CN105317786B - 石油钻机防止液压爆管泄油电气自动控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油钻井安全技术领域，特别涉及一种石油钻机防止液压爆管泄油电气自动控制装置。该装置包括：防止液压爆管泄油电路，所述防止液压爆管泄油电路包括串联连接的压力传感器、流量传感器、第一声光报警器、常闭继电器、常开继电器；常闭继电器和常开继电器串联在液压泵电机启停控制电路中；压力传感器连接在液压泵管线出口；流量传感器安装在液压系统回油管线上。本发明提供的防止液压爆管泄油电气自动控制装置，适应钻井液压回路的各种工况，电气控制精准迅速，无误动作，整体对可燃气体防爆，可有效截止液压油的泄漏，避免浪费和环境污染，同时可实现超压报警功能，预防管线超压爆管。

Description

石油钻机防止液压爆管泄油电气自动控制装置

技术领域

本发明涉及石油钻井安全技术领域，特别涉及一种石油钻机防止液压爆管泄油电气自动控制装置。

背景技术

液压系统是石油钻机的主要组成部分。液压系统主要功能是电机驱动液压泵提供高压油液，驱动多级油缸起升井架，驱动液压大钳上卸钻杆丝扣，驱动液压盘刹控制绞车速度。由于液压管线老化、瞬间载荷过大、连接接头松扣断裂等原因，常常使液压泵以外的高压管线爆管，导致液压油大量流失，造成危险和浪费，同时也会污染环境，不符合HSE（健康、安全、环境三位一体管理的体系）施工要求；油液喷洒在设备上，会造成一定程度的危害，设备卫生很难清理干净。爆管后的泵出口压力降为零，油箱液位下降,回油管无流量。如果单单以泵出口压力降为零或油箱液位下降来判断是否爆管，是不准确的。因为液压大钳上卸钻杆丝扣时会产生较大的压力波动，常常导致泵出口高压管压力降为零，油箱液位不变，回油管有流量；当驱动多级油缸起升井架时，泵出口高压管压力较大，回油管有流量，但油箱液位下降。因此判断是否爆管的两个必要条件是：泵出口高压管压力降为零和回油管无流量。为解决石油钻机液压系统防止液压爆管泄油问题，需要统筹考虑液压执行设备的工作特点，及时判断、预警并控制爆管泄油，但目前还没有有效的解决措施。

发明内容

（一）所要解决的技术问题

本发明提供一种石油钻机防止液压爆管泄油电气自动控制装置，满足钻井设备防爆要求，克服现有技术容易造成高压管线爆管，液压油大量流失，导致浪费资源且对环境造成一定污染的缺陷。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种石油钻机防止液压爆管泄油电气自动控制装置，包括：防止液压爆管泄油电路，所述防止液压爆管泄油电路包括串联连接的压力传感器、流量传感器、第一声光报警器、常闭继电器、常开继电器；

其中，常闭继电器和常开继电器串联在液压泵电机启停控制电路中；

压力传感器连接在液压泵管线出口，当所述压力传感器检测到当前压力降为零时接通所述压力传感器中的压降控制电路；

流量传感器连接在液压系统油回油管线中，当流量传感器检测到当前无流量时接通所述流量传感器中的无流量控制电路；

当压降控制电路和无流量控制电路同时接通的状况下，防止液压爆管泄油电路接通电源，触发常闭继电器，液压泵电机启停控制电路断开，液压泵电机停止，触发第一声光报警器启动，实现报警和防止泄油功能；

另外，还包括第二声光报警器，所述第二声光报警器与第一声光报警器并联，且连接在压力传感器和常开继电器之间；

当管线压力高于设定上限时, 压力传感器接通高压触点，启动第二声光报警器，发出超压报警；

当液压泵电机启停控制回路断开后，常开继电器4断开，防止液压爆管泄油装置电路断开，常闭继电器复位，为液压泵电机启动做好准备；

当液压泵电机启动后，常开继电器触点闭合，防止液压爆管泄油装置电路进入预警和防止泄油状态。

优选地，所述防止液压爆管泄油电路与液压泵电机之间设有急停按钮，当管线压力高于设定上限时, 压力传感器接通高压触点，启动第二声光报警器，发出超压报警，同时启动急停按钮。

