一种具有多信号检测功能的动力吊卡的制作方法

1.本实用新型涉及石油钻修井井口设备领域，具体地来说，涉及一种用来悬吊钻杆、油管、套管、钻铤等管柱的具有多信号检测功能的动力吊卡。


背景技术：

2.动力吊卡是悬吊钻杆、油管、套管、钻铤等管柱的重要装置，其性能直接影响到钻修井作业的效率和安全性。
3.传统的吊卡，往往自动化程度不高，现场劳动强度大。而随着油田对降低作业人员劳动强度、提高作业安全性、提高工作效率的迫切需求，目前市场上对高自动化、高安全性的动力吊卡的需求与日剧增。
4.针对上述问题，中国专利，公开号cn211397499u，公开一种动力吊卡，文中提出“包括吊卡本体和安装于所述吊卡本体内的动力装置，所述吊卡本体包括吊卡主体、左活门、右活门、内衬、锁闩和保险机构，于所述吊卡主体的两端分别活动连接左活门和右活门，于所述吊卡主体、所述左活门和所述右活门的内侧设置内衬，于所述左活门上活动连接锁闩，所述右活门上同所述锁闩对应设置锁闩槽，于所述右活门上设置可活动的保险机构，且所述保险机构和所述内衬下端面接触，所述保险机构包括保险销、保险杠杆、安全销和压缩弹簧，所述动力装置包括动力单元、控制电缆、操控盒、控制阀、活门驱动缸、锁闩驱动缸和动力连杆机构”。该现有技术中虽然将动力装置集成在动力吊卡本体内部，实现了动力吊卡的自动化控制，同时设置有保险机构，可自动防止锁闩的意外打开，但是其整体作业安全性和自动化程度仍然一般，无法同时实现动力吊卡承载管柱的信号、管柱进入动力吊卡的信号、动力吊卡打开的信号、动力吊卡关闭的信号等多信号的检测及反馈。
5.为此，需要一种新的技术方案以解决上述技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种具有多信号检测功能的动力吊卡，以解决上述背景技术提出的现有动力吊卡，其整体作业安全性和自动化程度一般，无法同时实现动力吊卡承载管柱的信号、管柱进入动力吊卡的信号、动力吊卡打开的信号、动力吊卡关闭的信号等多信号的检测及反馈的技术问题。
7.为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：
8.一种具有多信号检测功能的动力吊卡，包括吊卡主体、左活门、右活门、锁闩、以及用于驱动左活门、右活门及锁闩的动力机构，所述左活门和右活门分别铰接在吊卡主体的两侧，所述右活门与锁闩相扣合，所述锁闩铰接在左活门上，所述吊卡主体、左活门、右活门的内侧设置有内衬，所述内衬由固定在吊卡主体上靠近左活门一侧的内衬ⅰ、固定在吊卡主体上靠近右活门一侧的内衬ⅱ、固定在左活门上的内衬ⅲ、以及固定在右活门上的内衬ⅳ围合而成，所述吊卡主体与内衬ⅰ之间的轴向上设置有触发检测机构ⅰ，所述吊卡主体与内衬ⅱ之间的径向上设置有触发检测机构ⅱ，所述左活门与吊卡主体之间设置有触发检测机
构ⅲ，所述锁闩与右活门之间设置有触发检测机构ⅳ，所述触发检测机构ⅰ、触发检测机构ⅱ、触发检测机构ⅲ、以及触发检测机构ⅳ均分别与动力机构电性连接；
