防止顶驱吊环碰挂猴台控制系统技术方案

本发明专利技术提供防止顶驱吊环碰挂猴台控制系统,霍尔磁敏传感器、可逆计数继电器、无线译码接收机、电源、报警器、倾斜液缸电磁阀、单轴角度传感器、无线编码发射模块和电池组；其特征在于：霍尔磁敏传感器与可逆计数继电器连接，霍尔磁敏传感器检测滚筒转动角度，将脉冲信号输出到可逆计数继电器，可逆计数继电器对收到的脉冲信号进行计数；电源通过可逆计数继电器内部继电器的常开触点为无线译码接收机供电，电源还通过无线译码接收机内部继电器的常闭触点为倾斜液缸进油电磁阀供电；本发明专利技术能够在顶驱吊环到达设定高度，且吊环倾斜超过设定值时，关闭倾斜液缸进油电磁阀电源，能有效防止顶驱吊环碰挂猴台，适合各种钻机安装。

【技术实现步骤摘要】
防止顶驱吊环碰挂猴台控制系统
本专利技术涉及控制系统，具体涉及防止顶驱吊环碰挂猴台控制系统。
技术介绍
顶驱上卸扣装置总成上的倾斜装置控制吊环、吊卡向下摆至小鼠洞或向上至二层 台指梁，吊卡通过一付吊环挂于吊环联接器上，吊环倾斜装置使它摆动，大大减少了作业者 工作的劳动强度。由于设备至今没有设计有效的防护设备，在使用顶驱进行起下钻作业时， 公知的使用顶驱进行起下钻作业中防止吊环碰挂猴台只有一个操作规定:“提升和下放顶 驱时，禁止操作吊环倾斜装置，在游车起升或下放时，确认吊环是否处于浮动(中位)位置， 以免吊卡碰挂猴台或其它障碍物。起下钻二层台作业时，司钻和井架工要配合好，当吊环将 要碰挂二层台的可能时，井架工要及时发出信号”。但是，操作者稍不留意，就可能出现顶驱 吊卡碰挂猴台，造成猴台变形损坏甚至掉落的现象。国内顶驱至今没有设计有效的防误操 作设备，国内钻井现场多次出现吊卡碰挂猴台造成猴台从高空坠落的险情和伤害事故。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供防止顶驱吊环碰挂猴台控制系统。为了解决上述问题，根据本专利技术的技术方案，防止顶驱吊环碰挂猴台控制系统， 包括霍尔磁敏传感器、可逆计数继电器、无线译码接收机、电源、报警器、倾斜液缸电磁阀、 单轴角度传感器、无线编码发射模块和电池组；其特点是:霍尔磁敏传感器与可逆计数继 电器连接，霍尔磁敏传感器检测滚筒转动角度，将脉冲信号输出到可逆计数继电器，可逆计 数继电器对收到的脉冲信号进行计数；电源通过可逆计数继电器内部继电器的常开触点 为无线译码接收机供电，同时电源通过无线译码接收机内部继电器的常开触点为报警器供 电，电源还通过无线译码接收机内部继电器的常闭触点为倾斜液缸进油电磁阀供电；所述单轴角度传感器、无线编码发射模块和电池组设置在防爆箱内，防爆箱固定 在顶驱吊环上，电池组通过内部继电器常开触点为无线编码发射模块供电；所述单轴角度 传感器检测吊环倾斜角度，当吊环倾斜角度达到设定值时，单轴角度传感器内部继电器吸 合，无线编码发射模块发送信号到无线译码接收机。本专利技术一方面通过霍尔磁敏传感器与可逆计数继电器控制吊环倾角受限制的高 度值，另一方面通过单轴角度传感器监控吊环倾斜角度，使顶驱吊环在接近猴台时吊环向 猴台方向的倾角受到限位，而顶驱吊环下放至钻台时，吊环向鼠洞方向倾角不受限位；即当 顶驱吊环到达设定高度，吊环倾斜超过设定值时，单轴角度传感器内部继电器吸合，控制无 线编码发射器发送信号到无线译码接收机，无线译码接收机收到信号，使无线译码接收机 内部继电器吸合，控制报警器报警提示，提醒司钻吊环倾斜超过了限制值，同时关闭倾斜液 缸进油电磁阀电源，防止吊环进一步倾斜出现碰挂猴台现象，有效避免提升和下放顶驱造 成碰挂猴台事故的发生，改善钻井作业的安全环境；本专利技术无线编码发射器与无线译码接 收机之间采用无线传输，解决了顶驱上安装布线的难题；本专利技术结构简单，安装方便，能自动识别吊环所在区域；吊环倾角受限制的高度值与倾角限制值可以任意设置，倾角控制精 度在±0.02度以内，控制精度高，适合各种钻机安装。