修井、抽汲与捞油设备安全与自动化作业装置的制作方法

本实用新型涉及油田作业，特别是指修井、抽汲与捞油设备安全与自动化作业装置。

背景技术：

绞车-钢丝绳-井架天轮-吊卡的起吊形式被广泛引用于各种有起吊重物需求的场景和设备，例如起重机、吊机、行车、抽汲机、修井机、通井机、捞油机等等。出于作业便利性和安全性的考虑，往往需要监测吊卡起下运动的位移，采集吊卡高度、速度、负载等信息，并反馈给数据采集和处理终端。目前的技术方案大多是采用安装在绞车滚筒上的旋转编码器或者其他类型的电磁传感器，来感应绞车滚筒的旋转圈数和速度，并以此推算出钢丝绳的进/出量，再根据绳系情况推算出吊卡的位移。这种技术方案采用的是间接推算的方法，由于钢丝绳在绞车滚筒上每层的排绳直径不同，每层的排绳紧密程度和圈数不同，并存在层间爬升角、乱绳、嵌绳、钢丝绳变形等各种干扰因素，故推算得出的进/出绳量必定与实际情况有偏差，在吊卡往复运动中，这种固有偏差被积累，导致精度越来越低，所取得的数据就会与实际情况有很大出入。特别是在单绳系天轮-吊卡的系统中，吊卡的位移基本等于绞车钢丝绳的进/出量，且绞车转动飞快，这种偏差更为明显。对于吊卡大部分时间在井下运动的作业，如抽汲、捞油等，由于吊卡实际位置无法通过肉眼观测，较大的偏差就会产生很大的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型提出修井、抽汲与捞油设备安全与自动化作业装置，通过提供与天轮集成的、稳定性好、精度高、可以随时监测吊卡起下运动数据的传感器系统，并通过有线传输模式或者无线传输模式将有关信息传输给主机，由主机控制报警器、刹车控制阀等实现吊卡高度、速度、负载等数据的显示、设置、报警、减速、制动等功能，该装置集成化程度高，可靠性好，精度高，因此除了辅助人工操作外，还可以通过主机程序实现自动作业，极大的提高了安全性和工作效率，节省了人工成本。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

修井、抽汲与捞油设备安全与自动化作业装置，包括：防碰仪；

所述防碰仪包括一体化天轮测长/指重总成、显示屏/机械按键式控制器、制动阀组总成配置模块、定位传感器、载荷传感器及报警装置，所述制动阀组总成配置模块及报警装置均安装于修井、抽汲或捞油设备的控制室内，所述定位传感器及载荷传感器均安装于所述一体化天轮测长/指重总成上，所述制动阀组总成配置模块、定位传感器、载荷传感器及报警装置均与所述显示屏/机械按键式控制器连接；

所述一体化天轮测长/指重总成包括支撑壳、天轮及提升机，所述天轮可转动地安装于所述支撑壳上，所述提升机固定安装于所述支撑壳上，所述提升机驱动所述天轮，所述定位传感器及载荷传感器均安装于所述支撑壳内；

所述显示屏/机械按键式控制器内设置有输入修改模块、修井/捞油/抽汲深度控制模块、速度控制模块、负载模块、液位显示模块及出液量统计模块，所述输入修改模块、修井/捞油/抽汲深度控制模块、速度控制模块、负载模块、液位显示模块及出液量统计模块均与提升机连接。

进一步，所述显示屏/机械按键式控制器内设置有上/下行限位报警模块、超速报警模块、上/下行限位刹车报警模块、超速制动报警模块及超载刹车报警模块，所述报警装置、输入修改模块及提升机均同时与所述上/下行限位报警模块、超速报警模块、上/下行限位刹车报警模块、超速制动报警模块及超载刹车报警模块连接。

