CN201607212U - 钻机大钩位移检测装置 - Google Patents

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鄢泰宁
卢春华
张涛
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Abstract

本实用新提供一种钻机大钩位移检测装置，其特征在于：它包括大钩、定滑轮、细钢丝绳、大卷鼓、小卷鼓、细绳、光栅增量编码器、配重和滑道；细钢丝绳一端固定在大钩上，通过定滑轮换向后缠绕在大卷鼓上，并且另一端固定在大卷鼓上；大卷鼓、小卷鼓和光栅增量编码器安装在同一根转运轴上；细绳缠绕在小卷鼓上，并且一端固定在小卷鼓上，另一端吊住配重；配重沿滑道内壁上下自由滑动。本实用新型通过大小卷鼓和转换，将大钩的大幅度位移转换成配重的小幅度位移；将大钩位移的测量间接转换至钻井平台，测量操作方便；通过光栅增量编码器检测卷鼓的角位移，再根据卷鼓的直径换算成大钩的直线位移，测量精度高。

Description

钻机大钩位移检测装置
技术领域
本实用新型属于钻探领域，具体涉及一种检测钻机大钩位移速度和位移量的装置。
背景技术
随着资源勘探与开发工作大规模转向深部，钻探过程的工况将更加复杂化，国内外钻探界都清醒地认识到，对钻探过程实施连续监测，识别并预报孔内异常工况，是降低孔内事故率，实现高效、低成本钻探生产的关键技术措施。机械钻速和进尺量是钻探过程中十分重要的两个参数，需要通过实时检测钻机大钩的位移来得到，然而大钩位移幅度大，离地面位置高，直接检测大钩位移十分困难。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种钻机大钩位移检测装置，可在钻机平台方便检测大钩位移。
本实用新型为解决上述技术问题所采取的技术方案为：钻机大钩位移检测装置，其特征在于：它包括大钩、定滑轮、细钢丝绳、大卷鼓和小卷鼓、细绳、光栅增量编码器、配重和滑道；细钢丝绳一端固定在大钩上，通过定滑轮换向后缠绕在大卷鼓上，并且另一端固定在大卷鼓上；大卷鼓、小卷鼓和光栅增量编码器安装在同一根转运轴上；细绳缠绕在小卷鼓上，并且一端固定在小卷鼓上，另一端吊住配重；配重沿滑道内壁上下自由滑动。
按上述方案，所述的细钢丝绳截面直径为1.5-2mm。
按上述方案，所述的大卷鼓和所述的小卷鼓上均刻有螺旋槽，大卷鼓上的螺旋槽宽度与所述的细钢丝绳直径相等，小卷鼓上的螺旋槽宽度与所述的细绳截面直径相等。
本实用新型的工作方式为：大钩静止不动时，配重在重力作用下拉紧细绳，由于细绳固定并缠绕在小卷鼓上，细绳将带动小卷鼓、大卷鼓和增量编码器同时转动，直到细钢丝绳处在张紧状态，配重静止，整个装置处于平衡状态。
大钩向上位移时，配重在滑道内向下位移，并带动小卷鼓、大卷鼓和增量编码器同时转动，细钢丝绳缠绕在大卷鼓的螺旋槽内。由于大卷鼓和光栅增量编码器安装在同一根转动轴上，此时光栅增量编码器可实时检测大卷鼓的角速度ω和方向，结合大卷鼓的直径d，便可算出其外缘的线速度
Figure GSA00000054552100011
也即大钩上移的速度，从而得到机械钻速，同时根据光栅增量编码器记录的角位移，可换算出大钩的向上位移量。
大钩向下位移时工况与向上位移相似，此时大钩通过细绳带动大卷鼓、小卷鼓和增量编码器同时转动，小卷鼓通过细绳拉住配重在滑道内向上位移，光栅增量编码器实时检测大卷鼓的角速度ω和方向，结合大卷鼓的直径d，算出其外缘的线速度