根据本专利技术所述的防止顶驱吊环碰挂猴台控制系统，所述霍尔磁敏传感器由霍尔 磁敏开关与若干个磁块组成；转子固设在滚筒导气龙头上，磁块设置在转子的外壁并按圆 周均匀分布；霍尔磁敏开关设置在固定座上，且所述霍尔磁敏开关的端面与所述磁块对应； 当滚筒转动带动滚筒导气龙头转动时，也带动所述磁块转动，所述霍尔磁敏开关输出脉冲 信号到所述可逆计数器。设置在滚筒导气龙头上的磁块与滚筒同步运转，霍尔磁敏开关产生相位相差90 度的A、B两相方波信号输出到可逆计数继电器进行计数；当滚筒顺时针旋转即上提游车 时，通道A输出波形超前通道B输出波形90°，两相方波信号送至主机输入端进行加法计 数，当计数达到上限设定值时，即吊环高度到达设定值时，可逆计数继电器内部继电器吸 合，电源通过可逆计数继电器内部继电器常开触点为无线译码接收机供电；当滚筒逆时针 旋转即下放游车时，通道A输出波形比通道B输出波形延迟90°，两相方波信号送至主机输 入端进行减法计数，当计数达到下限设定值时，即吊环高度低于设定值时，可逆计数器内部 继电器释放，电源停止为无线译码接收机供电，倾斜液缸进油电磁阀恢复供电。本专利技术所述的防止顶驱吊环碰挂猴台控制系统的有益效果是:本专利技术能够在顶驱 吊环到达设定高度，且吊环倾斜超过设定值时，控制报警器报警提示，同时关闭倾斜液缸进 油电磁阀电源，防止吊环进一步倾斜出现碰挂猴台现象，改善钻井作业的安全环境；本专利技术 无线编码发射器与无线译码接收机之间采用无线传输，解决了顶驱上安装布线的难题；本 专利技术结构简单，成本低，安装方便，可靠性高，能自动识别吊环所在区域；吊环倾角受限制的 高度值与倾角限制值可以任意设置，倾角控制精度高，适合各种钻机安装，可广泛应用于石 油、冶金等行业。【附图说明】图1是本专利技术防止顶驱吊环碰挂猴台控制系统的原理示意图。图2是顶驱吊环倾斜角度检测控制示意图。图3是顶驱吊环高度检测示意图。图4是单轴角度传感器14、无线编码发射模块19和电池组18安装位置示意图。 【具体实施方式】参见图1至图4，防止顶驱吊环碰挂猴台控制系统，包括霍尔磁敏传感器3、5、可 逆计数继电器6、无线译码接收机9、电源11、报警器12、倾斜液缸电磁阀13、单轴角度传感 器14、无线编码发射模块19和电池组18 ;其中，霍尔磁敏传感器3、5与可逆计数继电器6 连接，霍尔磁敏传感器3、5检测滚筒转动角度，将脉冲信号输出到可逆计数继电器6，可逆 计数继电器6对收到的脉冲信号进行计数；电源11通过可逆计数继电器6内部继电器7的 常开触点为无线译码接收机9供电，同时电源11通过无线译码接收机9内部继电器10的 常开触点为报警器12供电，电源11还通过无线译码接收机9内部继电器10的常闭触点为 倾斜液缸进油电磁阀13供电；所述单轴角度传感器14、无线编码发射模块19和电池组18设置在防爆箱22内，防爆箱22通过安装板23固定在顶驱吊环24上，电池组18通过内部继电器16常开触点为 无线编码发射模块19供电；所述单轴角度传感器14检测吊环倾斜角度，当吊环倾斜角度达 到设定值时，单轴角度传感器14内部继电器16吸合，无线编码发射模块19发送信号到无 线译码接收机9。