CN201246156Y - 防溜钻、遇阻卡自动报警保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钻井、修井作业的防溜钻、遇阻卡自动报警保护装置。其技术方案是：包括司钻操作平台、液压传感器、探测器、PLC电路及电磁阀，液压传感器将死绳拉力的液压信号转变为电信号传送至PLC电路；探测器探测游车位置高低，以传出控制信号给PLC电路；两种信号传输到PLC电路，通过PLC运算，比较死绳拉力与钻具自重，识别钻进、起钻、下钻，进而控制电磁阀是否刹车，防止溜钻或遇阻卡发出警报。有益效果是：在起下钻钻具遇阻时，及时发出报警信号，提醒司钻注意及时采取措施避免事故的发生；与指重表相配合实现安全快速的生产，起到及时提醒和强制刹车的双重功用；在钻进时，可辅助防止溜钻的发生，有利于保护钻头、钻具。

Description

防溜钻、遇阻卡自动报警保护装置

一、技术领域：

本实用新型涉及一种钻井、修井作业工具，特别是涉及一种防溜钻、遇阻卡自动报警保护装置。

二、背景技术：

石油钻井是一项隐蔽的地下工程，存在大量的模糊性、随机性和不确定性问题。在钻井工作中，钻进、起钻、下钻是钻井工作的主要环节之一，钻进就是使用一定的破岩工具，利用设备驱动破岩工具旋转，操作人员按照一定的压力均匀的给破岩工具施加压力(钻压)，实现不断地破碎井底岩石，加深井眼的过程；而起、下钻是由于设备问题、钻头使用情况、钻具结构需要变化、地层因素等诸多原因，就需要起、下钻；在钻进时，操作人员水平低或精力不集中，就有可能发生溜钻问题，使钻头寿命降低，甚至使钻头报废，井眼打斜。在起、下钻过程中，由于井下可能存在压差、沉砂或砂桥、井眼坍塌、钻头泥包、井眼缩径、键槽等原因，经常会碰到遇阻、遇卡的现象，如果此时遇卡、遇阻现象不能及时发现和处理，就会使复杂的井下情况更加复杂，甚至会演变成事故。

钻进防溜钻、起钻遇卡、下钻遇阻的预防和处理目前主要是从人的操作方面来控制，如制定合理的规章制度，提升操作者的技术水平等方面来得到实现，然而，由于有时候人的精力不集中或起下钻过程中，突然的遇阻、遇卡，此时如果没有及时采取措施就会发生事故。

三、发明内容：

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种防溜钻、遇阻卡自动报警保护装置，使设备从被动的使用状况改变为主动的提醒和主动的控制状况，来实现预防事故，达到安全生产的目的。

其技术方案是：包括司钻操作平台、液压传感器、探测器、PLC处理电路及电磁阀，所述的液压传感器将死绳拉力的液压信号转变为电信号传送至PLC处理电路；所述的探测器探测游车位置高低，以传出控制信号给PLC处理电路；两种信号传输到PLC处理电路，通过PLC程序运算，比较死绳拉力与钻具自重，自动识别钻进、起钻、下钻，进而控制电磁阀是否刹车，防止溜钻或遇阻卡发出警报。

上述的司钻操作平台上设有悬重设置控制器、控制量设定器、报警灯或声音指示和控制开关；所述的悬重设置控制器设置修正悬重值，所述的控制量设定器设定三种工况，每种设定两个值，第一个达到时报警，第二个刹车；所述的控制开关是关闭时电磁阀复位防碰天车气路关闭，绞车正常工作。

上述的PLC处理电路包括：传感器(A)、对零、下报警器设置、起钻、电源线、传感器(B)、取消保护、上报警器设置、下钻、刹车指示、预警指示、零点指示、小报警输出、上限指示、下限指示、离合控制和大报警输出；在钻进过程中，设定正常钻压，在正常钻压基础上设定一个附加值，到达附加值使司钻操作台处的指示灯发出警报，提示人采取措施，当大于附加值系统强制刹车，防止溜钻；起钻大于、下钻小于设定附加值时，使司钻操作台处的指示灯发出警报，在遇卡或遇阻超过设定最大值或最小值时，强制刹车防止复杂情况恶化。

本实用新型的有益效果是：(1)、在起下钻钻具遇阻时，及时发出报警信号，提醒司钻注意及时采取措施避免事故的发生；(2)、与指重表相配合实现安全快速的生产，起到及时提醒和强制刹车的双重功用；(3)、在钻进时，可辅助防止溜钻的发生，有利于保护钻头、钻具。

