专利名称：激光测距测速天车防碰装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于油田安全监控技术领域，具体涉及一种油田现场作业钻机用激光测距测速天车防碰装置。
背景技术：
钻机一般包括大钩、天车、绞车、控制器和若干钢绳等，在钻井作业过程中，操作人员经常需要通过观察仪器所显示的钻机大钩距离井架顶部的高度，来对绞车进行刹车制动或者松开刹车。目前，现场使用的仪器均采用滚筒轴编码器，即将钻机大钩(游车)高度转换为滚筒旋转量(或钢丝绳的长度变化量)，以脉冲信号方式传输给仪器，由仪器进行逻辑计算后实时显示游车高度。由于滚筒在缠绕过程中钢丝绳排列不整齐，造成游车距离井架顶部的实际高度与仪器实时显示的高度误差较大，且由于现场操作人员主要依据仪器所显示的高度进行作业，当高度误差较大时，如果操作人员反应不及时，有可能发生钻机大钩碰撞天车顶部造成严重的安全事故。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种激光测距测速天车防碰装置，其结构简单、外形紧凑且安装使用方便，能同时实现三级安全监控，克服了现有技术中采用滚筒轴编码器功能单一的缺陷，避免了因操作失误造成大钩撞坏天车顶部或者把井架拉倒的严重安全事故发生。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种激光测距测速天车防碰装置，包括仪器主机和为仪器主机供电的UPS电源，其特征在于还包括与仪器主机输入端相接且分别对钻机大钩运行高度进行实时测定的激光测距传感器、对钻机大钩运行速度进行实时获取的滚筒编码器和对钻机大钩悬挂载荷重量进行实时测定的指重传感器，以及与仪器主机输出端相接且分别用于驱动钻机绞车的动力电机、用于控制钻机绞车刹车的刹车电磁阀和用于调节钻机绞车液压系统的比例减压阀；所述激光测距传感器与仪器主机形成对钻机大钩的一级监控，所述滚筒编码器与仪器主机形成对钻机大钩的二级监控，所述指重传感器与仪器主机形成对钻机大钩的三级监控。上述的激光测距测速天车防碰装置，其特征在于还包括发出报警提示信息的声光报警器，所述声光报警器通过线缆与仪器主机的输出端相接。上述的激光测距测速天车防碰装置，其特征在于还包括设置在仪器主机与UPS 电源之间的防爆电源盒，所述防爆电源盒通过线缆与仪器主机和UPS电源均相接。上述的激光测距测速天车防碰装置，其特征在于所述激光测距传感器与仪器主机之间、滚筒编码器与仪器主机之间以及指重传感器与仪器主机之间均通过节点箱相接。本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、结构简单、外形紧凑且安装使用方便。[0011]2、能同时实现三级安全监控，克服了现有技术中因采用滚筒轴编码器功能单一、 显示高度不准确而造成操作人员人身安全事故发生的缺陷。3、避免了因操作失误造成大钩撞坏天车顶部或者把井架拉倒的严重安全事故发生。4、使用该装置能够实现三级同步安全监控，因此安全性能高，使用可靠。5、使用该装置能够多方位满足现场操作人员作业的使用要求，降低了劳动强度， 保障设备的正常使用寿命。下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。
图1为本实用新型的整体结构示意图。附图标记说明I-UPS电源； 2-防爆电源盒；3-仪器主机；4-声光报警器；5-节点箱； 6-动力电机；7-指重传感器；8-滚筒编码器；9-激光测距传感器；10-比例减压阀；11-刹车电磁阀。
具体实施方式
