带大钩位置检测的石油钻机装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种石油钻机装置，特别是涉及一种带大钩位置检测的石油钻机
目.ο
【背景技术】
[0002]石油钻机电控系统是石油钻机的核心部件，是整套钻机的控制中心，相当于整套钻机的大脑，钻井平台各单元的运行离不开钻机电控系统的有效控制。钻机系统是一套大系统，包含很多子系统，如钻机的提升系统、循环系统、动力系统、控制系统、辅助供电系统等等，这些子系统在功能方面既相互独立又有机结合，密不可分，任何一个单元有故障都会影响到其他单元的有效运行。其中钻机的提升系统尤为重要，井架和底座的起升和下放、钻具的起下钻、控制钻压、送进钻具等等都依靠提升系统，而提升系统的主要单元就是绞车。
[0003]目前，在国内外钻井施工过程中，考虑的主要问题是安全、节能和提高时效，即要确保绞车的正常运行，确保钻具能正常起下放，确保整口井的安全;在钻机正常钻进时，尽量节省能耗，又要充分利用柴油发电机组的功率;在同样的时间内，尽可能的保证绞车的运行速度，从而提高整口井的钻进进度。为了实现对绞车的安全有效控制，必须实时准确检测大钩位置。传统绞车滚筒外壁为平滑柱面，大绳与滚筒外壁之间的接触稳定性差。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带大钩位置检测的石油钻机装置，通过缠绕在绞车滚筒上的大绳长度检测大钩位置，增强大绳与滚筒外壁之间的接触稳定性。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:带大钩位置检测的石油钻机装置，包括绞车、天车定滑轮、大绳、大钩和水龙头，大绳的一端紧密层叠地缠绕在绞车的滚筒的外壁上，大绳的另一端穿过天车定滑轮与大钩相连，水龙头设置于大钩的下方;所述滚筒的中心轴处安装有绝对值轴编码器。
[0006]所述滚筒的外壁上平行设置有若干导向凹槽，相邻导向凹槽的间距等于大绳的直径。
[0007]所述的导向凹槽倾斜设置。
[0008]所述的绝对值轴编码器为带有DP总线的绝对值轴编码器。
[0009]本实用新型的有益效果是:
[0010]1)绝对值轴编码器可记录绞车滚筒旋转的圈数，进而可获得缠绕在绞车滚筒上的大绳长度，以此检测大钩高度的方式实现起来十分方便，结构简单且实现成本低。
[0011]2)滚筒的外壁上平行设置的导向凹槽与最内层大绳相配合，凹槽的设计可以增强大绳与滚筒外壁之间的接触稳定性，避免大绳在滚筒上发生滑动而导致较大测量误差。
[0012]3)滚筒外壁上的导向凹槽倾斜设置，可以起到很好的导向作用，可避免大绳在滚筒上发生重叠、交错等现象。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型结构不意图；
[0014]图2为本实用新型绞车滚筒结构示意图；
[0015]图中，1-绞车，2-天车定滑轮，3-大绳，4-大钩，5-水龙头，6_滚筒，7_导向凹槽。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
[0017]如图1和图2所示，带大钩位置检测的石油钻机装置，包括绞车1、天车定滑轮2、大绳3、大钩4和水龙头5，大绳3的一端紧密层叠地缠绕在绞车1的滚筒6的外壁上，大绳3的另一端穿过天车定滑轮2与大钩4相连，水龙头5设置于大钩4的下方;所述滚筒6的中心轴处安装有绝对值轴编码器，所述的绝对值轴编码器为带有DP总线的绝对值轴编码器，通过读取编码器上的脉冲数来计算游车的实际位置。
[0018]本实施例中，所述滚筒6的外壁上平行设置有若干导向凹槽7，相邻导向凹槽7的间距等于大绳3的直径。导向凹槽7的设计可以增强最内层大绳3与滚筒6的外壁之间的接触稳定性，避免大绳3在滚筒6上发生滑动而导致较大测量误差。
[0019]所述的导向凹槽7优选为倾斜设置，可以起到很好的导向作用，可避免大绳3在滚筒6上发生重叠、交错等现象。
[0020]滚筒直径Φ0(默认值770mm)，大绳直径D1 (默认值38mm)，大绳每圈缠绕的绳数Cm(默认值36圈)，绳系L(默认值12股绳)。
[0021 ]则第一层滚筒的直径 Φ 1 = Φ0+01=644ι?πι+38πιπι=682πιπι;
[0022]第二层滚筒的直径Φ 2= Φ 1+D1 =682mm+ X 38mm=748mm；
[0023]第三层滚筒的直径Φ 3=Φ 2+Dl=748mm+ X 38mm=814mm；
[0024]第四层滚筒的直径Φ 4= Φ 3+D 1=814mm+ X 3 8mm=87 9mm ；
[0025]第五层滚筒的直径Φ 5= Φ 4+D1 =87 9mm+ X 38mm=944mm ；
[0026]第η层滚筒的直径Φη=Φη-1+?1。
