【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油田，具体为一种油田钻机和修井机气液盘刹装置控制系统及其互锁控制方法。
技术介绍
1、油田钻机、修井机是复杂的机械装置，主要包括载车系统、动力系统、传动系统、游动系统等。作为石油修井机的核心部件，绞车将发动机输出的旋转力转变为提升力，是传动系统和游动系统的结合点。
2、刹车系统是绞车的重要部件，它担负着控制大钩载荷的起升、下放、停止及控制大钩载荷下放速度的重任。刹车系统性能的好坏直接决定着石油修井机的安全性能，如刹车系统出现故障，轻者会引起停钻，造成经济损失，重者会造成顿钻、溜钻，甚至造成重大设备事故和人身安全事故。因此，研究总结刹车系统的结构形式和工作原理，在制造、装配、现场使用过程中，通过快速精准的调节方法，使刹车系统始终处于安全、可靠、省力、高效的工作状态，是保证石油修井机能够正常、安全工作的重要基础。
3、现有的钻机、修井机绞车带式刹车系统主要由刹车执行机构、拐臂、连杆和刹把组成，当司钻人员搬动刹把进行刹车操作时，刹把带动连杆、拐臂一起动作，使刹车执行机构紧紧抱住刹车毂，从而实现钻机、修井机绞车的刹车动作。但是由于刹把、连杆、拐臂、执行机构组成的传动链都是硬性连接，当进行刹车操作时，执行机构抱紧刹车毂的过程中会产生很大的摩擦力，从而对整个传动链造成很大的冲击和抖动，这种冲击和抖动通过传动链传递到司钻人员控制的刹把上。紧急刹车时，司钻人员需要两只手紧紧的握住刹把来缓冲这种冲击和抖动，不仅劳动强度大，更会给司钻人员带来非常明显的不适感，给现场作业造成安全隐患。况且这种刹车装置结构复杂、操
4、目前现有的还有另一种液压驱动盘式刹车装置采用液压助力由液压缸压紧，例如专利号为cn201245414y的专利技术专利，在结构上和性能上较带式刹车有了很大的改进，减轻了操作者的操控负担，提高了可靠性，降低了损耗。但为了给液压缸提供压力，需要设置液压站，国家标准规定液压泵和储能器要一用一备，再加上配套的油箱、控制阀、过滤装置，冷却装置等，结构复杂，成本高，一套液压站建设费用要达到十余万元，仍然是一笔非常大的开销，同时装置只有液压系统，也没有互锁系统，因此本案提出了一种气压控制液压的系统，具备互锁能力，提高了安全性。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种油田钻机和修井机气液盘刹装置控制系统及其互锁控制方法，解决了现有的成本、损耗较大，结构复杂、安全性较差的问题。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种油田钻机和修井机气液盘刹装置控制系统及其互锁控制方法，包括气源、单向阀、储气筒、第一两位三通电磁阀、工作钳手控阀、差动式继动阀、工作钳增压缸、工作钳、安全钳手控阀、急停按钮、第二两位三通电磁阀、安全钳增压缸、压力继电器以及安全钳；
3、所述气源共用钻井机或修井机的底盘气源，所述气源经单向阀与储气筒相连接，所述储气筒的出口分别与第一两位三通电磁阀、工作钳手控阀、差动式继动阀、第二两位三通电磁阀、安全钳手控阀的进气口通过管路相连通，电磁阀一的出气口与差动式继动阀的控制口相连接，工作钳手控阀的出气口与差动式继动阀的制动口相连接，电磁阀二和安全钳手控阀的出气口分别连接安全钳增压缸的进气孔，差动式继动阀的出气口与工作钳增压缸的进气孔相连接；工作钳增压缸的出油孔与工作钳的进油口通过油管相连接，安全钳增压缸的出油孔与安全钳的进油口通过油管相连接。
4、优选的,还包括盘架，所述盘架上设有刹车盘，所述刹车盘的一侧设有安全钳，所述刹车盘的另一侧从上到下依次设有若干工作钳。
5、优选的,所述安全钳增压缸包括缸体，所述缸体设于所述安全钳手控阀与所述安全钳之间，所述缸体连接所述安全钳手控阀的一侧开设有气缸空腔，所述缸体内连接所述安全钳的一侧开设有油缸空腔，所述缸体上分别开设有连通所述气缸空腔的进气孔以及连通所述油缸空腔的出油孔，所述气缸空腔内设有气缸活塞，所述油缸空腔内设有油缸活塞，所述气缸活塞上插装有活塞杆，所述油缸活塞靠近气缸空腔的一侧嵌装有止回阀，所述止回阀与所述活塞杆相铰接。
6、优选的,由于制造精度的原因，会造成止回阀上密封圈上向两侧由于受力不同，而发生漏油现象，即f1>f2，这两个力会对o点产生一个逆时针的力矩m1；
7、其中，o点为止回阀与油缸活塞的接触点，f1和f2分别为密封圈上，位置相对两点的受力，m1=f1×r-f2×r=(f1-f2)×r；
8、活塞杆与阀体铰接，在o’点相切，则推杆的推进力fn可以分解为沿法向的力f3和沿切向的力f4，其中f4会对o点产生一个顺时针的力矩m2；
9、其中，o’点为活塞杆与止回阀的接触点，m2=f4×l；
10、m2正好可以与m1平衡，m1抵消由于密封圈受力不均匀而产生的力矩m1，使密封圈上下两侧受力均匀，完成密封工作；
11、推进力f4就等于密封圈所受的支反力，即：
12、f3=f1+f2；
13、止回阀采用铰接的结构就可以巧妙地解决了密封圈受力不均匀而产生漏油的问题。
14、优选的,包括以下步骤：
15、首先打开工作钳控制气路上的手动控制阀，先导控制压缩气体进入差动式继动阀处于“待命状态”；
16、接着打开安全钳手控阀，压缩气体进入气液增压缸建压；
