自锁式防坠吊卡的制作方法

本发明属于地质钻探技术领域，具体地说，尤其涉及一种自锁式防坠吊卡。

背景技术：

在钻探、井下作业时，常常需要将钻杆、油管、工具等下放到井内或者提升到井外，实际生产过程中，一般通过起吊装置实现钻杆、油管、工具等的提升或下放操作，起吊装置包括大钩、吊环和吊卡等。其中，吊卡中部形成有固定钻杆、工具、油管等设备的安装孔，吊卡的上端和下端分别形成有位于同一侧的上耳部和下耳部，吊环的上部挂在大钩上，吊环的下部挂在吊卡的上耳部。当需要提升设备时，提升动力装置通过大钩提升吊环，从而提升吊卡及钻杆、工具、油管等设备。

现有技术中，为了防止吊环从吊卡上脱落，吊卡设置有l形插销，插销的一端穿设在吊卡上耳部和下耳部开设的销孔中，另一端卡在上耳部，将吊环限制在上耳部和下耳部之间的空间中，防止吊环从上耳部脱出。但是，由于起钻或下钻作业速度较快，起吊装置会产生振动，而插销仅穿设在上耳部和下耳部开设的销孔中，在上下振动时容易窜动脱出，使得吊卡从吊环上脱离坠落，吊环弹起飞出，这会威胁现场工作人员安全；而且，目前吊卡在工作状态时，油管有时会出现脱落的情况，当前的吊卡往往都不具有防止油管脱落的功能。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种自锁式防坠吊卡，其具有吊卡自锁和防止油管脱落的特点，以解决上述背景技术提到的问题。

本发明是采用以下技术方案实现的：一种自锁式防坠吊卡，包括吊卡本体，所述吊卡本体两侧对称安装吊耳，所述吊耳开设水平槽，所述吊耳开设竖直槽，竖直槽内固定安装销杆，销杆上套装限位环，水平槽包括上平面和下平面，上平面一端开设上弧形面，所述吊耳在水平槽上侧开设内槽，内槽开设在竖直槽的一侧，内槽在销杆上侧开设窗口，内槽内安装载物块，载物块包括底板、顶板和侧板，侧板内侧固定连接弹性件，弹性件固定连接挡板，挡板底面是斜面且在底板和顶板之间，吊耳在上弧形面下侧设置升降块，升降块固定连接水平连杆，水平连杆两端分别连接载物块和竖直连杆，竖直连杆顶面是斜面，所述吊耳分别在升降块底部和竖直连杆底部开设第一滑槽，升降块和竖直连杆底部分别安装第一滑块，第一滑块与第一滑槽配合；还包括防坠装置，防坠装置包括伸缩缸、plc控制器、移动电源和位移传感器，伸缩缸安装在吊耳顶面，伸缩缸包括伸缩杆，伸缩杆固定连接夹板，夹板的外侧面是圆弧面，夹板内侧面固定连接拉杆，拉杆一端固定安装电磁铁，移位传感器通过plc控制器控制伸缩缸伸缩，伸缩缸是伺服电缸，移动电源为plc控制器、位移传感器、伸缩缸和电磁铁供电。

进一步，所述内槽两侧面设置第二滑槽，载物块两侧面安装第二滑块，第二滑块与第二滑槽配合。

进一步，所述吊卡本体内壁上开设凹槽，凹槽内固定安装水平弹簧，水平弹簧固定连接位移传感器，位移传感器的外侧面是球型且位移传感器的外侧面的一部分在凹槽内，当位移传感器受到挤压时，位移传感器会压迫水平弹簧并向凹槽内移动。

进一步，所述升降块底面是圆弧面。

进一步，所述夹板外侧面固定安装橡胶层。

进一步，所述弹性件是弹簧。

进一步，所述弹性件的数量是至少两个，多个弹性件沿侧板水平分布。

进一步，所述下平面一端开设下弧形面，下弧形面的曲率与限位环外圆周面的曲率相同。

进一步，所述防坠装置还包括遥控器。

进一步，所述移动电源包括低电量报警器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明可以很好地实现吊环在吊卡内的自锁，当需要将吊环放入到吊卡中时，只需使吊环从水平槽进入，进入时吊环首先与限位环接触并使限位环绕销杆向上移动，以使吊环能通过限位环并进入到水平槽内部，当吊环被提起后，吊环与升降块的底面接触并将升降块提起，升降块在上升的同时通过水平连杆同时带动载物块和竖直连杆上升，载物块上升到最高点后，挡板会在弹性件的作用下被弹出窗口，挡板弹出后会在限位环的上侧并限制限位环向上移动，从而使吊环不能通过限位环，达到吊环在吊卡内自锁的目的，竖直连杆上升后，竖直连杆的顶面的最高点的高度高于吊耳顶面的高度，竖直连杆的顶面的最低点的高度低于吊耳顶面高度或与吊耳顶面高度齐平。

