一种石油钻机电子防碰保护装置的制作方法

本实用新型涉及起重设备保护装置领域，具体为一种石油钻机电子防碰保护装置。

背景技术：

石油钻机主要由动力系统、提升系统、旋转系统、循环系统和井控系统组成，其中提升系统由绞车、井架、天车、游车、大钩和钢丝绳组成，游车和大钩在绞车的驱动下被钢丝绳拉动而上下移动。为避免游车上行时制动不及时，与天车发生碰撞，造成恶性事故，在石油钻机安全管理条例中规定必须设置防碰装置。现有技术中的防碰装置主要采用如下几种形式：其一、在绞车滚筒上安装传感器，判断游车上升时钢丝绳在滚筒上缠绕的层高，当缠绕高度达到一定值时，控制绞车滚筒的驱动装置进行制动，达到防碰的目的，该方式触发的可靠性较低，为提高可靠性，要求传感器安装稳定，且感应精度高，其使用和维护成本较高；其二、在天车下方设置横拉钢丝绳和重锤限位开关，当游车上升至碰触横拉钢丝绳时，由钢丝绳导向带动重锤限位开关进行控制，该方式钢丝绳导向繁琐、气路控制反应滞后，动作迟缓；其三、利用编码器计算卷筒的旋转量，直接进行控制，该方法钢丝绳负载和伸长量变化会影响编码器计算的准确性，需要定位进行归零校验，而且传动机构计算程序较为复杂，故障率高，可靠性差。

针对于现有防碰装置的不足，目前在石油钻机游车上已开始使用重锤式防碰装置，该装置包括绳卡卡板、限位开关、拉绳和重锤，绳卡卡板固定在游车上方的死绳上，重锤套接在死绳上并设置于绳卡卡板的下方，拉线开关固定在绳卡卡板上，并与重锤通过拉绳连接。当处于自然状态时，重锤在自重作用下拉扯拉绳，使得限位开关处于断开状态，游车可自由升降；当游车上升至碰触重锤并带动重锤沿死绳上行时，拉绳松弛，限位开关闭合，可通过电路控制游车及时制动，避免发生碰撞。

该装置结构简单，响应及时，动作可靠，使用时安全性高。但在实际使用时，仍然存在以下问题：其一、绳卡卡板由两个单独的卡板构成，两者通过螺栓连接，每次倒换钢丝绳都需要对其进行拆装，其拆装极为不便；其二、限位开关由重锤通过吊绳控制，重锤的每次拉扯会对限位开关造成冲击，影响其使用寿命；其三、重锤套接在钢丝绳上，其升降过程中会与钢丝绳碰撞造成磨损，甚至出现损坏钢丝绳的情况，存在较大的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种使用寿命长、安全性高且安装拆卸方便的石油钻机电子防碰保护装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种石油钻机电子防碰保护装置，包括绳卡卡板、限位开关、拉绳和重锤，所述绳卡卡板固定在游车上方的死绳上，重锤套接在死绳上并设置于所述绳卡卡板的下方，所述限位开关固定在所述绳卡卡板上，所述限位开关与所述重锤通过所述拉绳连接，所述绳卡卡板包括卡板a、卡板b、销轴、定位穿销和橡胶片，所述卡板a的一端与所述卡板b的一端通过所述销轴铰接，所述卡板a的另一端与所述卡板b的另一端通过所述定位穿销连接，

所述卡板a和卡板b的板身上均加工有半圆形槽口，所述卡板a和卡板b的板身接触设置，两个所述半圆形槽口相扣合形成圆形通孔，所述橡胶片卷曲呈筒状，并设置于所述圆形通孔内。

进一步的，所述限位开关包括安装板和若干弹簧，所述安装板上固定设置有两个相对设置的滑槽，所述滑槽的底端固定设置有挡板，两个所述滑槽内可滑动的设置有滑块，所述安装板上靠近上方位置设置有触片a，所述滑块上固定设置有与所述触片a相适配的触片b，若干所述弹簧的两端分别与所述滑块和所述挡板固定链接。

进一步的，所述限位开关还包括防护壳，所述防护壳用于遮蔽所述触片a、触片b、滑块和若干弹簧。

进一步的，所述滑块的底部固定设置有滑柱，所述滑柱的底部设置有吊环，所述拉绳穿过所述吊环，其两端均与所述重锤固定连接。

进一步的，所述防护壳的底部设置有通孔，所述滑柱可滑动的设置于所述通孔内，所述滑柱与所述通孔之间设置有隔尘罩。

进一步的，所述重锤包括两个截面为半圆环状的柱体和两个耐磨软垫，两个所述柱体相对设置呈筒状，两个所述耐磨软垫均设置于两个所述柱体之间，所述两个柱体和两个所述耐磨软垫通过螺栓固定呈一整体。

进一步的，两个所述耐磨软垫相对的面上均设置有若干容油腔，还包括润滑油，所述润滑油设置于所述两个耐磨软垫之间和若干容油腔内。

本实用新型的有益效果是：

1. 绳卡卡板包括卡板a、卡板b、销轴、定位穿销和橡胶片。在使用时，橡胶片绕死绳缠绕至一定厚度，此时掰动卡板a和卡板b，使其绕销轴旋转并闭合，并压缩橡胶片使其变形，最后穿入定位传销完成两个卡板的固定。该绳卡卡板相比于现有技术中的螺栓连接方式，可单手完成安装，操作更为方便、快捷。

