专利名称：石油钻修设备提升系统天车防碰装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石油钻修设备提升系统的天车防碰装置。
背景技术：
石油钻修设备提升系统天车防碰控制通常利用限位阀自动控制绞车刹车，如石油钻机、修井机的天车防碰装置是绞车提升大钩或游车上行至天车下面设定的警戒位置时自动刹车的控制装置，其作用是在误操作或手动刹车失灵时防止大钩或游车与天车相撞。它采用在绞车机架上安装防碰肘阀，当大钩或游车上行至警戒位置时，防碰肘阀被排列缠绕在绞车滚筒上一定圈数的钢丝绳顶开，压缩空气通过防碰肘阀进入绞车滚筒的刹车气缸，使滚筒刹车，同时控制气路使滚筒离合器断气脱开，发动机油门气缸断气，发动机回到怠速运转。故障解除后，将防碰肘阀推杆复位，解除刹车。
上述的天车防碰装置采用防碰肘阀控制绞车刹车，防碰肘阀的动作由排列缠绕在滚筒上的钢丝绳长度决定，而钢丝绳的长短同环境温度、受力大小、使用时间等有直接关系，容易产生误差，同时滚筒上钢丝排列的整齐程度也影响刹车定位的准确度，因此降低了天车防碰装置的准确性和可靠性。此外，绞车刹车气缸由控制气路提供气源，空气气量小，气路长，使用中存在刹车度灵敏差、刹车力小的问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种用于石油钻修设备提升系统的刹车灵敏、可靠性高、方便调整刹车位置的天车防碰装置。
本实用新型是这样实现的石油钻修设备的提升系统由绞车1、井架2、天车3、大钩4等构成，提升系统的天车防碰装置包括机械控制部分和气动控制回路，机械控制部分是一根钢丝绳8绕过固定安装在天车上的定滑轮7，一端穿过套管状导绳套9后连接一个重锤，称下重锤11，导绳套9与绞车刹车控制阀手柄连接成一体，绞车刹车控制阀采用常断状态二位三通手动阀12，安装在机架上。钢丝绳8的另一端连接一个重锤，称上重锤5，上重锤5形状如磅秤砣，大钩4的死绳6从上重锤穿过，上重锤5上安装弧形挡板，将死绳挡在上重锤内，使上重锤可以依附于死绳上下滑动，由于死绳为一根静态钢丝绳，因此上重锤的位置不会因为死绳的运动而受影响，上重锤所处位置可根据天车防碰位置收放钢丝绳方便地进行设置，钢丝绳8两端采用绳卡固定绳头，下重锤11端的绳卡9同时作为压下绞车刹车控制阀手柄的压板。上重锤5的重量大于下重锤11的重量，因此下重锤被向上拉，顶着导绳套10，使刹车控制阀手柄处于使刹车控制阀关闭的位置。气动控制回路由控制绞车刹车气缸16工作的常断状态二位三通气控阀15、控制绞车离合器、发动机油门气缸工作的常开状态二位三通气控阀19、常断状态二位三通手动阀12、主气路21、控制气路24、控制气路22、绞车刹车气缸16等组成，常断状态二位三通气控阀15进气腔和工作腔分别与主气路21、绞车刹车气缸16进气口连接；二位三通手动阀12进气腔与控制气路24连接，工作腔同时与常断状态二位三通气控阀15控制口、常开状态二位三通气控阀19控制口连接；常开状态二位三通气控阀19进气腔与控制气路22连接，工作腔与绞车滚筒气动离合器、发动机油门气缸的供气线路20连接。
作为双保险，进一步提高天车防碰刹车的可靠性，在上述的气动控制回路中增加一个梭阀14、一个常断状态二位二通手动阀18(防碰肘阀)，梭阀14连接在常断状态二位三通手动阀12和常断状态二位三通气控阀15之间，梭阀14的输出口与常断状态二位三通气控阀15控制口、常开状态二位三通气控阀19控制口连接，梭阀14两个控制口分别与常断状态二位三通手动阀12工作腔、常断状态二位二通手动阀18工作腔连接，常断状态二位二通手动阀18进气腔与控制气路23连接。
作为改进，为应对出现紧急情况及时刹车，还可在上述气动控制回路中梭阀14、常断状态二位三通手动阀12、主气路21之间增加一个梭阀13和常断状态二位三通手动阀17，梭阀13两个控制口分别与常断状态二位三通手动阀12工作腔、常断状态二位三通手动阀17进气腔连接，梭阀13输出口与梭阀14控制口连接，常断状态二位三通手动阀17工作腔与主气路21连接。
