绞车防碰装置、包括该装置的修井机的制作方法

1.本实用新型涉及修井机绞车控制领域，更具体而言，本实用新型涉及一种绞车防碰装置，和包括该绞车防碰装置的修井机。


背景技术：

2.在石油开采过程中，修井作业是其中一个重要的环节。绞车是执行修井作业的修井机中的核心部件之一。在修井作业中，主要依靠绞车卷筒的运转来实现吊卡或油管的提升和下放。
3.在提升作业中，由于绞车转速不易控制，有可能出现游车碰撞天车的安全事故。为此，修井机中大多设置有防碰装置，一种常见的防碰装置是电子式防碰装置，这种电子式防碰装置需要设置专门的供电电路和控制电路，对电子元件的可靠性和安装精度要求较严格，生产成本高，而且出故障时难以判断，不易于进行维护保养。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中的上述缺陷，本实用新型提出一种绞车防碰装置，该装置具备过卷/防碰保护功能，在利用绞车大钩/吊卡提升重物的过程中，当出现操作失误或绞车控制系统出现故障而导致绞车应当刹车但未实施刹车时，天车处安装的被动防碰信号阀或绞车上安装的过卷阀由于外力碰撞而动作，使气路接通，气源经由被动防碰信号阀打开离合器气控阀，进而使绞车离合器紧急脱开，以切断绞车与动力源之间的联系。同时，由被动防碰信号阀输出的气流使盘刹急停阀关闭，切断气源与盘刹缸的电磁换向气阀之间的联系，从而使工作钳/安全钳同时动作而刹死绞车盘，实现紧急制动。
5.根据本实用新型的第一方面，提供了一种绞车防碰装置，该绞车防碰装置包括：
6.气源；
7.防碰信号阀组，所述防碰信号阀组包括进气口和出气口，所述防碰信号阀组的进气口连接至所述气源；以及
8.离合器气控阀，所述离合器气控阀的控制端连接至所述防碰信号阀组的出气口，所述离合器气控阀配置为在接收到由所述防碰信号阀组提供的气流时使绞车离合器脱开。
9.根据一可选实施例，所述防碰信号阀组包括：
10.被动防碰信号阀，所述被动防碰信号阀的进气口连接至所述气源；
11.主动防碰信号阀，所述主动防碰信号阀的进气口连接至所述气源；以及
12.第一梭阀，所述第一梭阀的第一进气口连接至所述被动防碰信号阀的出气口，所述第一梭阀的第二进气口连接至所述主动防碰信号阀的出气口，所述第一梭阀的出气口连接至所述离合器气控阀的控制端。
13.根据一可选实施例，所述被动防碰信号阀为天车防碰信号阀或过卷防碰信号阀。
14.根据一可选实施例，该绞车防碰装置还包括：
15.电磁阀，所述电磁阀设置在所述气源与所述防碰信号阀组的进气口之间；和/或
16.盘刹急停阀，该盘刹急停阀的控制端连接至所述防碰信号阀组的出气口，所述盘刹急停阀配置为在接收到由所述防碰信号阀组提供的气流时向绞车的盘刹缸提供制动液压。
17.根据一可选实施例，该绞车防碰装置还包括：
18.气喇叭，所述气喇叭连接至所述防碰信号阀组的出气口。
19.根据一可选实施例，该绞车防碰装置还包括：
20.压力传感器，所述压力传感器设置在所述气源与所述防碰信号阀组的进气口之间的供气管路上。
21.根据一可选实施例，该绞车防碰装置还包括：
22.第二梭阀，所述第二梭阀设置在所述离合器气控阀的出口与绞车离合器之间。
23.根据本实用新型的第二方面，还提供了一种修井机，该修井机包括如上所述的绞车防碰装置。
24.本实用新型的优点是，当在修井作业中出现操作失误或系统故障时，能够及时刹死绞车盘并使负载停在原位，避免了在故障情况下绞车继续运行而撞伤其他设备或操作人员，确保了修井作业的安全性。此外，该绞车防碰装置利用简单的气控回路就能实现精确的刹车功能，操作简单，可靠性高。
附图说明
25.通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本实用新型的某些原理的具体实施方式，本实用新型的装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以说明。
26.图1示出了根据本实用新型一示例性实施例的绞车防碰装置的示意图。
具体实施方式
27.下面将参照附图并通过实施例来描述根据本实用新型的绞车防碰装置及其控制原理。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本实用新型。但是，对于所属技术领域内的技术人员明显的是，本实用新型的实现可不具有这些具体细节中的一些。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本实用新型，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的各个方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。
28.图1示出了根据本实用新型一示例性实施例的绞车防碰装置的示意图。该绞车防碰装置包括用于感测碰撞信号的防碰信号阀组1，该防碰信号阀组1具有进气口和出气口，当感测到碰撞信号时，该防碰信号阀组1从气源3.1接通气流。