进一步，所述显示屏/机械按键式控制器上设置有显示屏，所述显示屏上设置有修井/捞油/抽汲深度显示单元、速度显示单元、负载显示单元、液位显示单元及出液量显示单元，所述修井/捞油/抽汲深度显示单元、速度显示单元、负载显示单元、液位显示单元及出液量显示单元分别与所述修井/捞油/抽汲深度控制模块、速度控制模块、负载模块、液位显示模块及出液量统计模块连接。

进一步，所述支撑壳包括底座、第一支撑板、第二支撑板及提升箱，所述第一支撑板与所述第二支撑板对称安装于所述底座上、且通过销轴固定连接，所述提升箱位于所述第一支撑板或者第二支撑板外侧面，所述天轮可转动地安装于所述第一支撑板与所述第二支撑板上，所述提升机安装于所述提升箱内；

所述第一支撑板或第二支撑板外侧还设置有传感器安装位，所述定位传感器及载荷传感器均设置于所述传感器安装位内。

进一步，所述第一支撑板或第二支撑板底部设置有托台，所述提升箱安装于所述托台上。

更进一步，所述防碰仪为tjf-a8型指深指重防碰仪。

本实用新型通过提供与天轮集成的、稳定性好、精度高、可以随时监测吊卡起下运动数据的传感器系统，并通过有线传输模式或者无线传输模式将有关信息传输给主机，由主机控制报警器、刹车控制阀等实现吊卡高度、速度、负载等数据的显示、设置、报警、减速、制动等功能，该装置集成化程度高，可靠性好，精度高，因此除了辅助人工操作外，还可以通过主机程序实现自动作业，极大的提高了安全性和工作效率，节省了人工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术顾客员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型具体实施例中的修井、抽汲与捞油设备安全与自动化作业装置的部分结构示意图；

图2为图1所示的修井、抽汲与捞油设备安全与自动化作业装置的部分结构分解图；

图3为本实用新型具体实施例中的修井、抽汲与捞油设备安全与自动化作业装置的各个结构的连接关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的具体实施例中，见图1-图3，修井、抽汲与捞油设备安全与自动化作业装置，包括防碰仪；

所述防碰仪包括一体化天轮测长/指重总成1、显示屏/机械按键式控制器2、制动阀组总成配置模块3、定位传感器4、载荷传感器6及报警装置5，所述制动阀组总成配置模块3及报警装置5均安装于修井、抽汲或捞油设备的控制室内，所述定位传感器4及载荷传感器6均安装于所述一体化天轮测长/指重总成上(由于定位传感器、载荷传感器和报警装置为常规部件，因此未在图中示出)，所述制动阀组总成配置模块3、定位传感器4、载荷传感器6及报警装置5均与所述显示屏/机械按键式控制器2连接；

所述一体化天轮测长/指重总成1包括支撑壳11、天轮12及提升机13，所述天轮12可转动地安装于所述支撑壳11上，所述提升机13固定安装于所述支撑壳11上，所述提升机13驱动所述天轮12转动，所述定位传感器4及报警装置5均安装于所述支撑壳11内；

所述显示屏/机械按键式控制器2内设置有输入修改模块21、修井/捞油/抽汲深度控制模块22、速度控制模块23、负载模块24、液位显示模块25及出液量统计模块26，所述输入修改模块21、修井/捞油/抽汲深度控制模块22、速度控制模块23、负载模块24、液位显示模块25及出液量统计模块26均与提升机13连接。

在本实用新型的具体实施例中，见图1-图3，所述显示屏/机械按键式控制器2内还设置有上/下行限位报警模块201、超速报警模块202、上/下行限位刹车报警模203、超速制动报警模块204及超载刹车报警模块205，所述报警装置5、输入修改模块21及提升机13均同时与所述上/下行限位报警模块201、超速报警模块202、上/下行限位刹车报警模块203、超速制动报警模块204及超载刹车报警模块205连接。