9.进一步的，所述触发检测机构ⅰ包括上下同轴设置的触发短销和传感器ⅰ，所述触发短销固定设置于内衬ⅰ的下端面，所述传感器ⅰ固定设置于吊卡主体的外周一侧，所述传感器ⅰ与动力机构电性连接，所述吊卡主体上开设有导向孔，所述传感器ⅰ的上端伸入到导向孔中，所述内衬ⅰ与吊卡主体之间在轴向上还设有内衬浮动机构，所述触发短销的下端通过内衬浮动机构上下活动地设置于导向孔中且可与传感器ⅰ的上端相接触；所述触发检测机构ⅱ包括触发销、复位弹簧、以及与动力机构电性连接的传感器ⅱ，所述吊卡主体的内壁与内衬ⅱ的外壁之间形成有触发内腔，所述触发销径向穿过吊卡主体伸入到触发内腔中，所述复位弹簧套设在触发销远离触发内腔的一端，所述传感器ⅱ相对于触发销垂直设置，所述传感器ⅱ的下端与触发销的上周面相接触；所述触发检测机构ⅲ包括传感器ⅲ、以及与传感器ⅲ接触配合的触发块，所述传感器ⅲ与动力机构电性连接，所述传感器ⅲ设置在吊卡主体与左活门的铰接处，所述触发块设置在左活门靠近吊卡主体的一侧；所述触发检测机构ⅳ包括与锁闩接触配合的传感器ⅳ，所述传感器ⅳ与动力机构电性连接，所述传感器ⅳ设置在右活门靠近锁闩的一侧；
10.进一步的，所述内衬浮动机构包括复位销和压缩弹簧，所述压缩弹簧套设在复位销的下端，所述吊卡主体的上端面开设有导向腔，所述复位销通过压缩弹簧可上下活动地设置于导向腔内，所述复位销的上端面与内衬ⅰ的下端面相接触。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
12.1.本实用新型中设置有多个与动力机构电性连接的触发检测机构，其中，通过在吊卡主体与内衬之间的轴向上设置触发检测机构，实现了对于动力吊卡承载管柱的信号的检测，通过在吊卡主体与内衬之间的径向上设置触发检测机构，实现了对于管柱进入动力吊卡的信号的检测，通过在左活门与吊卡主体之间设置触发检测机构，实现了对于动力吊卡打开的信号的检测，通过在锁闩与右活门之间设置触发检测机构，实现了对于动力吊卡关闭的信号的检测，多个触发检测机构协同作用，为动力机构对于左活门、右活门及锁闩的驱动控制提供指向，极大地提升了动力吊卡的自动化程度，有效地提高了动力吊卡的作业安全性，便于与动力卡瓦、二层台机械手等自动化设备形成联动互锁，进一步提高整体钻修井作业的安全性和效率；
13.2.本实用新型中的触发检测机构ⅲ由传感器ⅲ和触发块组成，传感器ⅲ设置在吊卡主体与左活门的铰接处，触发块设置在左活门靠近吊卡主体的一侧，当左活门打开时，可以触发传感器ⅲ，检测到并输出动力吊卡已经打开的信号给动力机构；本实用新型中的触发检测机构ⅳ包括传感器ⅳ，传感器ⅳ设置在右活门靠近锁闩的一侧，当锁闩扣合上右活门时，会触发传感器ⅳ，检测到并输出动力吊卡已经关闭的信号给动力机构；本实用新型中的触发检测机构ⅰ由上下同轴设置的触发短销和传感器ⅰ组成，当动力吊卡关闭上提管柱，内衬ⅰ受力时，带动内衬ⅰ下端面的触发短销下压，触发传感器ⅰ，检测到并输出动力吊卡已经承载管柱的信号给动力机构；本实用新型中的触发检测机构ⅱ包括触发销、复位弹簧和传感器ⅱ，动力吊卡打开状态下去扣管柱时，管柱触发内衬ⅱ，使触发销在内衬ⅱ的撞击下去触发传感器ⅱ，检测到并输出管柱已经进入动力吊卡的信号给动力机构；本实用新型中的触发检测机构ⅰ、ⅱ、ⅲ和ⅳ为实现一键式自动作业提供了可能，进一步降低了作业人员
的劳动强度，保证了动力吊卡作业的安全性和稳定性；
14.3.本实用新型中设有由压缩弹簧和复位销组成的内衬浮动机构，通过将内衬ⅰ置于下端套设有压缩弹簧的复位销的上端，使动力吊卡处于非承载状态下时，内衬ⅰ处于浮动状态，存在一定可上升下降的空间，保证了触发检测机构ⅰ检测的可行性和稳定性，间接保证了动力吊卡的作业安全性。
附图说明
15.图1为本实用新型实施例所述的动力吊卡的主视图；