本实用新型具有定位准确、刹车灵敏、可靠性高、方便调节定位位置等特点，并且可以与防碰肘阀并联使用，共用一套气控回路，还具有绞车紧急刹车的功能，为天车防碰提供了安全可靠刹车的技术方案。
图1是提升系统天车防碰装置机械控制部分示意图图2是图1中机械控制部分结构详图图3是提升系统天车防碰装置气路原理图具体实施例如图1、图2所示，石油钻修设备的提升系统由绞车1、井架2、天车3、大钩4构成，提升系统天车防碰装置包括机械控制部分和气动回路部分，机械控制部分是钢丝绳8的两端分别连接上重锤5和下重锤11，定滑轮7固定在天车3上，钢丝绳8穿过定滑轮7导向后，穿过导绳套10，导绳套10是一个圆环状套管，用于限定钢丝绳8方向，导绳套10与刹车控制阀12手柄固定连接在一起，刹车控制阀12是采用二位三通手动阀。钢丝绳8两端采用绳卡固定绳头，下端的绳卡9同时作为压下刹车控制阀12手柄的压板。上重锤5形状如磅秤砣，大钩4的死绳6从上重锤5穿过，上重锤5上安装弧形挡板，将死绳6挡在上重锤5内，限定死绳不脱离上重锤5，使上重锤5可以依附于死绳6上下滑动，由于死绳6为一根静态钢丝绳，因此上重锤5的位置不会因为死绳6的运动而受影响，上重锤5的位置根据提升系统天车防碰位置的要求设定钢丝绳8的长短进行设置，上重锤5的重量大于下重锤11重量，因此下重锤11被拉向上方，顶着导绳套10，使刹车控制阀12手柄处于使刹车控制阀12关闭的位置。
如图3所示，是提升系统天车防碰装置气路原理图，由控制绞车刹车气缸16工作的处于常断状态二位三通气控阀15、通断控制气路的处于常断状态的二位三通手动阀12、控制绞车离合器通断的处于常开状态的二位三通气控阀19、用于紧急刹车的处于常断状态的二位三通手动阀17、依靠排列缠绕在绞车滚筒上一定圈数的钢丝绳顶开接通的处于常断状态的二位二通手动阀18、梭阀13、梭阀14、主气路21、控制气路22、控制气路23、控制气路24等组成，二位三通气控阀15进气腔和工作腔分别与主气路21、刹车气缸16进气口连接；二位三通手动阀12进气腔和工作腔分别与控制气路24、梭阀13的任一个控制口连接；二位三通手动阀17进气腔和工作腔分别与梭阀13另一个控制口、主气路21连接；梭阀14的两个控制口分别与梭阀13的输出口、二位二通手动阀18的工作腔连接，梭阀14输出口与二位三通气控阀15控制口、二位三通气控阀19控制口均连接；二位三通气控阀19进气腔与控制气路22连接，工作腔与控制绞车滚筒的气动离合器连接；二位二通手动阀18的进气腔与控制气路23连接。
工作过程当游车或大钩4上升到达上重锤5所在位置时，大钩4将上重锤5顶起，上重锤5顺沿死绳上滑，此时，由于下重锤11失去上重锤对其的平衡力，下重锤会在自身重力作用下迅速下降，带动绳卡9将刹车控制阀手柄压下，将刹车控制阀也就是常断状态二位三通手动阀12接通，控制气路24的压缩空气经常断状态二位三通手动阀12、梭阀13、梭阀14后使常断状态二位三通气控阀15接通，主气路21的压缩空气通过常断状态二位三通气控阀15进入绞车刹车气缸16，使绞车滚筒刹车；与此同时控制气路24的压缩空气使常开状态二位三通气控阀19关闭，使控制气路22断开，使绞车滚筒离合器断气脱开，滚筒失去运转的动力，同时使发动机油门气缸断气，发动机回到怠速运转。从而实现对提升系统的天车防碰。
作为双重保险，当大钩4上升到设定临界位置，利用绞车滚筒上缠绕的钢丝绳达到一定圈线，将常断状态二位二通手动阀18(防碰肘阀)手柄顶开，使常断状态二位二通手动阀18接通，控制气路23的压缩空气通过梭阀14控制常断状态二位三通气控阀15接通主气路21，使绞车刹车气缸16工作，同时控制常开状态二位三通气控阀19关闭，使控制气路22断开，绞车滚筒离合器断气脱开，发动机油门气缸断气。
