专利名称：起升设备电磁式升高限位装置的制作方法
技术领域：
该装置可用于石油工业系统的石油起升设备安全控制装置。
现有的钻探设备中所使用的防碰天车装置(也即限位装置)，多数是一种碰绳重锤式结构，这种装置因为有40余米细钢丝绳，弹性伸长大，井架上的钢丝绳受到碰挂时不能及时控制气开关，连接处的松脱和重锤的下落都使动作时间延长，刹车动作慢，特别在高速档起车时，就起不到天车防碰的作用。
还有一种电子式天车防碰器，它基本达到了控制及时、动作灵敏的要求，但因采用了红外线对射原理，此种装置在井架上为两边安装和连接，在钻台上又有变压器、控制器等，结构复杂，连接调试麻烦，易出差错，而且此装置的集成块，逻辑电路等结构，适应性差，不易检修，而且价格昂贵，不适应钻井现场需要，推广使用受到很大限制。
本实用新型的目的是设计一种起升设备电磁式升高限位装置，解决碰绳式装置刹车不及时达不到天车防碰要求，同时也解决电子式装置结构复杂、价格昂贵的缺点，该装置达到结构简单、动作灵敏、安全可靠、价格低廉，便于推广使用的目的。
为解决上述目的，该套装置采用电磁式升高限位设计，先在井架的上方安装一套探杆装置，其探杆引伸至游动滑车的钢丝绳空隙内，杆的端部为弹性体，它是起防止复位时将杆压伤断裂。在杆未受上行物体的碰撞时，是处于水平状态，它所控制的一只行程开关处于电路断开状态。当杆受到上行物带动时，可绕固定端的铰链向上转动，只要上行物体带动杆端上行，行程开关控制的电路即可接通并传到钻台的电气转换装置。电气转换装置的全套元件安装于一个盒内，当有来自井架上层的电流时，电磁铁通电并控制一只气动按纽，实现气路连通。此时假如探杆复位，因电路中有自锁支路电磁铁也不会使之复位，保证了刹车的可靠性。气路连通后，气源的压缩空气经按纽至控制钻机总车体和高低速的常开继气器，使其断气，上行的游动系统失去动力；同时经气动按纽的压缩空气也到刹车气缸的常闭继电器，并使其连通，刹车气缸迅速进气并刹车，达到要求的目的。若解除刹车，通过复位按纽使电路断开(此时高、低速气开关应关掉)，电磁铁复位，气动按纽复位，常开继气器通气，常闭继气器断气，恢复正常运转状态。电路中设有调试检验支路，可随时检测装置的工作情况，另外，电路中还设有电源、刹车、保温指示灯，设置的冬季保温支路以防冻结气路。
该套装置与原有上述两种装置比较，都具有显著的优点与碰绳重锤式比较，把细钢丝绳机械控制改成了电磁式控制，大大缩短了控制时间，使刹车及时可靠，消除了原长距离细钢丝绳的伸长和连接的松脱带来的刹车不及时问题；与电子式装置比较，本装置结构简单，安装方便，高度限位准确、可靠，结构紧凑，整套元件安装在一个盒子内，而采用的各种电、气元件均是社会上的通用件。可靠性高功能齐全，而且造价低，比电子式的低10倍以下，而且检修也方便。
以下结合附图进一步说明
图1为该套装置的安装装配图，图2为该套装置的电路控制原理图，图3是气路控制原理图。
该套装置有探杆装置，通过双芯电缆连接电、气转换装置组成，而电、气转换装置的各种电、气元件是组装在一个盒子(8)内的支架上，盒子(8)用螺栓固定于钻机绞车上，电热带缠绕于盒子(8)内的气管线和气动按钮，防止冬季冻结气路。各电、气线路进出口均开于盒子的一侧或二侧处。