17、当压力达到设定值时，安全钳打开，同时压力继电器闭合发出电信号给工作控制回路上的第一两位三通电磁阀，使第一两位三通电磁阀进入关闭状态；
18、处于“待命状态”的手动控制阀气体发挥作用，工作钳继续保持压紧状态；
19、推动工作钳回路上的手控阀到关闭位，工作钳松开，开始工作；
20、在工作过程中，根据工作需要，推、拉工作钳手动阀，调整绞盘的旋转速度，使绞盘运转、停止或是紧急制动。
21、优选的,是绞盘停止工作包括以下步骤：
22、前推工作钳手控阀，先导压缩气体进入差动式继动阀，控制压缩气体进入增压缸，增压后的液压油使工作钳夹紧实现刹车；
23、接着推动安全钳回路上的手动控制阀，关闭安全钳控制回路上的压缩空气，回路压力消失，常闭型安全钳夹紧；
24、压力继电器停止向工作钳第一两位三通电磁阀发出电信号，第一两位三通电磁阀回到接通位先导控制压缩空气控制差动式继动阀，使工作控制压缩空气进入工作钳气液增压缸；
25、液压油通过工作钳油缸关闭工作钳；
26、松开工作钳手控阀，停止系统工作。
27、优选的,使绞盘紧急制动包括以下步骤：
28、按下紧急制动按钮；
29、第二两位三通电磁阀回路接通，压缩气体排出安全钳增压缸，关闭安全钳；
30、在安全钳液压回路卸压后，压力继电器停止给工作钳回路常开型二位三通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种油田钻机和修井机气液盘刹装置控制系统，其特征在于，包括气源（1）、单向阀（2）、储气筒（3）、第一两位三通电磁阀（4）、工作钳手控阀（5）、差动式继动阀（6）、工作钳增压缸（7）、工作钳（8）、安全钳手控阀（9）、急停按钮（10）、第二两位三通电磁阀（11）、安全钳增压缸（12）、压力继电器（13）以及安全钳（14）；
2.根据权利要求1所述的一种油田钻机和修井机气液盘刹装置控制系统，其特征在于,还包括盘架（15），所述盘架（15）上设有刹车盘（16），所述刹车盘（16）的一侧设有安全钳（14），所述刹车盘（16）的另一侧从上到下依次设有若干工作钳（8）。
3.根据权利要求1所述的一种油田钻机和修井机气液盘刹装置控制系统，其特征在于,所述安全钳增压缸(12)包括缸体(17)，所述缸体(17)设于所述安全钳手控阀(9)与所述安全钳(14)之间，所述缸体(17)连接所述安全钳手控阀(9)的一侧开设有气缸空腔，所述缸体(17)内连接所述安全钳(14)的一侧开设有油缸空腔，所述缸体(17)上分别开设有连通所述气缸空腔的进气孔以及连通所述油缸空腔的出油孔，所
4.根据权利要求3所述的一种油田钻机和修井机气液盘刹装置控制系统的互锁控制方法，其特征在于,由于制造精度的原因，会造成止回阀(21)上密封圈上向两侧由于受力不同，而发生漏油现象，即F1>F2，这两个力会对o点产生一个逆时针的力矩M1；
5.根据权利要求1所述的一种油田钻机和修井机气液盘刹装置控制系统的互锁控制方法，其特征在于,包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种油田钻机和修井机气液盘刹装置控制系统的互锁控制方法，其特征在于,使绞盘紧急制动包括以下步骤：
7.根据权利要求1所述的一种油田钻机和修井机气液盘刹装置控制系统的互锁控制方法，其特征在于,当系统处于停机状态时，安全钳（14）控制回路上的手控阀（9）处于断开状态，安全钳（14）为常闭式安全钳夹紧刹车盘，实现制动；
8.根据权利要求7所述的一种油田钻机和修井机气液盘刹装置控制系统的互锁控制方法，其特征在于,当常闭型安全钳（14）处于夹紧状态时，安全钳控制气路和液压回路均处于断开状态；
...【技术特征摘要】
1.一种油田钻机和修井机气液盘刹装置控制系统，其特征在于，包括气源（1）、单向阀（2）、储气筒（3）、第一两位三通电磁阀（4）、工作钳手控阀（5）、差动式继动阀（6）、工作钳增压缸（7）、工作钳（8）、安全钳手控阀（9）、急停按钮（10）、第二两位三通电磁阀（11）、安全钳增压缸（12）、压力继电器（13）以及安全钳（14）；
2.根据权利要求1所述的一种油田钻机和修井机气液盘刹装置控制系统，其特征在于,还包括盘架（15），所述盘架（15）上设有刹车盘（16），所述刹车盘（16）的一侧设有安全钳（14），所述刹车盘（16）的另一侧从上到下依次设有若干工作钳（8）。
3.根据权利要求1所述的一种油田钻机和修井机气液盘刹装置控制系统，其特征在于,所述安全钳增压缸(12)包括缸体(17)，所述缸体(17)设于所述安全钳手控阀(9)与所述安全钳(14)之间，所述缸体(17)连接所述安全钳手控阀(9)的一侧开设有气缸空腔，所述缸体(17)内连接所述安全钳(14)的一侧开设有油缸空腔，所述缸体(17)上分别开设有连通所述气缸空腔的进气孔以及连通所述油缸空腔的出油孔，所述气缸空腔内设有气缸活塞(18)，所述油缸空腔内设有油缸活塞(19)，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宏宇，王杰，黄继平，李福建，
申请(专利权)人：鞍山彩盛机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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