数码安全LED四防护仪的制作方法

本发明涉信息采集及安全保护领域，具体涉及一种数码安全led四防护仪。

背景技术：

近年来随着各大油气田的发现，特别是页岩气的开采，为了降低修建新井场、搬迁、转井、测试、开采的综合成本，提高井身质量和工作效率，我国已经大量推广水平井、丛式井等多种打钻井方式，因此很多钻井的安全环境需要得到重视。在实际油田井队生产过程中总是时会发生伸出倾斜的吊环撞(挂)猴台的重大恶性事故，顶(碰)天车事故，机械式的防碰系统的气路缺陷确实是造成碰天车事故的原因之一，但是当游车大钩具有过大惯性时也强行去碰撞天车，以下因素会导致游车大钩上冲时具有过大惯性：

1.游车大钩的速度太快，摘离合器的时间太晚。

2.目前机械式的防碰撞仪使用时刹车反应迟缓，安全性不高，设备的实时状态不明确。

3.设备自身的绞车制动性能不好，紧急刹车时反应迟缓或系统失灵。

传统的钻机之提升和钻进(由转盘带动方钻杆)系统。有不适应目前钻井新技术和新工艺实施的缺陷存在。不利于钻深井、打水平井、定向井等等。“顶驱装置”的出现及其特殊优点给钻井工艺技术的提升和钻进带来了新的革命性改变，“顶驱装置”也就大量被迅速普及应用。

钻井队的工人是从事野外连续(不能停钻的)高劳动强度工作的，加上气候等环境条件的诸多因素……有的时候“顶驱装置”将2根吊环“前倾”或“后倾”，但又没有被“悬浮”收回到安全的“中位”状态，这时若(大钩)吊环经过二层台——就会发生撞、挂、压猴台甚至人员伤亡的重大恶性事故。目前的防护设备具有灵敏度不够高，反应迟缓，电量消耗快等问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术，本发明的目的在于提供数码安全led四防护仪，用于准确的判断出外部设备状态信息，通过省电触发电路实现节约能源消耗。

本发明通过下述技术方案实现：

数码安全led四防护仪包括顶驱吊环状态组件，其特征在于，所述顶驱吊环状态组件包括省电触发电路和无线编码发射器；

所述省电触发电路包括转换电路、保护电路和储能电路，所述转换电路每接收一次外部磁电信号时将进行一次触点动作转换，所述储能电路也将进行一次充电和放电的转换；所述保护电路用于限制省电触发电路中的电流；

所述无线编码发射器，根据所述转换电路的触点动作转换触发所述无线编码器发射器工作并发射无线电编码，无线编码器发生器工作时消耗电能，否则处于待机状态不消耗电能；

所述的无线编码发射器与省电触发电路并联。

进一步的，优选方案为省电触发电路中所述转换电路采用干簧管g1和干簧管g2，干簧管g1的常开引脚p1与干簧管g2的常关引脚p4相连再与外部电源的负极相连，干簧管g1的常关引脚p2与干簧管g2的常开引脚p3相连再与所述的无线编码发射器的一端相连；

省电触发电路中所述保护电路采用电阻r1和电阻r2，电阻r1的一端与干簧管g1的公共端相连，电阻r2的一端与干簧管g2的公共端相连；

省电触发电路中所述储能电路采用电容c1和电容c2，电容c1的一端与电阻r1的另一端相连另一端再与外部电源的正极相连，电容c2的一端与电阻r2的另一端相连另一端再与外部电源正极相连联。

所述的无线编码发射器的另一端与外部电源的正极相连接。

所述的组件还包括外部电源与省电触发电路并联，所述外部电源采用锂电池。

所述的组件还包括和外部磁电信号发生器，用于外部产生磁电信号并作用于所述转换电路发生触点动作转换。

在省电触发电路中，当外部磁电信号未发送触发信号给干簧管时，干簧管1的公共端闭合在常开引脚p1处，干簧管2的公共端闭合在常开引脚p3处，外部电源的电流经过电容c1、电阻r1、干簧管1的常开引脚p1构成闭合回路对电容c1进行充电，同时电容c2、电阻r2、干簧管2常开引脚p3、无线编码发射器构成闭合回路，由电容c2对无线编码发射器进行放电。当外部磁电信号给干簧管发送触发信号时，干簧管1的公共端闭合在常关引脚p2处，干簧管2的公共端闭合在常关引脚p4处，外部电源电流经过电容c2、电阻r2、干簧管2常关引脚p4构成闭合回路对电容c2进行充电，同时电容c1、电阻r1、干簧管1常关引脚p2、无线编码发射器构成闭合回路，由电容c2对无线编码发射器进行放电。