在本实用新型的具体实施例中，见图1-图3，所述显示屏/机械按键式控制器2上设置有显示屏211，所述显示屏211上设置有修井/捞油/抽汲深度显示单元212、速度显示单元213、负载显示单元214、液位显示单元215及出液量显示单元216，所述修井/捞油/抽汲深度显示单元212、速度显示单元213、负载显示单元214、液位显示单元215及出液量显示单元216分别与所述修井/捞油/抽汲深度控制模块22、速度控制模块23、负载模块24、液位显示模块25及出液量统计模块26连接；

可根据需求、通过输入修改模块21来设定修井/捞油/抽汲深度控制模块22、速度控制模块23、负载模块24、液位显示模块25及出液量统计模块26的参数，以便于实现一系列需求的动作；

同时所有相关参数、功能均可调节，并可设置密码权限，其功能也可进行进一步扩展。

在本实用新型的具体实施例中，见图1-图3，所述支撑壳11包括底座111、第一支撑板112、第二支撑板113及提升箱114，所述第一支撑板112与所述第二支撑板113对称安装于所述底座111上、且通过销轴固定连接，所述提升箱114位于所述第一支撑板112或者第二支撑板113外侧面，具体实施例中，提升箱114设置与第一支撑板112的外侧面上，所述天轮12可转动地安装于所述第一支撑板112与所述第二支撑板113上，所述提升机13安装于所述提升箱114内；

所述第一支撑板112或第二支撑板113外侧还设置有传感器安装位115，所述定位传感器4及载荷传感器6均设置于所述传感器安装位115内；

其中天轮12、底座111、传感器安装位115等关键位置均采用高精度加工，同时使用防滑材料进一步处理，还使用热处理进行硬化处理，极大保证了支撑壳11的质量，使得支撑壳11能够适应钢丝绳剧烈的晃动和油污，测长/指重精度、可靠性均大幅度提高，且安装维护简便、价格低。

在本实用新型的具体实施例中，见图1-图3，所述第一支撑板112或第二支撑板113底部设置有托台，具体为第一支撑板112底部设置有托台116所述提升箱114安装于所述托台116上。

在本实用新型的具体实施例中，见图1-图3，所述防碰仪为tjf-a8型指深指重防碰仪，其测长精度达到0.1m以内，指重精度达到0.05％，能够精确判断、显示液面深度，能够精确统计、显示出液量，抽汲/捞油等各项生产数据远传精确，可使用scada和手机app监控，能够生成相关图表，能够用于改造修井机天轮并未修井自动化提供关键数据支撑；

即本防碰仪具备以下功能；

1、具备断电再上电指深数值记忆功能；

2、具备出井口前多段速控制功能，速度可设定，确保平稳、安全运行；

3、具备超速、超载报警功能；

4、具备上升到位报警、上升刹车指示报警功能；

5、具备下降到位报警、下降刹车指示报警功能；

6、具备指深定点刹车功能；

7、具备工作前未对零报警，刹车功能；

8、具备手动刹车以及刹车失灵监测功能；

9、可自动统计液位、出液量、记录作业情况；

10、可升级为自动修井/捞油/抽汲系统；

本防碰仪需要远传的信息包括：

1、单井作业时间(每次开机作业时间，下同)、井号(机手填写)。

2、每日作业时间

3、单井抽汲次数(每次开机抽汲次数，下同)

4、每日抽汲次数

5、每次抽汲深度、液面深度(机手可修改)

6、单井出液深度、出液量(体积和重量)、出液密度

7、每日出液量(体积和重量)

8、作业车辆牌号、司机、机手的姓名和手机(只需每天填写一次，第二天自动按照第一天的补全，可修改，司机和机手姓名填好电话自动补全)

上述数据以表格形式展现(黑色为仪表给出的数据，红色为可由人工填写或者修改的数据)，再用曲线图形式展示单井深度和重量的对应关系。表格和曲线以每完成一次捞油为单位展现。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。