻井，会带来安全问题。这种装置的另一个缺点在于:这类装置需要制动器控制器装备有多个仪器。不幸的是，钻工的控制室通常是一个非常有限的空间。因此，本专利技术的目的在于提出一种比现有技术装置更紧凑的装置。本专利技术的另一个目的在于提出一种在制动期间(更具体而言，在紧急制动期间)更快、更精确且更安全的制动器执行装置。本专利技术的另一个需要解决的问题的目的在于安装一种当现场管理员使用起来较易懂的装置，即，不需要现场管理员学习那么多关于装置如何工作的知识。本专利技术的另一个需要解决的问题的目标在于提出一种布置为与钻工协同工作的装置。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种用于控制装备有钻机的牵引件转轮的制动器的装置来实现上述目标中的至少一个，所述钻机操作钻孔中的钻具，所述装置包括具有第一端和第二端的制动器杆，所述第一端机械地连接至设计为作用于所述转轮的制动器带，所述第二端设置有第一制动器控制手柄。制动器杆可以实现为铰接杆的形式。根据本专利技术，所述装置进一步包括执行装置和第二制动器控制手柄，所述执行装置配置成受控的并且布置为机械地作用于所述制动器杆上，所述第二制动器控制手柄布置为对所述执行装置进行私伺服控制。短语“机械地作用于制动器杆上”用来描述沿着对应于用来对转轮进行制动的制动器带的方向，主动地而非被动地作用于制动器杆上。因此，由制动器控制装置施加在制动器杆上的机械作用的特性不同于由弹簧施加的机械作用的特性。由弹簧施加在制动器杆上的机械作用是被动的，因为其仅仅取决于弹簧的伸长率和强度。根据本专利技术，由制动器控制装置施加的机械作用是主动的。因此，执行装置布置为主动地作用于制动器杆上，从而至少使得制动器带部分地阻止转轮旋转。优选地，执行装置布置为主动地作用于制动器杆上，从而至少使得制动器带完全地或部分地阻止转轮的旋转。优选地，执行装置布置为主动地作用于制动器杆上，以使得制动器带部分地阻止和/或允许转轮的旋转。优选地，执行装置布置为主动地作用于制动器杆上，以使得制动器带完全地或者部分地阻止和/或允许转轮的旋转。执行装置配置成被控制为至少沿着对应于用来对转轮进行制动的制动器带的方向而作用于制动器杆上。因此，由制动器控制装置施加在制动器杆上的机械作用的特性不同于由弹簧施加的机械作用的特性。由弹簧施加在制动器杆上的机械作用是不受控制的，因为其仅仅取决于弹簧的伸长率和强度。执行装置控制为根据指令而作用于制动器杆上，从而至少使得制动器带部分地阻止转轮旋转。优选地，执行装置布置为根据指令而作用于制动器杆上，从而至少使得制动器带完全地或部分地阻止转轮的旋转。优选地，执行装置布置为根据指令而作用于制动器杆上，从而使得制动器带完全地或部分地阻止和/或允许转轮的旋转。更优选地，执行装置布置为根据指令而作用于制动器杆上，从而使得制动器带完全地或部分地阻止和/或允许转轮的旋转。优选地，执行装置布置为以对称的方式作用于制动器杆上，S卩，它们适用于传送沿着制本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于控制装备有钻机(1)的牵引件(2)转轮(21)的制动器(23)的装置(40)，该钻机(1)操作钻孔(P)中的钻具(3)，该装置包括具有第一端(29)和第二端(30)的制动器杆(24)，第一端(29)机械地连接至设计为作用于所述转轮的制动器带(25a、25b)，第二端(30)设置有第一制动器控制手柄(31)，所述装置的特征在于：其进一步包括执行装置(32)和第二制动器控制手柄(33)，该执行装置(32)配置为受控的并且布置为机械地作用于所述制动器杆上，该第二制动器控制手柄(33)布置为对所述执行装置进行私伺服控制。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：B·安博，
申请(专利权)人：奥迪莱克公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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