当外部磁电信号未动作时，外部电源对电容c1进行充电，同时电容c2对无线编码发射器进行放电，只要外部磁电信号一直未动作，电容c2对无线编码发射器进行放电结束后，电路中就没有电源供应再继续对无线编码发射器放电，进入待机状态。当需要下一次对无线编码发射器放电时，只要使外部磁电信号进行下一次动作，此时由电容c1对无线编码发射器进行放电，如此往复，当需要对无线编码发射器进行放电时，只需要外部磁电信号进行下一次触发。常规技术中由于相关设备在整个工程操作中一直进行放电，电量消耗快，待机时间短，影响工程进度和安全系数。

进一步的，优选方案为数码安全led四防护仪还包括usp主机，所述usp主机包括无线接收器和服务器；

所述无线接收器，用于接收无线电编码并通过接口传输给服务器；

所述服务器，用于将无线电编码信号放大、解码出状态信息数据再进行逻辑锁存、数据运算进而生成输出控制指令发送给所述的外部输出控制器，将状态信息进而输出控制指令发送给外部。

顶驱吊环状态组件与主机传统方法连接工作时，通常需要人工对顶驱吊环状态组件进行检查，当顶驱吊环状态组件电池没电时，也需要人工进行操作，更换电池或者是补充电能，但是当钻井队进行打钻时，需要连续工作，不能停顿，更不能够实现人工进行检查更换或补充电能操作，当电池电量耗尽时，只有停工补充电能，这样不仅影响工程周期，还会损耗设备。

吊环是负重设备，需要上下来回运动，还会进行旋转动作，若要将固定在吊环上的顶驱吊环状态组件通过有线(如电缆)方式与司控房内主机连接时，在吊环上下或旋转运动时很容易损坏电缆；然而采用无线方式将顶驱吊环状态组件与主机连接时可以避免上述情况。本发明中数码安全led四防护仪的usp主机包括无线接收器和服务器；无线接收器接收顶驱吊环状态组件发来的无线电编码然后通过接口传输给服务器。本发明中无线编码发射使用高容量的锂电池加上省电触发模式，保证了无线编码发射器的工作时长。

进一步的，优选方案为所述usp主机内置有大容量的不间断电源；可适应节能自发电机的宽电压波动范围。

数码安全led四防护仪还包括led屏显，所述led屏显采用高亮度led数码管。

通过led屏显可以让相关人员即时的了解到设备的状态信息，及时处理设备的位置状态，有效的避免了因设备掉落造成的事故。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明数码安全led四防护仪，将省电触发电路、无线编码发射器于结合一身提高了电源的利用率和供电时长；通过led屏显可以让相关人员即时的了解到设备的状态信息，及时处理设备的位置状态，有效的避免了因设备掉落造成的事故。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明顶驱吊环状态组件电路图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1-2所示，数码安全led四防护仪包括顶驱吊环状态组件，所述顶驱吊环状态组件包括省电触发电路和无线编码发射器；

所述省电触发电路包括转换电路、保护电路和储能电路，所述转换电路每接收一次外部磁电信号时将进行一次触点动作转换，所述储能电路也将进行一次充电和放电的转换；所述保护电路用于限制省电触发电路中的电流；

所述无线编码发射器，根据所述转换电路的触点动作转换触发所述无线编码器发射器工作并发射无线电编码，无线编码器发生器工作时消耗电能，否则处于待机状态不消耗电能。

所述的无线编码发射器与省电触发电路并联。

进一步的，省电触发电路中所述转换电路采用干簧管g1和干簧管g2，干簧管g1的常开引脚p1与干簧管g2的常关引脚p4相连再与外部电源的负极相连，干簧管g1的常关引脚p2与干簧管g2的常开引脚p3相连再与所述的无线编码发射器的一端相连，本方案采用额定电流为10a的干簧管，可以很好识别外部的磁电信号。