16.图2为本实用新型实施例所述的动力吊卡的俯视图；
17.图3为本实用新型实施例所述的触发检测机构ⅰ的工作原理示意图；
18.图4为本实用新型实施例所述的动力吊卡的剖视结构示意图；
19.图5为本实用新型实施例所述的触发检测机构ⅱ的工作原理示意图；
20.图6为本实用新型实施例所述的自动保险机构的工作原理示意图；
21.图中：1、吊卡主体，2、左活门，3、右活门，4、锁闩，5、销轴， 61、内衬ⅰ，62、内衬ⅱ，63、内衬ⅲ，64、内衬ⅳ，71、触发短销，72、传感器ⅰ，73、导向孔，81、触发销，82、复位弹簧，83、传感器ⅱ，84、触发内腔，91、传感器ⅲ，92、触发块，101、传感器ⅳ， 111、复位销，112、压缩弹簧，113、导向腔，121、连杆组件ⅰ，122、连杆组件ⅱ，131、控制阀，132、活门驱动缸，133、锁闩驱动缸， 141、控制销，142、杠杆，143、档销，144、弹簧。
具体实施方式
22.下面将结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。
23.请参照图1～6所示，其示出一种具有多信号检测功能的动力吊卡，包括吊卡主体1和动力机构，吊卡主体1的左右两侧分别铰接有左活门2和右活门3，左活门2上铰接有锁闩4（通过设置销轴5以铰接，鉴于该种铰接方式在实际中已较为普遍，因此不过多的进行说明），右活门3与锁闩4相扣合（右活门3靠近左活门2的一侧设有与锁闩4相配合的扣合面，鉴于该种扣合方式在实际中已较为普遍，因此不过多的进行说明），吊卡主体1、左活门2、右活门3的内侧设置有内衬，内衬由内衬ⅰ61、内衬ⅱ62、内衬ⅲ63、以及内衬ⅳ64围合而成，内衬ⅰ61固定在吊卡主体1上靠近左活门2的一侧，吊卡主体1与内衬ⅰ61之间设有触发检测机构ⅰ，触发检测机构ⅰ设置在轴向上，内衬ⅱ62固定在吊卡主体1上靠近右活门3的一侧，吊卡主体1与内衬ⅱ62之间设有触发检测机构ⅱ，触发检测机构ⅱ设置在径向上，内衬ⅲ63固定在左活门2上，吊卡主体1与左活门2之间设有触发检测机构ⅲ，内衬ⅳ64固定在右活门3上，锁闩4与右活门3之间设有触发检测机构ⅳ；
24.进一步的，动力机构可以包括连杆组件和控制总成，连杆组件包括连杆组件ⅰ121和连杆组件ⅱ122，控制总成包括控制阀131、活门驱动缸132、以及锁闩驱动缸133，活门驱动缸132在锁闩驱动缸133下方，活门驱动缸132通过连杆组件ⅰ121分别和左活门2和右活门3连接，锁闩驱动缸133通过连杆组件ⅱ122和锁闩4连接，控制阀131分别和活门驱动缸132和锁闩驱动缸133连接，同时，此处的驱动可由电、液或气的方式来实现，控制阀131实现活门驱动缸132和锁闩驱动缸133的动作和先后顺序，活门驱动缸132保证左活门2和右活门3打开或关闭时的同步动作，从而实现动力吊卡打开、关闭的动作（鉴于上述动力机构在公开
号cn211397499u的专利文件中已经公开，因此不过多的进行说明）；