[0027]一般滚筒最大缠绳数为五层，因此:
[0028]第一层的单圈绳长为L1=jtX Φ 1 =3.14X682mm=2141mm;
[0029]第二层的单圈绳长为L2=jtX Φ2 =3.14X748mm=2349mm；
[0030]第三层的单圈绳长为L3=jtX Φ 3 =3.14 X 814mm=2556mm；
[0031]第四层的单圈绳长为L4=jtXΦ4 =3.14X879mm=2760mm；
[0032]第五层的单圈绳长为L5=jtX Φ5 =3.14X944mm=2964mm；
[0033]第η层的单圈绳长为Ln=Ji X Φη。
[0034]由于采用的编码器为带DP总线的绝对值编码器，编码器的每圈脉冲数为8192，最大圈数为4096圈，因此编码器的每个脉冲数就对应一个大钩高度的值。
[0035]同时，在这里还需要做一个换算，将编码器的脉冲数与大钩的位置做一下校准。将大钩持续下放，在下放到滚筒上缠绳只剩1层的时候，这时候，测量大钩到钻台面的距离H0，而此时编码器的脉冲数P1，则以后就可以根据编码器的脉冲数计算出大钩的实际位置。
[0036]因为滚筒每层最大Cm=36圈，最多缠绕5层，即滚筒最大转36X 5=180圈。
[0037]所以第一层的编码器脉冲范围为Pl-8192 X 36至P1，
[0038]第二层的编码器脉冲范围为P1至Pl+8192 X 36，
[0039]第三层的编码器脉冲范围为Pl+8192 X 36至Pl+8192 X 72，
[0040]第四层的编码器脉冲范围为P1+8192X72至P1+8192X108，
[0041 ] 第五层的编码器脉冲范围为Pl+8192 X 108至Pl+8192 X 144。
[0042]若知道某一时刻的编码器值Pn，则可以通过公式计算出以小数形式表示的大绳缠绕的圈数η=(Ρη-Ρ1)/8192，从而计算出大钩移动的距离Hn。
[0043]若η在-36?0，则大钩位置为Hn=H0-Ll Xn/L; (η取正值)
[0044]若η在0?36，则大钩位置为Hn=H0+L2 X n/L;
[0045]若11在36~72，则大钩位置为!111=!10+1^\36/1+1^3\(11-36)/1;
[0046]若η在72?108，则大钩位置为Hn=H0+L2X 36/L+L3 X 36/L+L4 X (n_72)/L;
[0047]若η在108?144，则大钩位置为Hn=H0+L2X36/L+L3X36/L+L4X (n-72)/L+L5X (n-108)/L;
[0048]由于考虑到大绳的磨损和张力因素，在这里需要设定一个参考系数，用以校正大钩的实际高度nh，因此大钩的实际位置为Hr=Hn X nh。
[0049]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.带大钩位置检测的石油钻机装置，其特征在于:包括绞车(1)、天车定滑轮(2)、大绳(3)、大钩(4)和水龙头(5)，大绳(3)的一端紧密层叠地缠绕在绞车(1)的滚筒(6)的外壁上，大绳(3)的另一端穿过天车定滑轮(2)与大钩(4)相连，水龙头(5)设置于大钩(4)的下方;所述滚筒(6)的中心轴处安装有绝对值轴编码器。2.根据权利要求1所述的带大钩位置检测的石油钻机装置，其特征在于:所述滚筒(6)的外壁上平行设置有若干导向凹槽(7)，相邻导向凹槽(7)的间距等于大绳(3)的直径。3.根据权利要求2所述的带大钩位置检测的石油钻机装置，其特征在于:所述的导向凹槽(7)倾斜设置。4.根据权利要求1所述的带大钩位置检测的石油钻机装置，其特征在于:所述的绝对值轴编码器为带有DP总线的绝对值轴编码器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种带大钩位置检测的石油钻机装置，大绳（3）的一端紧密层叠地缠绕在绞车（1）的滚筒（6）的外壁上，大绳（3）的另一端穿过天车定滑轮（2）与大钩（4）相连；滚筒（6）的中心轴处安装有绝对值轴编码器。滚筒（6）的外壁上平行设置有若干导向凹槽（7），相邻导向凹槽（7）的间距等于大绳（3）的直径，导向凹槽（7）倾斜设置。本实用新型滚筒的外壁上平行设置的导向凹槽与最内层大绳相配合，凹槽的设计可以增强大绳与滚筒外壁之间的接触稳定性，避免大绳在滚筒上发生滑动而导致较大测量误差。滚筒外壁上的导向凹槽倾斜设置，可以起到很好的导向作用，可避免大绳在滚筒上发生重叠、交错等现象。
【IPC分类】B66D1/26, B66D1/36
【公开号】CN205087838
【申请号】CN201520879531
【发明人】许志武, 柳青
【申请人】成都坤宝石油科技有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月6日