优选地，所述压力传感器采用防爆型压力传感器。

优选地，所述流量传感器采用防爆型流量传感器。

优选地，所述常闭继电器、常开继电器、第一声光报警器、第二声光报警器和急停按钮分别集成在一个具有对可燃气体防爆功能的盒子内，满足防爆要求。

（三）有益效果

本发明提供一种石油钻机防止液压爆管泄油电气自动控制装置，具有如下有益效果：

（1）防止液压爆管泄油电气自动控制装置，适应钻井液压回路的各种工况，电气控制精准迅速，无误动作，整体对可燃气体防爆，提高了钻机效率。

（2）可实现超压报警功能，预防管线超压爆管。

（3）有效防止液压油的泄漏，避免浪费和环境污染，也避免了泄油弄脏设备。

（4）声光报警，便于钻机操作人员快速判断故障。

（5）防止液压爆管泄油电气自动控制装置没有摩擦副，装置寿命更长、更可靠。

（6）成本低，维护方便。

（7）安装方便，无需改动任何原设备机构，在原结构上即可实现安装。

附图说明

图1为本发明实施例石油钻机防止液压爆管泄油电气自动控制装置结构示意图；

图2为本发明实施例石油钻机防止液压爆管泄油电气自动控制装置所述压力传感器、流量传感器安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，本发明提供一种石油钻机防止液压爆管泄油电气自动控制装置，包括：防止液压爆管泄油电路，所述防止液压爆管泄油电路包括串联连接的压力传感器1、流量传感器2、第一声光报警器5、常闭继电器3、常开继电器4；

其中，常闭继电器3和常开继电器4串联在液压泵电机启停控制电路中；

压力传感器1连接在液压泵管线出口，当所述压力传感器1检测到当前压力降为零时接通所述压力传感器1中的压降控制电路；

流量传感器2连接在油箱液压油回油管线中，当流量传感器2检测到当前无流量时接通所述流量传感器2中的无流量控制电路；

当压降控制电路和无流量控制电路同时接通的状况下，防止液压爆管泄油电路接通电源，触发常闭继电器3，液压泵电机启停控制电路断开，液压泵电机8停止，触发第一声光报警器5启动，实现报警和防止泄油功能；

另外，为预防管线爆裂，本装置还设计了高压预警功能，该装置还包括第二声光报警器6，所述第二声光报警器6与第一声光报警器5并联，且连接在压力传感器1和常开继电器4之间；

当管线压力高于设定上限时, 压力传感器1接通高压触点，启动第二声光报警器6，发出超压报警，提示设备操作人员及时减载。

当液压泵电机启停控制回路断开后，常开继电器断开，防止液压爆管泄油装置电路断开，常闭继电器复位，为液压泵电机8启动做好准备；

当液压泵电机8启动后，常开继电器4触点闭合，防止液压爆管泄油装置电路进入防泄和预警状态。

另外，所述防止液压爆管泄油电路与液压泵电机之间设有急停按钮7，当管线压力高于设定上限时, 压力传感器1接通高压触点，启动第二声光报警6，发出超压报警，同时启动急停按钮7。

石油钻机防止液压爆管泄油装置所述继电器、报警器、开关等电气元件集成在一个密封的不锈钢盒子内，外接气源，实现电气控制部分对可燃气体防爆；所述压力传感器1采用防爆型压力传感器，所述流量传感器2采用防爆型流量传感器，实现装置整体对可燃气体防爆。

需要说明的是，本实施例石油钻机防止液压爆管泄油电气自动控制装置的原理是液压泵出口管线压力降为零和回油管无流量现象同时出现时，快速停止液压泵电机实现防止泄油。

下面具体描述一下该石油钻机防止液压爆管泄油电气自动控制装置的安装步骤：

本发明产品可以适合于石油钻机液压系统，在不改变原结构的情况下进行安装使用。实施过程共分三步：

（ 1）安装油路传感器。首先将液压泵出口管线旋开，将压力传感器1（电路已连接好）内扣一端与油箱管线的外扣连接旋紧，将另一端外扣与管线的内扣连接旋紧。然后将油箱回油管旋开，将流量传感器2（电路已连接好）内扣一端与油箱管线外扣连接旋紧，将另一端外扣与回油管线的内扣连接旋紧（如图2所示）。

（ 2）安装控制电路部分。防止液压爆管泄油装置电气控制部分集成在一个方形不锈钢盒子内，内部常闭继电器3、常开继电器4、第一声光报警器5和第二声光报警器6、按钮开关等元件按电路图1连接好。将液压泵电机启停控制电路断开，将防止液压爆管泄油装置的接线端子，按标牌提示接入液压泵电机启停控制电路。