通过附图1可知，探杆装置由探杆(1)安装在探杆座(2)内，通过铰链(3)连接于底座(4)，探杆装置由螺栓固定于井架上方的拉筋角铁(5)处，探杆支架为一“V”形开口的金属连接于底座处，探杆(1)绕铰链(3)向上转动，探杆端部有一段为弹性杆件(14)，它可防止复位游动滑车下放时将杆压弯断裂。当杆无外压力作用時，靠自重可保证处于安装的初始位置，此时杆受到底座支架的支撑并控制行程开关(6)处于断开状态。探杆装置通过双芯电缆(7)与电、气转换装置连接。支架上安装有行程开关(XK)即是图1的行程开关(6)，它固定于探杆装置上，图2的总开关K分别控制电源指示灯HD，刹车指示灯VD，保温指示灯LD，保温指示灯直接连接电热带RJ、复位按纽TA和调试按纽QA，按纽QA分别连接着电磁铁LT，电磁铁LT的触头控制气动按纽(9)，气动按纽(9)控制常开继气器(10)和常闭继气器(11)，常开继气器(10)控制着总车离合器，常闭继气器(11)控制换向阀(12)，换向阀(12)控制刹车气缸(13)，各气动元件间均用气管线连接。
通过如下实施则进一步说明本装置的工作情况参照附图，当探杆(1)受到上行物体带动时，可绕铰链向上转动一定角度，使行程开关(6)接通，并将电流传至钻台的转换装置(8)，由转换装置(8)实现对钻机的控制；也即在图2的行程开关XK接通后，交流接触器C接通，电磁铁LT动作并控制气动按纽(9)使气动按纽(9)控制的气路接通，从而控制常开继气器(10)和常闭继气器(11)。受控的常开继气器(10)断气，使出口控制的总车离合器的高低离合器停气，起升的游动系统失去动力。同时受控的常闭继气器(11)接通，气源的压缩空气经继气器到换向阀(12)，再进入刹车气缸(13)，实现起升中游动系统的刹车目的。解除刹车可如图2的按下TA，电路断开，交流接触器C和电磁铁LT复位，气动按纽(9)复位，常开继气器(10)恢复通气，总车和高低速离合器进气，常闭继气器(11)断气，刹车气缸(13)放气，这又恢复了正常的运转状态。
试验电路QA支路与复位按纽TA配合可进行刹车及复位试验调试，并可检查电路和气路的连通状况，即在行程开关XK断开的状态下，按下调试按纽QA，电路即按通C即实现与XK接通相同的作用，然后按复位按纽TA，电路断开，恢复正常的运转状态。
权利要求1.起升设备电磁式升高限位装置，其特征由探杆装置通过双芯电缆连接电、气转换装置组成，而电、气转换装置由螺栓固定于钻机绞车上，电热带缠绕于气管线和气动按纽。
2.按权利要求1所述的该套装置，其特征是探杆装置由探杆(1)安装在探杆座(2)，通过铰链(3)连接于底座(4)，探杆装置由螺栓固定于井架上方的拉筋角铁(5)处，探杆绕铰链(3)可向上转动。
3.按权利要求1或2所述的该装置，其特征是探杆支架为“V”形开口连接于底座(4)处，支架上固定有行程开关(6)。
4.按权利要求1所述的该装置，其特征是电、气转换装置的各种元件均组装于盒子(8)内的支架上，各电、气线路进出口均开于盒子的一侧或二侧处。
5.按权利要求1所述的该套装置，其特征是交流接触器C连接着电磁铁LT，电磁铁LT的触头控制气动按纽(9)，气动按纽(9)控制常开继气器(10)和常闭继气器(11)，常开继气器(10)控制着总车离合器。常闭继气器(11)控制换向阀(12)换向阀(12)控制刹车气缸(13)，各气动元件间均用气管线连接。
专利摘要起升设备电磁式升高限位装置可用于石油工业系统的石油起升设备的安全控制，其主要特征是由探杆装置通过电缆连接电、气转换装置组成，并设有冬季保温支架，该套装置解决了碰绳式装置刹车不及时达不到天车防碰要求，同时也解决电子式装置结构复杂，价格昂贵的缺点，本装置结构简单，动作灵敏、安全可靠、价格低廉、便于推广。
文档编号B66C15/00GK2262549SQ9523521
公开日1997年9月17日 申请日期1995年11月24日 优先权日1995年11月24日
发明者张桂林, 刘成贵, 姬德恕, 刘同富 申请人:胜利石油管理局钻井五公司