所述保护电路采用电阻r1和电阻r2，电阻r1的一端与干簧管g1的公共端相连，电阻r2的一端与干簧管g2的公共端相连，本方案中电阻r1与电阻r2的阻值采用3欧姆，额定功率都为5w。

所述储能电路采用电容c1和电容c2，电容c1的一端与电阻r1的另一端相连另一端再与外部电源的正极相连，电容c2的一端与电阻r2的另一端相连另一端再与外部电源正极相连联，本方案中电容c1与电容c2采用额定电压为35v电容值为470或者2200uf。

所述顶驱吊环状态组件还包括外部电源并联并位于电路左边用于为电路供电，采用锂电池本方案采用一次性锂电池，型号为34650，单节3.7v用四节串联起来使用。

所述顶驱吊环状态组件还包括和外部磁电信号发生器，用于外部产生磁电信号并作用于所述转换电路发生触点动作转换。

所述数字安全led四防护仪还包括usp主机，所述usp主机包括无线接收器和服务器；

所述无线接收器，用于接收无线电编码并通过接口传输给服务器；

所述服务器，用于将无线电编码信号放大、解码出状态信息数据再进行逻辑锁存、数据运算进而生成输出控制指令发送给所述的外部输出控制器，将状态信息进而输出控制指令发送给外部。

所述usp主机内置有大容量的不间断电源，可适应节能自发电机的宽电压波动范围。

所述数字安全led四防护仪还包括led屏显，所述led屏显采用高亮度led数码管，用于显示服务器中外部磁电信号发生器的状态信息和输出控制指令。

所述顶驱吊环状态组件可以应用于顶驱吊环防撞猴台仪和数码安全led四防护仪。

在省电触发电路中，当外部磁电信号未发送触发信号给干簧管时，干簧管1的公共端闭合在常开引脚p1处，干簧管2的公共端闭合在常开引脚p3处，外部电源的电流经过电容c1、电阻r1、干簧管1的常开引脚p1构成闭合回路对电容c1进行充电，同时电容c2、电阻r2、干簧管2常开引脚p3、无线编码发射器构成闭合回路，由电容c2对无线编码发射器进行放电。当外部磁电信号给干簧管发送触发信号时，干簧管1的公共端闭合在常关引脚p2处，干簧管2的公共端闭合在常关引脚p4处，外部电源电流经过电容c2、电阻r2、干簧管2常关引脚p4构成闭合回路对电容c2进行充电，同时电容c1、电阻r1、干簧管1常关引脚p2、无线编码发射器构成闭合回路，由电容c2对无线编码发射器进行放电。

当外部磁电信号未动作时，外部电源对电容c1进行充电，同时电容c2对无线编码发射器进行放电，只要外部磁电信号一直未动作，电容c2对无线编码发射器进行放电结束后，电路中就没有电源供应再继续对无线编码发射器放电，进入待机状态。当需要下一次对无线编码发射器放电时，只要使外部磁电信号进行下一次动作，此时由电容c1对无线编码发射器进行放电，如此往复，当需要对无线编码发射器进行放电时，只需要外部磁电信号进行下一次触发。常规技术中由于相关设备在整个工程操作中一直进行放电，电量消耗快，待机时间短，影响工程进度和安全系数。

在每根吊环上安装一组顶驱吊环状态组件。由顶驱吊环状态组件自动地检测吊环的位置状态，并以“省电触发”模式将检测到吊环的位置状态信息用“无线电编码”的方式发射出给ups主机上的无线接收器上，由服务器控制控制器进行下一步操作，同时led显示屏上显示相应信息。

本数码安全led四防护仪的顶驱吊环状态组件中的“无线编码发射器”，在平时的“待机状态”是不消耗电的，即为省电待机模式；只有在位外部磁电信号发生器变动使干簧管触点动作之时，才会在触发无线编码发射，无线编码发射器工作时才会消耗电能。由于在顶驱吊环状态组件的盒体内，采用了大容量的一次性高能锂电供电，其电池组的工作寿命将达2年以上，真正适用于钻井队的野外作业特殊工况。

本发明的数码安全led四防护仪，将省电触发电路、无线编码发射器于结合一身提高了电源的利用率和供电时长；通过led屏显可以让相关人员即时的了解到设备的状态信息，及时处理设备的位置状态，有效的避免了因设备掉落造成的事故。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。