29.此外，该绞车防碰装置还可包括连接在防碰信号阀组1的出气管路上的离合器气控阀5.1，离合器气控阀5.1的控制端连接至防碰信号阀组的出气口。
30.本领域技术人员可以理解的是，防碰信号阀组1的进气口可以直接接通气源3.1；或者，在防碰信号阀组1的进气口与气源3.1之间可设置一额外的电磁阀2.1，即，电磁阀2.1的出气口连接至防碰信号阀组的进气口，电磁阀2.1的进气口连接至气源3.1。
31.只有当该电磁阀2.1闭合时，根据本实用新型的绞车防碰装置才有效；当电磁阀
2.1断开时，该绞车防碰装置失效，此时无论是否发生碰撞信号，都不触发离合器气控阀5.1动作。
32.具体而言，在常态下电磁阀2.1闭合，气源3.1与防碰信号阀组1之间相互连通，当感测到碰撞信号时，防碰信号阀组1将气流进一步传输至离合器气控阀5.1，以控制离合器气控阀5.1脱开绞车离合器7.1，从而切断绞车8.1与其动力源(该动力源尤其是指燃油)之间的联系。
33.此外，在气源3.1与防碰信号阀组1的进气口之间，特别是在电磁阀2.1的出气口与防碰信号阀组1的进气口之间，还可设置有压力传感器4.1，用于感测相应的供气管路上的气流压力。
34.具体而言，该防碰信号阀组1可由被动防碰信号阀1.1、主动防碰信号阀1.2以及第一梭阀1.3构成。被动防碰信号阀1.1的进气口和主动防碰信号阀1.2的进气口，作为防碰信号阀组1的公共进气口，连接至气源3.1，或者连接至电磁阀2.1的出气口。第一梭阀1.3的第一进气口连接至被动防碰信号阀1.1的出气口，第一梭阀1.3的第二进气口连接至主动防碰信号阀1.2的出气口。第一梭阀1.3的出气口，作为防碰信号阀组1的出气口，连接至离合器气控阀5.1的控制端。
35.其中，被动防碰信号阀1.1可以是安装在天车处的被动防碰信号阀或安装在绞车上的过卷阀，其在感测到相应的碰撞信号时自动接通气源3.1。
36.主动防碰信号阀1.2可以人为触发，例如，当在修井作业中操作工人观察到即将发生碰撞时，可主动触发该主动防碰信号阀1.2。
37.本领域技术人员可以理解的是，被动防碰信号阀1.1和主动防碰信号阀1.2中的任一者被触发均可接通气源，从而控制离合器气控阀5.1脱开绞车离合器7.1。具体地，当离合器气控阀5.1接收到气流时，其自动关闭以切断供应至绞车离合器7.1的液压。
38.此外，在离合器气控阀5.1的出口与绞车离合器7.1之间还可设置有第二梭阀6.1，该第二梭阀6.1的输入端口受离合器气控阀5.1控制，以在离合器气控阀5.1被触发时切断绞车动力源。该第二梭阀6.1的另一输入端口可由绞车控制器进行控制，以基于绞车工况切断绞车动力源。
39.根据本实施例的绞车防碰装置还可包括气喇叭11.1，其连接至防碰信号阀组1、特别是第一梭阀1.3的出气口。当感测到碰撞信号时，防碰信号阀组1接通气源3.1，从而触发气喇叭11.1发出警报。
40.根据本实施例的绞车防碰装置还可包括盘刹急停阀9.1，该盘刹急停阀9.1的控制端连接至防碰信号阀组的出气口，盘刹急停阀9.1配置为在接收到由防碰信号阀组提供的气流时向绞车的盘刹缸10.1提供制动液压，以刹死绞车盘。
41.根据本实用新型的绞车防碰装置具备过卷/防碰保护功能，在利用绞车大钩/吊卡提升重物的过程中，当出现操作失误或绞车控制系统出现故障而导致绞车应当刹车但未实施刹车时，天车处安装的被动防碰信号阀或绞车上安装的过卷阀由于外力碰撞而动作，使气路接通，气源经由被动防碰信号阀打开离合器气控阀，进而使绞车离合器紧急脱开，以切断绞车与动力源之间的联系。同时，由被动防碰信号阀输出的气流使盘刹急停阀关闭，切断气源与盘刹缸的电磁换向气阀之间的联系，从而使工作钳/安全钳同时动作而刹死绞车盘，实现紧急制动。
42.根据本实用新型的绞车防碰装置的优点是，当在修井作业中出现操作失误或系统故障时，能够及时刹死绞车盘并使负载停在原位，避免了在故障情况下绞车继续运行而撞伤其他设备或操作人员，确保了修井作业的安全性。此外，该绞车防碰装置利用简单的气控回路就能实现精确的刹车功能，操作简单，可靠性高。
43.本领域技术人员可以理解的是，在本实用新型中，术语“连接”既包含了电气元件之间的“电连接”关系，也包含了各气控或液控部件之间的“流体连通”关系。此外，诸如“第一”、“第二”等之类的用语并不表示元器件或数值在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各元器件或数值之用；诸如“包含”、“包括”等用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元以外，本实用新型的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元的情形。
44.虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限于此。在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本实用新型的保护范围内，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。