2、本发明可很好的防止油管在吊卡内非正常脱落，通过安装防坠装置，并在吊卡本体内壁上开设凹槽和在凹槽内安装水平弹簧和外侧面是球型的位移传感器，所述位移传感器是接触式位移传感器，当吊卡内放入油管后，油管会挤压位移传感器并使位移传感器压迫水平弹簧，在吊卡未放入油管的情况下，我们可使位移传感器呈断电状态，当吊卡放入油管后，我们使位移传感器通电，位移传感器始终与油管接触，当油管与吊卡产生一定量的位移后，位移传感器会通过plc控制器控制伸缩缸伸出一定距离，使两侧夹板夹住油管，避免油管进一步脱落。

3、本发明自动化程度高，工人大部分操作只需操控遥控器。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明的俯视图；

图4是图3的a-a剖视图；

图5是本发明的右视图。

图中：1、吊卡本体；2、吊耳；3、水平槽；4、上平面；5、下平面；6、上弧形面；7、内槽；8、竖直槽；9、销杆；10、限位环；11、底板；12、顶板；13、侧板；14、弹性件；15、挡板；16、升降块；17、吊环；18、水平连杆；19、竖直连杆；20、第一滑槽；21、伸缩缸；22、移动电源；23、位移传感器；24、伸缩杆；25、夹板；26、电磁铁；27、水平弹簧；28、下弧形面；29、窗口；30、拉杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

一种自锁式防坠吊卡，包括吊卡本体1，所述吊卡本体1两侧对称安装吊耳2，所述吊耳2开设水平槽3，所述吊耳2开设竖直槽8，竖直槽8内固定安装销杆9，销杆9上套装限位环10，水平槽3包括上平面4和下平面5，上平面4一端开设上弧形面6，所述吊耳2在水平槽3上侧开设内槽7，内槽7开设在竖直槽8的一侧，内槽7在销杆9上侧开设窗口29，内槽7内安装载物块，载物块包括底板11、顶板12和侧板13，侧板13内侧固定连接弹性件14，弹性件14固定连接挡板15，挡板15底面是斜面且在底板11和顶板12之间，吊耳2在上弧形面6下侧设置升降块16，升降块16固定连接水平连杆18，水平连杆18两端分别连接载物块和竖直连杆19，竖直连杆19顶面是斜面，所述吊耳2分别在升降块16底部和竖直连杆19底部开设第一滑槽20，升降块16和竖直连杆19底部分别安装第一滑块，第一滑块与第一滑槽20配合；还包括防坠装置，防坠装置包括伸缩缸21、plc控制器、移动电源22和位移传感器23，伸缩缸21安装在吊耳2顶面，伸缩缸21包括伸缩杆24，伸缩杆24固定连接夹板25，夹板25的外侧面是圆弧面，夹板25内侧面固定连接拉杆30，拉杆30一端固定安装电磁铁26，移位传感器通过plc控制器控制伸缩缸21伸缩，伸缩缸21是伺服电缸，移动电源22为plc控制器、位移传感器23、伸缩缸21和电磁铁26供电。

本发明所述销杆9插入限位环10内，限位环10可相对销杆9上下左右移动；本发明挡板15底面是斜面且在底板11和顶板12之间，挡板15底面从竖直槽8一侧向外高度逐渐降低；本发明所述第一滑块与第一滑槽20均是c型，第一滑块插入到第一滑槽20内，第一滑块只能相对第一滑槽20上下移动。

所述内槽7两侧面设置第二滑槽，载物块两侧面安装第二滑块，第二滑块与第二滑槽配合。

本发明通过设置第二滑槽和第二滑块，可使载物板在内槽7内只能上下移动。

所述吊卡本体1内壁上开设凹槽，凹槽内固定安装水平弹簧27，水平弹簧27固定连接位移传感器23，位移传感器23的外侧面是球型且位移传感器23的外侧面的一部分在凹槽内，当位移传感器23受到挤压时，位移传感器23会压迫水平弹簧27并向凹槽内移动。

本发明所述吊卡本体1在应用时，我们可在凹槽内开设连线孔，由于位移传感器23的外侧面是球型且位移传感器23的外侧面的一部分在凹槽内，当移位传感器受到挤压时会压迫水平弹簧27并进入到凹槽内，由于水平弹簧27作用，位移传感器23会始终与油管接触。

