一种石油钻井绞车驻车盘刹系统技术方案

本发明专利技术公开了一种石油钻井绞车驻车盘刹系统，包括绞车、刹车盘、气液增压泵和司钻房盘刹控制台，刹车盘设有安全钳，气液增压泵的供气系统的管路上设有自动切断装置，气液增压泵内的气腔上设有快速排气阀，气液增压泵的供油管路与安全钳的进油口连通，司钻房盘刹控制台设有驻车盘刹控制系统，具有能耗制动刹车、驻车刹车和紧急刹车，还联动设有防碰刹车、断电刹车和断气刹车的钻机安全保护系统。采用无液压站式驻车盘刹系统，简化了盘刹系统结构，此外，盘刹控制系统中引入紧急刹车及多重防碰系统，保证钻井作业的安全，提高了盘刹制动的可靠性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种石油钻井绞车驻车盘刹系统
本专利技术属于石油钻井设备
，涉及一种石油钻井绞车驻车盘刹系统。
技术介绍
目前，交流变频电驱动石油钻井绞车多采用液压盘式刹车(以下简称盘刹)与能耗制动刹车相结合的刹车系统，随着交流变频技术日趋成熟，在钻井作业过程中，能耗制动系统使用越来越频繁。现有液压盘式刹车往往包括独立液压站、工作钳、安全钳、刹车盘和盘刹控制台等，液压站配一备一用双泵组，带控制阀块等多种配套附件，系统结构复杂，能耗大及占用很大空间，制造成本高且不便于后期维护；此外，液压盘式刹车中采用的工作钳刹车，在减速制动过程中工作钳和能耗制动同时参与，但由于能耗制动的制动过程是由程序控制的，此时工作钳刹车投入制动，如果工作钳制动手柄操作不当，不能与能耗制动刹车过程的曲线贴合保持一致，很容易引起驱动电机加大扭矩输出，与作为负载端的工作钳刹车形成“对抗”，导致乱绳甚至憋停钻机动力系统，对系统安全造成不利影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种石油钻井绞车驻车盘刹系统，解决了现有技术中存在的盘刹系统结构复杂和盘刹制动存在憋停动力系统风险的问题。本专利技术的技术方案是，一种石油钻井绞车驻车盘刹系统，包括绞车和刹车盘，所述刹车盘通过钳架装设有安全钳，所述绞车的一侧设有气液增压泵，气液增压泵一端的进气口连通有供气系统，供气系统的管路上安装有自动切断装置，气液增压泵另一端的进油口连接有油杯，气液增压泵内的油腔通过供油管路与所述安全钳的进油口连通，所述气液增压泵内的气腔上设有快速排气阀，气液增压泵的进气控制通过司钻房盘刹控制台进行操控，从而控制安全钳刹车或安全钳释放。该方案的工作原理是：气液增压泵内的油腔通过供油管路与安全钳的进油口连通，在钻井作业过程中，气路控制系统向气液增压泵的气腔供气，气液增压泵输出高压油给安全钳，以打开安全钳弹簧，安全钳张开，绞车正常作业；当在司钻房盘刹控制台按下驻车刹车或者紧急刹车时，气液增压泵进气口管路上设有自动切断装置，在控制系统下被切断而断气，气液增压泵内气腔的高压气体通过快速排气阀迅速排空，气腔压力回零，安全钳液压油迅速回至气液增压阀的油杯中，油压也回零，安全钳弹簧复位刹车。本专利技术的特点还在于：进一步地，所述供气系统包括通过管道连通的储气罐，储气罐的另一端连接有过滤减压器，过滤减压器与所述自动切断装置连接，自动切断装置再通过减压阀与所述气液增压泵的进气口连通。进一步地，所述自动切断装置包括多个二位三通气控阀。进一步地，所述供气系统中与所述气液增压泵相连通的管道上还安装有一个或多个快速排气阀。进一步地，所述气液增压泵内的油腔上设有压力表和压力传感器。进一步地，所述安全钳为常闭钳。进一步地，所述司钻房盘刹控制台设有驻车盘刹控制系统，驻车盘刹控制系统包括PLC可编程控制器，PLC可编程控制器通过I/O模块与所述驻车盘刹系统的现场数据连接，驻车盘刹控制系统可按电控气或气控气方式进行设计。进一步地，所述驻车盘刹控制系统设有能耗制动刹车、驻车刹车和紧急刹车，且在司钻房盘刹控制台上对应设有控制按钮或控制手柄。进一步地，所述紧急刹车联动设有防碰刹车、断电刹车和断气刹车的钻机安全保护系统。进一步地，所述驻车盘刹系统的现场数据包括设有带有信号采集和传输功能的自动切断装置、快速排气阀、气液增压泵、压力传感器、电磁阀、防碰阀、压力开关、控制阀、压力开关、减压阀和梭阀。本专利技术的有益效果是，石油钻井绞车驻车盘刹系统，采用无液压站式驻车盘刹系统，仅保留了安全钳作为驻车刹车，去掉了工作钳、盘刹液压站等配套，简化了盘刹系统结构，降低了盘刹成本，此外，去掉了工作钳，通过盘刹控制系统解决了盘刹制动存在憋停动力系统风险；盘刹控制系统中引入紧急刹车及井架防碰、过圈防碰，数显防碰等实现钻机多重防碰系统，保证钻井作业的安全，提高了盘刹制动的可靠性和安全性。附图说明图1是本专利技术一种石油钻井绞车驻车盘刹系统结构示意图；图2是图1安全钳放大示意图；图3是图1中气液增压泵的左视图和右视图；图4是本专利技术一种石油钻井绞车驻车盘刹系统操作流程示意图；图5是本专利技术一种石油钻井绞车驻车盘刹系统电控气控制原理图；图6是本专利技术一种石油钻井绞车驻车盘刹系统气控气控制原理图。图中，1.绞车，2.供油管路，3.安全钳，4.钳架，5.刹车盘，6.司钻房盘刹控制台，7.PLC可编程控制器，8.