如图1所示的一种激光测距测速天车防碰装置，包括仪器主机3和为仪器主机3 供电的UPS电源1，还包括与仪器主机3输入端相接且分别对钻机大钩运行高度进行实时测定的激光测距传感器9、对钻机大钩运行速度进行实时获取的滚筒编码器8和对钻机大钩悬挂载荷重量进行实时测定的指重传感器7，以及与仪器主机3输出端相接且分别用于驱动钻机绞车的动力电机6、用于控制钻机绞车刹车的刹车电磁阀11和用于调节钻机绞车液压系统的比例减压阀10 ；所述激光测距传感器9与仪器主机3形成对钻机大钩的一级监控，所述滚筒编码器8与仪器主机3形成对钻机大钩的二级监控，所述指重传感器7与仪器主机3形成对钻机大钩的三级监控。如图1所示，本实用新型还包括发出报警提示信息的声光报警器4，所述声光报警器4通过线缆与仪器主机3的输出端相接。如图1所示，本实用新型还包括设置在仪器主机3与UPS电源1之间的防爆电源盒2，所述防爆电源盒2通过线缆与仪器主机3和UPS电源1均相接。防爆电源盒2的使用实现了电源由220V转换为MVDC，保证了仪器主机3的正常供电要求，与现场设备的电源实现合理匹配。本实用新型中，所述激光测距传感器9与仪器主机3之间、滚筒编码器8与仪器主机3之间以及指重传感器7与仪器主机3之间均通过节点箱5相接。实际使用时，仪器主机3—般固定安装在司钻房内，滚筒编码器8固定安装在钻机绞车滚筒轴导气龙头的一端，指重传感器7固定安装在滚筒钢丝绳的死绳固定器一端，激光测距传感器9固定在井架顶部位置处，且激光测距传感器9垂直向下照射。本实用新型的工作原理为由激光测距传感器9、滚筒编码器8和指重传感器7同步将获取测定的信号输入给仪器主机3，仪器主机3将输入的信号进行分析处理，一方面将主要数据显示在屏幕界面上，操作人员根据屏幕界面显示要求进行正常操作；另一方面，仪器主机3可对作业过程中出现的意外数据(如超高、超载和超速)进行分析判断并做出快速反应，通过声光报警器4及时发出输出信号进行报警提示，并分别通过刹车电磁阀11自动控制钻机绞车的紧急刹车功能，通过比例减压阀10调节钻机绞车的液压系统，同时根据钻机大钩的运行高度和运行速度自动控制动力电机6的运行速度及工作状态，以实现设备在作业过程中钻机大钩完全处于安全可靠的工作状态，极大限度的减少了操作人员的劳动强度，保障并延长了设备的正常使用寿命。 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种激光测距测速天车防碰装置，包括仪器主机C3)和为仪器主机C3)供电的UPS 电源(1)，其特征在于还包括与仪器主机( 输入端相接且分别对钻机大钩运行高度进行实时测定的激光测距传感器(9)、对钻机大钩运行速度进行实时获取的滚筒编码器(8)和对钻机大钩悬挂载荷重量进行实时测定的指重传感器(7)，以及与仪器主机C3)输出端相接且分别用于驱动钻机绞车的动力电机(6)、用于控制钻机绞车刹车的刹车电磁阀(11)和用于调节钻机绞车液压系统的比例减压阀(10)；所述激光测距传感器(9)与仪器主机(3) 形成对钻机大钩的一级监控，所述滚筒编码器(8)与仪器主机C3)形成对钻机大钩的二级监控，所述指重传感器(7)与仪器主机( 形成对钻机大钩的三级监控。
2.按照权利要求1所述的激光测距测速天车防碰装置，其特征在于还包括发出报警提示信息的声光报警器G)，所述声光报警器(4)通过线缆与仪器主机(3)的输出端相接。
3.按照权利要求1所述的激光测距测速天车防碰装置，其特征在于还包括设置在仪器主机(3)与UPS电源(1)之间的防爆电源盒O)，所述防爆电源盒(2)通过线缆与仪器主机(3)和UPS电源⑴均相接。
4.按照权利要求1所述的激光测距测速天车防碰装置，其特征在于所述激光测距传感器(9)与仪器主机C3)之间、滚筒编码器(8)与仪器主机C3)之间以及指重传感器(7) 与仪器主机( 之间均通过节点箱( 相接。
专利摘要本实用新型公开了一种激光测距测速天车防碰装置，包括仪器主机和为仪器主机供电的UPS电源，还包括与仪器主机输入端相接且分别对钻机大钩运行高度进行实时测定的激光测距传感器、对钻机大钩运行速度进行实时获取的滚筒编码器和对钻机大钩悬挂载荷重量进行实时测定的指重传感器，以及与仪器主机输出端相接且分别用于驱动钻机绞车的动力电机、用于控制钻机绞车刹车的刹车电磁阀和用于调节钻机绞车液压系统的比例减压阀。本实用新型结构简单、外形紧凑且安装使用方便，能同时实现三级安全监控，克服了现有技术中采用滚筒轴编码器功能单一的缺陷，避免了因操作失误造成大钩撞坏天车顶部或者把井架拉倒的严重安全事故发生。
文档编号E21B44/00GK201999644SQ20112004272
公开日2011年10月5日 申请日期2011年2月21日 优先权日2011年2月21日
发明者王文勇 申请人:中国石油集团长城钻探工程有限公司