需要紧急刹车时，按下常断状态二位三通手动阀17手柄，主气路21压缩空气通过常断状态二位三通手动阀17、梭阀13、梭阀14控制常断状态二位三通气控阀15接通主气路21，使绞车刹车气缸16工作，同时控制常开状态二位三通气控阀19关闭，使控制气路22断开，绞车滚筒离合器断气脱开，发动机油门气缸断气。
当刹车解除后，提升系统中的游车或大钩4开始下放，由于上重锤5的重量大于下重锤11，上重锤5会顺沿死绳6下滑，带动下重锤11上移将常断状态二位三通手动阀12(刹车控制阀)手柄推上，整套刹车系统回到初始状态，自动为下次防碰设置了回位。
权利要求1.一种石油钻修设备提升系统天车防碰装置，石油钻修设备的提升系统由绞车(1)、井架(2)、天车(3)、大钩(4)构成，天车防碰装置包括机械控制部分和气动控制回路，其特征在于所述的机械控制部分是一根钢丝绳(8)绕过固定安装在天车上的定滑轮(7)后，一端穿过套管状导绳套(10)后连接一个下重锤(11)，导绳套(10)与绞车刹车控制阀手柄连接成一体，绞车刹车控制阀采用常断状态二位三通手动阀(12)，安装在机架上，钢丝绳(8)的另一端连接一个形状如磅秤砣的上重锤(5)，大钩(4)的死绳(6)从上重锤(5)穿过，上重锤(5)上安装弧形挡板，将死绳(6)挡在上重锤内，钢丝绳(8)两端采用绳卡(9)固定绳头，上重锤(5)的重量大于下重锤(11)重量；所述的气动控制回路由刹车气缸(16)、常断状态二位三通气控阀(15)、常开状态二位三通气控阀(19)、常断状态二位三通手动阀(12)、主气路(21)、控制气路一(24)、控制气路二(22)等组成，常断状态二位三通气控阀(15)进气腔和工作腔分别与主气路(21)、绞车刹车气缸(16)进气口连接；常断状态二位三通手动阀(12)进气腔与控制气路一(24)连接，工作腔同时与常断状态二位三通气控阀(15)控制口、常开状态的二位三通气控阀(19)控制口连接；常开状态二位三通气控阀(19)进气腔与控制气路二(22)连接，工作腔与绞车滚筒气动离合器、发动机油门气缸的供气线路(20)连接。
2.如权利要求1所述的天车防碰装置，其特征在于所述的气动控制回路增加一个梭阀(14)、一个常断状态二位二通手动阀(18)，梭阀(14)连接在常断状态二位三通手动阀(12)和常断状态二位三通气控阀(15)之间，梭阀(14)的输出口与常断状态二位三通气控阀(15)控制口连接，两个控制口分别与常断状态二位三通手动阀(12)工作腔、常断状态二位二通手动阀(18)工作腔连接，常断状态二位二通手动阀(18)进气腔与控制气路(23)连接。
3.如权利要求2所述的天车防碰装置，其特征在于所述的气动控制回路在梭阀(14)、常断状态的二位三通手动阀(12)、主气路(21)之间增加一个梭阀(13)和常断状态二位三通手动阀(17)，梭阀(13)的两个控制口分别与常断状态二位三通手动阀(12)工作腔、常断状态二位三通手动阀(17)进气腔连接，梭阀(13)输出口与梭阀(14)控制口连接，常断状态二位三通手动阀(17)工作腔与主气路(21)连接。
专利摘要本实用新型涉及一种石油钻修设备提升系统天车防碰装置，作用是避免大钩或游车冲撞天车。本装置安装在石油钻修设备的井架上，由一根细钢丝绳连接上下两个重锤，钢丝绳绕过安装在天车上的定滑轮，上重锤可以依附于大钩死绳上下滑动，设置上重锤的位置实现防碰位置控制。当游车或大钩到达上重锤位置时，将上重锤顶起，由于下重锤失去上重锤对其作用的平衡力，下重锤在自身重力作用下迅速下降，将刹车控制阀手柄压下，气动回路工作，控制绞车刹车，从而实现提升系统天车防碰作用。该装置具有定位准确、刹车灵敏、可靠性高、方便调节定位位置等特点。
文档编号B66D5/26GK2698764SQ20042005963
公开日2005年5月11日 申请日期2004年5月21日 优先权日2004年5月21日
发明者张兴勇, 刘高峰, 范铮玉, 熊飞, 张忠平 申请人:河南石油勘探局南阳石油机械厂