（3）设定和调试装置。一是模拟爆管过程，将液压泵出口管线另一端旋开，插入油箱加油口，启动液压泵电机，调节压力传感器、流量传感器启动调节螺丝，直至防止液压爆管泄油装置动作停止液压泵电机，同时声光报警器动作。二是将液压泵出口管线接好，启动液压泵电机憋压，根据压力表示值把压力传感器的高压调至钻机规定的压力值，一般不高于溢流阀溢流压力值。泄压后继续憋压，压力到达调定值时声光报警器动作，调试完毕。

由于不同石油钻机，其液压系统结构和参数也不同，出油和回油管的尺寸和连接螺纹规格也可能不同，据此可设计不同尺寸和螺纹的压力传感器和流量传感器，传感器导线长度根据钻机布局和防止液压爆管泄油装置摆放位置可设计成不同的长度。防止液压爆管泄油装置电气控制部分一般放在司钻房内，以便于观察和控制。

本发明提供一种石油钻机防止液压爆管泄油电气自动控制装置，具有如下有益效果：

（1）防止液压爆管泄油电气自动控制装置，适应钻井液压回路的各种工况，电气控制精准迅速，无误动作，整体对可燃气体防爆，提高了钻机效率。

（2）可实现超压报警功能，预防管线超压爆管。

（3）有效防止液压油的泄漏，避免浪费和环境污染，也避免了泄油弄脏设备。

（4）声光报警，便于钻机操作人员快速判断故障。

（5）防止液压爆管泄油电气自动控制装置没有摩擦副，装置寿命更长、更可靠。

（6）成本低，维护方便。

（7）安装方便，无需改动任何原设备机构，在原结构上即可实现安装。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种石油钻机防止液压爆管泄油电气自动控制装置，其特征在于，包括：防止液压爆管泄油电路，所述防止液压爆管泄油电路包括串联连接的压力传感器（1）、流量传感器（2）、第一声光报警器（5）、常闭继电器（3）、常开继电器（4）；

其中，常闭继电器（3）和常开继电器（4）串联在液压泵电机启停控制电路中；

压力传感器（1）连接在液压泵管线出口，当所述压力传感器（1）检测到当前压力降为零时接通所述压力传感器（1）中的压降控制电路；

流量传感器（2）连接在液压系统回油管线中，当流量传感器（2）检测到当前无流量时接通所述流量传感器（2）中的无流量控制电路；

当压降控制电路和无流量控制电路同时接通的状况下，防止液压爆管泄油电路接通电源，触发常闭继电器（3），液压泵电机启停控制电路断开，液压泵电机（8）停止，触发第一声光报警器（5）启动，实现报警和防止泄油功能；

另外，还包括第二声光报警器（6），所述第二声光报警器（6）与第一声光报警器（5）并联，且连接在压力传感器（1）和常开继电器（4）之间；

当管线压力高于设定上限时, 压力传感器（1）接通高压触点，启动第二声光报警器（6），发出超压报警；

当液压泵电机启停控制回路断开后，常开继电器（4）断开，防止液压爆管泄油装置电路断开，常闭继电器（3）复位，为液压泵电机启动做好准备；

当液压泵电机启动后，常开继电器（4）触点闭合，防止液压爆管泄油装置电路进入防泄和预警状态。

2.如权利要求1所述的石油钻机防止液压爆管泄油电气自动控制装置，其特征在于，所述防止液压爆管泄油电路与液压泵电机之间设有急停按钮(7)，当管线压力高于设定上限时, 压力传感器(1)接通高压触点，启动第二声光报警器（6），发出超压报警，同时启动急停按钮(7)。

3.如权利要求1所述的石油钻机防止液压爆管泄油电气自动控制装置，其特征在于，所述压力传感器（1）采用防爆型压力传感器。

4.如权利要求1所述的石油钻机防止液压爆管泄油电气自动控制装置，其特征在于，所述流量传感器（2）采用防爆型流量传感器。

5.如权利要求2所述的石油钻机防止液压爆管泄油电气自动控制装置，其特征在于，所述常闭继电器（3）、常开继电器（4）、第一声光报警器（5）、第二声光报警器（6）和急停按钮(7)分别集成在一个具有对可燃气体防爆功能的盒子内，满足防爆要求。