其中:所述霍尔磁敏传感器3、5由霍尔磁敏开关5与若干个磁块3组成；转子2固 设在滚筒导气龙头4上，转子2上套有轴承；磁块3设置在转子2的外壁并按圆周均匀分 布；所述外壳8设置在磁块3外,该外壳8固定在轴承套上；该外壳8上设有霍尔磁敏开关 5的固定座20,霍尔磁敏开关5固定在固定座20上,且所述霍尔磁敏开关5的端面与所述 磁块3对应；当滚筒转动带动滚筒导气龙头4转动时，也带动所述磁块3转动，所述霍尔磁 敏开关5输出脉冲信号到所述可逆计数器6。其中，霍尔磁敏开关5为市售双通道柱形霍尔磁敏开关，可逆计数继电器6为市售 装有双显示数字屏和设置面的产品，滚筒正/反向旋转时，霍尔磁敏开关5每对应一个磁 块，就产生一组A、B两相相位相差90度的方波信号。单轴角度传感器14为市售可设置限 制角度的继电器输出型。无线编码发射模块19与无线译码接收机9均为市售产品。初次使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
防止顶驱吊环碰挂猴台控制系统,包括霍尔磁敏传感器（3、5）、可逆计数继电器（6）、无线译码接收机（9）、电源（11）、报警器（12）、倾斜液缸电磁阀（13）、单轴角度传感器（14）、无线编码发射模块（19）和电池组（18）；其特征在于：霍尔磁敏传感器（3、5）与可逆计数继电器（6）连接，霍尔磁敏传感器（3、5）检测滚筒转动角度，将脉冲信号输出到可逆计数继电器（6），可逆计数继电器（6）对收到的脉冲信号进行计数；电源（11）通过可逆计数继电器（6）内部继电器（7）的常开触点为无线译码接收机（9）供电，同时电源（11）通过无线译码接收机（9）内部继电器（10）的常开触点为报警器（12）供电，电源（11）还通过无线译码接收机（9）内部继电器（10）的常闭触点为倾斜液缸进油电磁阀（13）供电；所述单轴角度传感器（14）、无线编码发射模块（19）和电池组（18）设置在防爆箱（22）内，防爆箱（22）固定在顶驱吊环（24）上，电池组（18）通过内部继电器（16）常开触点为无线编码发射模块（19）供电；所述单轴角度传感器（14）检测吊环倾斜角度，当吊环倾斜角度达到设定值时，单轴角度传感器（14）内部继电器（16）吸合，无线编码发射模块（19）发送信号到无线译码接收机（9）。...

【技术特征摘要】
1.防止顶驱吊环碰挂猴台控制系统，包括霍尔磁敏传感器(3、5)、可逆计数继电器(6)、无线译码接收机(9)、电源(11)、报警器(12)、倾斜液缸电磁阀(13)、单轴角度传感器(14)、无线编码发射模块(19)和电池组(18);其特征在于:霍尔磁敏传感器(3、5)与可逆计 数继电器(6)连接，霍尔磁敏传感器(3、5)检测滚筒转动角度，将脉冲信号输出到可逆计数 继电器(6)，可逆计数继电器(6)对收到的脉冲信号进行计数；电源(11)通过可逆计数继电 器(6)内部继电器(7)的常开触点为无线译码接收机(9)供电，同时电源(11)通过无线译 码接收机(9)内部继电器(10)的常开触点为报警器(12)供电，电源(11)还通过无线译码 接收机(9 )内部继电器(10 )的常闭触点为倾斜液缸进油电磁阀(13 )供电；所述单轴角度传感器(14)、无线编码发射模块(19)和电池组(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉鹏，朱占林，刘力，张建，谭昌兵，魏华英，徐刚，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司川东钻探公司，
类型：发明
国别省市：