2. 限位开关设置有若干弹簧，该弹簧可使滑块复位，实现限位开关的闭合；同时该弹簧还具备缓冲功能，可减少重锤对限位开关的冲击，延长限位开关的使用寿命。

3. 限位开关设置有防护壳，可以有效对限位开关的内部元件进行隔尘、隔水的防护，延长限位开关的使用寿命。

4. 重锤由两个截面为半圆环状的柱体和两个耐磨软垫构成，在使用时重锤内涂抹润滑油，该重锤在钢绳上为滑行动作，相比于现有技术，该设置可有效避免重锤在上下移动过程中对钢绳的碰撞、磨损，延长了重锤和钢绳的使用寿命，亦减小了安全隐患。

附图说明

图1为本实用新型一种石油钻机电子防碰保护装置的结构示意图；

图2为绳卡卡板的结构示意图；

图3为限位开关的结构示意图；

图4为重锤的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1至图4所示，一种石油钻机电子防碰保护装置，包括绳卡卡板1、限位开关2、拉绳4和重锤3，绳卡卡板1固定在游车上方的死绳上，重锤3套接在死绳上并设置于绳卡卡板1的下方，限位开关2固定在绳卡卡板1上，限位开关2与重锤3通过拉绳4连接。当游车位于重锤3下方自由运行时，重锤3在自重作用下拉扯拉绳4，使得限位开关2处于断开状态；当游车上升至碰触重锤3并带动重锤3沿死绳上行时，拉绳4松弛，限位开关2闭合，可通过电路控制游车及时制动，避免发生碰撞。

绳卡卡板1包括卡板a11、卡板b12、销轴13、定位穿销14和橡胶片15。卡板a11的一端与卡板b12的一端通过销轴13铰接，卡板a11的另一端与卡板b12的另一端通过定位穿销14连接。卡板a11和卡板b12的板身上均加工有半圆形槽口，卡板a11和卡板b12的板身接触设置，两个半圆形槽口相扣合形成圆形通孔，橡胶片15卷曲呈筒状，并设置于圆形通孔内。在使用时，橡胶片15绕死绳缠绕至一定厚度，此时掰动卡板a11和卡板b12，使其绕销轴13旋转并闭合，并压缩橡胶片15使其变形，最后穿入定位传销14完成两个卡板的固定。该绳卡卡板1相比于现有技术中的螺栓连接方式，操作更为方便、快捷。

限位开关2包括安装板21和若干弹簧24，安装板21上固定设置有两个相对设置的滑槽22，滑槽22的底端固定设置有挡板25，两个滑槽22内可滑动的设置有滑块23，安装板21上靠近上方位置设置有触片a27，滑块23上固定设置有与触片a27相适配的触片b，若干弹簧24的两端分别与滑块23和挡板25固定链接。滑块23的底部固定设置有滑柱26，滑柱26的底部设置有吊环，拉绳4穿过吊环，其两端均与重锤3固定连接。

当游车位于重锤3下方自由运行时，重锤3在自重作用下拉扯拉绳4，通过滑柱26带动滑块23下移，压缩弹簧24储存弹性势能。此时触片a27和触片b分离，该限位开关2处于断开状态。当游车上升至碰触重锤3并带动重锤3沿死绳上行时，拉绳4松弛，弹簧24储存的弹性势能释放，滑块23在弹簧24的作用下上移，使得触片a27和触片b接触，该限位开关2闭合，可通过电路控制游车及时制动，避免发生碰撞。该弹簧24除了使滑块23复位，还具备缓冲功能，可减少重锤3对限位开关2的冲击，延长限位开关的使用寿命。

进一步的，限位开关2还包括防护壳，防护壳用于遮蔽触片a27、触片b、滑块23和若干弹簧24。具体实施时，防护壳与安装板21固定链接，两个滑槽22和挡板25均设置于防护壳内，并与防护壳的内壁紧贴设置，其紧贴位置涂抹有密封胶。防护壳的底部设置有通孔，滑柱可滑动的设置于通孔内，滑柱与通孔之间设置有隔尘罩。设置该防护壳，可以有效对限位开关2的内部元件进行隔尘、隔水的防护，延长限位开关的使用寿命。

重锤3包括两个截面为半圆环状的柱体31和两个耐磨软垫32，两个柱体31相对设置呈筒状，两个耐磨软垫32均设置两个柱体31之间，两个柱体31和两个耐磨软垫32通过螺栓固定呈一整体。两个耐磨软垫32相对的面上均设置有若干容油腔，还包括润滑油，润滑油设置于两个耐磨软垫32之间和若干容油腔内。具体实施时，因涂抹润滑油，该重锤3在钢绳上为滑行动作，相比于现有技术，该设置可有效避免重锤3在上下移动过程中对钢绳的碰撞、磨损，延长了重锤和钢绳的使用寿命，亦减小了安全隐患。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。