Figure GSA00000054552100021
也即大钩下移的速度，从而得到机械钻速，同时根据光栅增量编码器记录的角位移，可换算出大钩的向下位移量，把大钩向下位移量进行累加，便可得到进尺量。
本实用新型的有益效果为：1、通过大小卷鼓的转换，将大钩的大幅度位移转换成配重的小幅度位移；2、将大钩位移的测量间接转换至钻井平台，测量操作方便；3、通过光栅增量编码器检测卷鼓的角位移，再根据卷鼓的直径换算成大钩的直线位移，测量精度高。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的结构示意图
具体实施方式
图1为本实用新型一个实施例的结构示意图，本实施例包括大钩1、定滑轮2、细钢丝绳3、大卷鼓4和小卷鼓5、细绳6、光栅增量编码器7、配重8和滑道9；细钢丝绳3一端固定在大钩1上，通过定滑轮2换向后缠绕在大卷鼓4上，并且另一端固定在大卷鼓4上；大卷鼓4、小卷鼓5和光栅增量编码器7安装在同一根转运轴上，同时转动，角速度相等；细绳6缠绕在小卷鼓5上，并且一端固定在小卷鼓5上，另一端吊住配重8；配重8沿滑道9内壁上下自由滑动。
细钢丝绳3截面直径为1.5-2mm；大卷鼓4上沿细钢丝绳3缠绕方向刻有螺旋槽，大卷鼓上的螺旋槽宽度与细钢丝绳直径相等；细钢丝绳3在大卷鼓4上沿螺旋槽布满一层，大钩1的最大位移与大卷鼓4上螺旋槽的总长度相等。小卷鼓上沿细绳6缠绕方向刻有螺旋槽，小卷鼓上的螺旋槽宽度与细绳6截面直径相等；细绳6在小卷鼓4上沿螺旋槽布满一层。
大钩1静止不动时，配重8在重力作用下拉紧细绳6，由于细绳6固定并缠绕在小卷鼓5上，细绳6将带动小卷鼓5、大卷鼓4和增量编码器同时转动，直到细钢丝绳3处在张紧状态，配重8静止，整个装置处于平衡状态。
大钩1向上位移时，配重8在滑道9内向下位移，并带动小卷鼓5、大卷鼓4和增量编码器7同时转动，细钢丝绳3缠绕在大卷鼓4的螺旋槽内。由于大卷鼓4和光栅增量编码器7安装在同一根转动轴上，此时光栅增量编码器7可实时检测大卷鼓4的角速度和方向，结合大卷鼓4的直径，便可算出其外缘的线速度，也即大钩1上移的速度，从而得到机械钻速和累计进尺量。
大钩1向下位移时工况与向上位移相似，此时大钩1通过细绳3带动大卷鼓4、小卷鼓5和增量编码器7同时转动，小卷鼓5通过细绳6拉住配重8在滑道9内向上位移，光栅增量编码器7实时检测大卷鼓4的角速度和方向，结合大卷鼓4的直径，算出其外缘的线速度，也即大钩1下移的速度，从而得到机械钻速和累计进尺量。

Claims (3)

1.钻机大钩位移检测装置，其特征在于：它包括大钩、定滑轮、细钢丝绳、大卷鼓、小卷鼓、细绳、光栅增量编码器、配重和滑道；细钢丝绳一端固定在大钩上，通过定滑轮换向后缠绕在大卷鼓上，并且另一端固定在大卷鼓上；大卷鼓、小卷鼓和光栅增量编码器安装在同一根转运轴上；细绳缠绕在小卷鼓上，并且一端固定在小卷鼓上，另一端吊住配重；配重沿滑道内壁上下自由滑动。
2.根据权利要求1所述的钻机大钩位移检测装置，其特征在于：所述的细钢丝绳截面直径为1.5-2mm。
3.根据权利要求1或2所述的钻机大钩位移检测装置，其特征在于：所述的大卷鼓和所述的小卷鼓上均刻有螺旋槽，大卷鼓上的螺旋槽宽度与所述的细钢丝绳直径相等，小卷鼓上的螺旋槽宽度与所述的细绳截面直径相等。
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