气液增压泵，9.泵主体，10.油杯，11.油位计，12.压力表，13.压力传感器，14.进油口，15.快速排气阀，16.进气口，17.储气罐，18.过滤减压器，19.减压阀，20.气源压力传感器，21.防碰信号压力开关，22.刹车控制(常断)电磁阀，23.刹车控制(常通)电磁阀，24.过圈防碰电磁阀，25.二位三通气控阀A，26.梭阀，27.二位三通气控阀B，28.二位三通气控阀C，29.过圈防碰阀，30.二位三通气控阀D，31.快速排气阀A，32.快速排气阀B，33.过圈防碰释放阀，34.数字压力计，35.刹车信号压力开关，36.驻车开关，37.紧急刹车按钮，38.数显防碰电磁阀，39.二位三通气控阀E，40.二位三通气控阀F，41.井架防碰阀。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明，但本专利技术并不限于这些实施方式。本专利技术一种石油钻井绞车驻车盘刹系统，如图1和图2所示，包括绞车1、刹车盘5、气液增压泵8、供气系统和司钻房盘刹控制台6，刹车盘5通过钳架4装设有安全钳3，安全钳3为常闭钳。供气系统包括通过管道依次连通的储气罐17、过滤减压器18、自动切断装置和减压阀19，然后与气液增压泵8的进气口16连通。气液增压泵8设置于绞车1的一侧，如图3所示，气液增压泵8主要包括泵主体9、油杯10和油位计11，气液增压泵8的一端设有进气口16，供气系统与进气口16连通，为气液增压泵供气；气液增压泵8另一端设有进油口14，进油口和油杯10连通，为气液增压泵供油。油位计11用来观察气液增压泵8的油位。由于驻车钳制动所需油量小，油杯10集成安装在泵主体9上，无需额外液压站提供液压源，且气液增压泵8体积小可直接在绞车驻车盘刹附近就近安装，大大减少了成本和钻台面空间占用。气液增压泵8是一个将进气口气压输入按比例输出一定压力的油压，比如10倍的气液增压泵，当进气压力为0.8MPa时，输出口油压为8MPa，此外，由于安全钳动作所需油量在700ml左右，因此可以将液压油的油杯与气液增压泵集成设计为一体。气液增压泵8的泵主体9内分别设有气腔和油腔，气液增压泵8的进气口与气腔连通，气液增压泵8的进气控制通过司钻盘刹控制台操控，从而控制安全钳刹车或释放。气腔上设有快速排气阀15，此外，供气系统与气液增压泵8相连通的管道上还安装有两个快速排气阀，如图5所示，为快速排气阀A31和快速排气阀B32，有利于气腔和供气系统的高压气体尽快排空释放。气液增压泵8的进油口与油腔连通，油腔上设有压力表12和压力传感器13，不仅方便维修检查，压力传感器采集信号引入到司钻房盘刹控制台6，可远程查看制动压力，供司钻作业时判定安全钳刹车状态。气液增压泵8内的油腔通过供油管路2与安全钳3的进油口连通，在钻井作业过程中，气液增压泵进气口保持正常通气，泵输出高压油给安全钳3，安全钳3张开；当在司钻房盘刹控制台6按下驻车刹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石油钻井绞车驻车盘刹系统，包括绞车(1)和刹车盘(5)，其特征在于，所述刹车盘(5)通过钳架(4)装设有安全钳(3)，所述绞车(1)的一侧设有气液增压泵(8)，气液增压泵(8)一端的进气口(16)连通有供气系统，供气系统的管路上安装有自动切断装置，气液增压泵(8)另一端的进油口(14)连接有油杯(10)，气液增压泵(8)内的油腔通过供油管路(2)与所述安全钳(3)的进油口连通，所述气液增压泵(8)内的气腔上设有快速排气阀(15)，气液增压泵(8)的进气控制通过司钻房盘刹控制台(6)进行操控。

【技术特征摘要】
1.一种石油钻井绞车驻车盘刹系统，包括绞车(1)和刹车盘(5)，其特征在于，所述刹车盘(5)通过钳架(4)装设有安全钳(3)，所述绞车(1)的一侧设有气液增压泵(8)，气液增压泵(8)一端的进气口(16)连通有供气系统，供气系统的管路上安装有自动切断装置，气液增压泵(8)另一端的进油口(14)连接有油杯(10)，气液增压泵(8)内的油腔通过供油管路(2)与所述安全钳(3)的进油口连通，所述气液增压泵(8)内的气腔上设有快速排气阀(15)，气液增压泵(8)的进气控制通过司钻房盘刹控制台(6)进行操控。2.如权利要求1所述的一种石油钻井绞车驻车盘刹系统，其特征在于：所述供气系统包括通过管道连通的储气罐(17)，储气罐(17)的另一端连接有过滤减压器(18)，过滤减压器(18)与所述自动切断装置连接，自动切断装置再通过减压阀(19)与所述气液增压泵(8)的进气口(16)连通。3.如权利要求1或2所述的一种石油钻井绞车驻车盘刹系统，其特征在于：所述自动切断装置包括多个二位三通气控阀。4.如权利要求1或2所述的一种石油钻...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯文辉，黄治湖，张伟，张益，陆俊康，张辉，
申请(专利权)人：宝鸡石油机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61