四、附图说明：

附图1为本实用新型的原理方框图；

附图2为前面板接线原理图；

附图3是PLC(FP0-C32T)I/O接口原理图；

附图4为外连接端子接口图；

附图5为继电器接线、模拟量图。

五、具体实施方式：

结合附图1-5，对本实用新型作进一步的描述：它主要包括声光报警1、预警指示2、刹车指示3、传感器(A)指示4、传感器(B)指示5、保护下限6、零点指示7、保护上限8、取消保护9、自重设置10、对零按钮11、悬重设置12、起钻13、下钻14、传感器(A)15、对零16、下报警器设置17、起钻18、电源线19、传感器(B)20、取消保护21、上报警器设置22、下钻23、刹车指示24、预警指示25、零点指示26、小报警输出27、上限指示28、下限指示29、离合控制30、大报警输出31、刹车控制32、大报警控制33、传感器(A)34、传感器(B)35、压力传感器36、刹车37、复位38、大报警输出39、电源线40压力信号输入41、(24v)电源线42等部件名称。

采用高可靠性PLC做检测控制核心，设置了起钻/钻进/下钻三种工况模式，可根据钻井实际工况进行选择，在钻具上提、下放时，绞车滚筒大绳位置发生变化，死绳固定器处传感器液体压力发生变化，位置传感器自动采集绞车滚筒的转动信号，压力传感器实时测量传感器液体压力信号，两种信号传输到PLC，通过PLC程序运算，比较死绳拉力与钻具自重，自动识别钻进、起钻、下钻，在钻进过程中，设定正常钻压，在正常钻压基础上设定一个附加值，到达附加值使司钻操作台处的指示灯发出警报，提示人采取措施，当大于附加值系统强制刹车，起到防溜钻的作用。起钻大于、下钻小于设定附加值时，使司钻操作台处的指示灯发出警报，在遇卡或遇阻超过设定最大值或最小值时，强制刹车防止复杂情况恶化。进行起下钻过程中遇阻的自动保护，关闭系统开关由人对复杂情况进行处理。

具体电路连接参照附图2-5：将电源(24V)42连接PLC和前面板，此时系统不会动作，根据工作情况将系统的工况开关放至起钻13、或下钻(14)位置，按钻具重量扳动对零按钮11进行对零，根据零点指示7(此时，对零16连接零点指示26)，在PLC显示面板上设置保护上限6和保护上限8(接通电源后，保护上限6和保护上限8与上限指示28和下限指示29已连接)，设置好之后将取消保护扳至保护位置。报警1连接小报警输出27得到报警预警指示2提示人注意，操作人员不采取措施，则启动预警指示25与刹车指示24，开启电磁阀控制32离合器30停车，同时大报警输出31连接大报警33，得到刹车指示3灯亮报警，系统会通过传感器(A)指示4、传感器(B)指示5绿灯表示系统正常，传递到PLC及时测量游车上下行，液压信号通过41连接压力传感器36输送到PLC读取悬重值，系统刹车后，如需要恢复，可将系统保护开关扳至取消保护9位置，完成起下钻过程中的遇阻卡保护。

钻进时，首先将系统的开关放至取消保护10位置，将系统扳至中间钻进位置，按钻具重量搬动对零按钮11进行对零，根据零点指示7，在PLC显示面板设置保护上限6和保护上限8，设置好之后将取消保护扳至保护位置。钻压过大时，报警1连接小报警输出27得到报警预警指示2提示人注意，操作人员不采取措施钻压超过报警预警指示2设定值时，则启动预警指示25与刹车指示24，开启电磁阀控制32离合器30停车，同时大报警输出31连接大报警33，得到刹车指示3灯亮报警，系统会通过传感器(A)指示4、传感器(B)指示5绿灯表示系统正常，传递到PLC及时测量游车上下行，液压信号通过41连接压力传感器36输送到PLC读取悬重值，系统刹车后，如需要恢复，可将系统保护开关扳至取消保护9位置，实现钻进防溜钻的自动保护。

Claims (2)

1、一种防溜钻、遇阻卡自动报警保护装置，其特征是：还包括液压传感器、探测器、PLC处理电路及电磁阀，所述的液压传感器将死绳拉力的液压信号转变为电信号传送至PLC处理电路；所述的探测器探测游车位置高低，以传出控制信号给PLC处理电路；两种信号传输到PLC处理电路，通过PLC程序运算，比较死绳拉力与钻具自重，自动识别钻进、起钻、下钻，超过设定值，发出溜钻或遇阻卡警报，进而控制电磁阀是否刹车。

2、根据权利要求1所述的防溜钻、遇阻卡自动报警保护装置，其特征是：所述的PLC处理电路上设有如下指示和开关：压力传感器(A)、对零、下报警器设置、起钻、电源线、位置传感器(B)、取消保护、上报警器设置、下钻、刹车指示、预警指示、零点指示、小报警输出、上限指示、下限指示、离合控制和大报警输出；在钻进过程中，设定正常钻压，在正常钻压基础上设定一个附加值，到达附加值使司钻操作台处的指示灯发出警报，提示人采取措施，当大于附加值系统强制刹车，防止溜钻；起钻大于、下钻小于设定附加值时，使司钻操作台处的指示灯发出警报，在遇卡或遇阻超过设定最大值或最小值时，强制刹车防止复杂情况恶化。

Images