25.进一步的，触发检测机构ⅰ由上下同轴设置的触发短销71和传感器ⅰ72组成，传感器ⅰ72与控制阀131电性连接，触发短销71垂直固定在内衬ⅰ61的下端面，传感器ⅰ72竖直固定在吊卡主体1的外周一侧，吊卡主体1上设置有贯穿的导向孔73，传感器ⅰ72的上端伸入到导向孔73中，内衬ⅰ61与吊卡主体1之间在轴向上还设有内衬浮动机构，触发短销71的下端通过内衬浮动机构上下活动地设置于导向孔73中且可与传感器ⅰ72的上端相接触（需要注意的是，此处内衬ⅰ61通过内衬浮动机构可上下浮动），当动力吊卡关闭上提管柱，内衬ⅰ61受力时，内衬ⅰ61带动触发短销71下压，触发传感器ⅰ72，输出动力吊卡已经承载的信号给控制阀131；其中，内衬浮动机构由复位销111、以及套设在复位销111下端的压缩弹簧112组成，吊卡主体1的上端面开设有导向腔113，复位销111通过压缩弹簧112可上下活动地设置于导向腔113内，复位销111的上端面与内衬ⅰ61的下端面相接触配合，当动力吊卡处于非承载状态下，在压缩弹簧112的复位作用下，内衬ⅰ61置于复位销111的上端，保持上下浮动状态；触发检测机构ⅱ由触发销81、复位弹簧82和传感器ⅱ83，传感器ⅱ83与控制阀131电性连接，触发销81相对于传感器ⅱ83垂直设置，触发销81水平穿过吊卡主体1伸入到吊卡主体1的内壁与内衬ⅱ62的外壁所形成的触发内腔84中，复位弹簧82套设在触发销81远离触发内腔84的一端，传感器ⅱ83的下端与触发销81的上周面相接触，当动力吊卡打开状态下，去扣管柱时，管柱撞击内衬ⅱ62，从而使得内衬ⅱ62撞击触发销81，触发销81在内衬ⅱ62的撞击下触发传感器ⅱ83，输出管柱进入已经动力吊卡的信号给控制阀131；
26.触发检测机构ⅲ由传感器ⅲ91、以及与传感器ⅲ91接触配合的触发块92组成，传感器ⅲ91与控制阀131电性连接且设置在吊卡主体1与左活门2的铰接处，触发块92设置在左活门2靠近吊卡主体1的一侧，在左活门2打开时，可以触发传感器ⅲ91，输出动力吊卡已经打开的信号给控制阀131；触发检测机构ⅳ由包括与锁闩4接触配合的传感器ⅳ101，传感器ⅳ101与控制阀131电性连接且设置在右活门3靠近锁闩4的一侧，在动力吊卡关闭后锁闩4扣合上右活门3时，锁闩4会触发传感器ⅳ101，输出动力吊卡已经关闭的信号给控制阀131；
27.为了进一步保证锁闩4的作业安全性，右活门3上可设置自动保险机构，自动保险机构由控制销141、杠杆142、档销143、以及套设在档销143上的弹簧144组成，右活门3中设置有活动腔，活动腔的两端分别设置有第一导向通道和第二导向通道和外界连通，控制销141的上端和内衬ⅳ64的下端面相接触，控制销141的下端和杠杆142的一端相连接，杠杆142可转动地设置于活动腔内，杠杆142的另一端和档销143的下端相连接，档销143可上下活动地设置于第二导向通道内，吊卡关闭后上提管柱，右活门3上的内衬ⅳ64下压控制销141，进而通过杠杆142使档销143上滑，挡住锁闩4防止吊卡意外打开，而当吊卡松开管柱后，在弹簧144的作用下，档销143下滑，锁闩4可以打开，同时使得控制销141上滑顶开右活门3上的内衬ⅳ64（鉴于上述自动保险机构在公开号cn211397499u的专利文件中已经公开，因此不过多的进行说明）。
28.工作时，通过触发检测机构ⅲ检测动力吊卡是否打开，通过触发检测机构ⅰ检测动力吊卡是否承载管柱，通过触发检测机构ⅱ检测管柱是否进入动力吊卡，通过触发检测机构ⅳ检测动力吊卡是否关闭，并分别将检测得到的信号传输给动力机构，动力机构根据信号判断如何对左活门2、右活门3及锁闩4进行驱动控制。此外，在应用时，本实施例可以应用
在一键化自动钻机的动力吊卡上，操作人员可以远程操作启动开关后，动力吊卡可以自动动作，且与其他设备联动互锁，实现井口无人化作业。