专利名称：钻机大钩位移检测装置的制作方法
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《和方向，结合大卷鼓的直径
d，便可算出其外缘的线速度F = ，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《和方向，结合大卷鼓的直径d，算出其外缘的线速度也即
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。[0010]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。
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 —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。
权利要求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。
专利摘要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。
文档编号E21B45/00GK201607212SQ20102013357
公开日2010年10月13日 申请日期2010年3月16日 优先权日2010年3月16日
发明者卢春华, 张涛, 方俊, 邵春, 鄢泰宁 申请人:中国地质大学(武汉)