所述升降块16底面是圆弧面。

本发明所述升降块16底面是圆弧面，可很好的避免吊环17滑出升降块16底面。

所述夹板25外侧面固定安装橡胶层。

本发明通过在夹板25外侧面固定安装橡胶层，可避免夹伤油管。

所述弹性件14是弹簧。

所述弹性件14的数量是至少两个，多个弹性件14沿侧板13水平分布。

本发明所述多个弹性件14均与侧板13固定连接，其连接方式可以是胶连接。

所述下平面5一端开设下弧形面28，下弧形面28的曲率与限位环10外圆周面的曲率相同。

本发明通过在下平面5一端开设下弧形面28，使限位环10的底部可以坐在下弧形面28上。

所述防坠装置还包括遥控器。

本发明所述遥控器包括开关a、开关b、开关c和开关d，当开关a开启后，电磁铁26通电，开关a关闭后，电磁铁26断电，当开关b开启后，plc控制器、位移传感器23和伸缩缸21同时通电，当开关b关闭后，plc控制器、位移传感器23和伸缩缸21同时断电，当开关c开启后，伸缩杆24伸出一定长度l1，当开关c关闭后，伸缩杆24收缩一定长度l1，当开关d开启后，伸缩杆24收缩长度l2，开关d只有一个动作命令，长度l2是指当位移传感器23被触发后，通过plc控制器控制伸缩杆24伸出的长度，遥控器还设有保护开关f，当保护开关f开启后，遥控器通电，保护开关f关闭后遥控器断电，保护开关可很好地避免工人的误操作。

所述移动电源22包括低电量报警器。

本发明所述移动电源22包括低电量报警器，当移动电源22的电量过低时，低电量报警器会发出报警信号。

工作过程：

当需要将吊环17放入到吊卡中时，首先通过起吊装置将吊环17下降一定高度，先后开启遥控器上的保护开关f和开关a，使电磁铁26通电并产生吸力，向一侧推动吊环17以使突出的铁块被电磁铁26吸住，当电磁铁26吸住吊环17后，我们开启遥控器上的开关b和开关c，此时伸缩杆24会带动夹板25和吊环17向内侧移动一定距离，吊环17移动时，首先通过限位环10，此时由于限位环10只是套装在销杆9上而没有其他的限位措施，所述吊环17会很容易将限位环10挤开并进入到水平槽3内，当伸缩杆24移动长度l1后，限位环10与升降块16在同一竖直平面，同时夹板25会移动到竖直连杆19的外侧，即在水平方向上夹板25在竖直连杆19和吊卡本体1之间，之后我们关闭开关a和保护开关f，此时电磁铁26断电失去磁性，这样吊环17便完成了进入吊卡的工作，吊环17在升起并与上弧形面6接触的过程中，首先会与升降块16接触并将升降块16升高高度，升降块16在上升的同时通过水平连杆18同时带动载物块和竖直连杆19上升，直到吊环17与上弧形面6接触，载物块上升到窗口29位置时，挡板15会在弹性件14的作用下被弹出窗口29，挡板15弹出后会在限位环10的上侧并限制限位环10向上移动，从而使吊环17不能通过限位环10，达到吊环17在吊卡内自锁的目的，竖直连杆19上升后，竖直连杆19的顶面的最高点的高度高于吊耳2顶面的高度，竖直连杆19的顶面的最低点的高度低于吊耳2顶面高度或与吊耳2顶面高度齐平，在吊卡放入油管后，油管会挤压位移传感器23并使位移传感器23压迫水平弹簧27，位移传感器23在水平弹簧27作用下始终与油管接触，如果油管在吊卡内与吊卡产生一定量的相对位移，位移传感器23会向plc控制器发送控制信号并通过plc控制器控制伸缩缸21伸出一定长度l2，以使两侧夹板25夹住油管，避免油管进一步脱落，当工人需要将油管卸下时，首先需要先后按下保护开关f和开关d，使夹板25收缩一定距离l2；当需要卸下吊环17时，首先需要将吊环17下降一定距离，按下开关a使电磁铁26通电并吸住外凸的铁块，然后关闭开关c使伸缩杆24带动夹板25收缩一定距离l1，夹板25在收缩的同时会与竖直连杆19的顶面接触，由于竖直连杆19的顶面是斜面，且从伸缩杆24收缩的方向斜面逐渐升高，所以夹板25会压迫竖直连杆19向下运动一定距离，同时竖直连杆19通过水平连杆18带动升降块16和载物块向下运动一定距离，由于挡板15底面是斜面且在底板11和顶板12之间，挡板15底面从竖直槽8一侧向外高度逐渐降低，所以载物块在向下运动的同时会带动挡板15向下运动，挡板15向下运动时首先会压迫弹簧向侧板13方向运动，直到挡板15一端接触内槽7壁；当挡板15不从窗口29弹出后，限位环10便没有限位装置了，此时吊环17在向外侧运动时，便可以很顺利的穿过限位环10了，当吊环17完全从吊卡中移除后，工人可将开关b、开关c关闭，并按下保护开关f，使电磁铁26、plc控制器、位移传感器23、伸缩缸21和遥控器断电。