电子式石油钻探钻机防提断装置的制作方法

本技术涉及石油勘探开发设备，特别地涉及一种电子式石油钻探钻机防提断装置。

背景技术：

1、石油钻探过程中，在关闭防喷器闸板情况下因误操作绞车而导致的安全事故曾多次发生，为了避免此类安全事故，石油钻井队统一要求安装防提断装置。传统的防提断装置属于油压式，其工作原理如下：

2、油压式防提断装置安装有液气开关和踏板式截气阀，气源气通过气管线经液气开关再通过踏板式截气阀进入钻井绞车防碰系统，当关闭防喷器上半封或下半封时，液气开关在油压作用下，气路从截止状态打开，气源气从液气开关通过，到钻台经过踏板式截气阀，再经过与重锤防碰气路连接的梭阀进入防碰天车的气路，从而触发防碰天车装置动作，使钻井绞车失去上下活动的功能。如果想活动绞车需踩下踏板式截气阀把来气截止住，就能解除防碰，活动绞车。

3、经过几年的使用，发现油压式防提断装置具有以下几个突出的缺点：

4、1、核心部件容易失效，引发整个防提断装置功能失效或反应动作变慢

5、该装置三个核心部件：液气开关、踏板式截气阀和梭阀，钻井井队反应都出现过故障导致油压式防提断装置失效或动作变慢，冬天低温情况下，失效更为突出；

6、冬季低温环境下，压缩空气中的水气易结冰，导致液气开关卡滞或反应变慢，从而影响整个油压式防提断装置失效；另外踏板式截气阀和梭阀都安装在钻台露天环境，油水的侵蚀以及室外低温都会使截气阀和梭阀失效导致防提断装置失效的情况；

7、2、连接液气开关到踏板式截气阀的气管线太长，造成诸多不利影响

8、该段气管线从防喷器附近到钻台，长度有30-50米，气管线太长增加了设备维护人员的检维修难度，空中悬挂部分很难做到日常检查；管线越长在增加成本的同时也会加大管线损坏的风险，降低整套防提断装置的可靠性；管线大部分悬挂在半空中，冬季低温使管线容易结冻导致通气不畅诱发整套防提断装置失效或反应慢；

9、3、由于设计理念原因，油压式防提断装置无法进行常规功能性试验

10、油压式防提断装置依靠液气开关探测油压来触发整个装置工作，工作时高压油流通过液气开关到防喷器上下半封液压缸，这样防喷器闸板会动作关井。所以在做功能试验前必须停止钻井泵和绞车，中断钻井作业流程才能具备试验条件。而石油钻井作业很多工况都不满足试验要求，导致油压式防提断装置做不到常规性的功能试验。

11、油压式防提断装置的缺点严重制约其可靠性和实用性，同时增加了司钻误操作的可能性，存在安全风险。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种电子式石油钻探钻机防提断装置，用于增加防提断装置的可靠性和实用性。

2、在钻井防喷器控制系统中，防喷器上下半封关闭时，在司钻控制台(简称司控台)上都会有相应的关闭指示灯。操作上半封关闭时，远程控制台(简称远控台)的上半封手柄动作会使司控台内plc上半封输出点q20.2输出24v电压信号，使指示灯h7点亮；操作下半封关闭时，远控台下半封手柄动作会使司控台内plc下半封输出点q20.6输出24v电压信号，指示灯h11点亮(参见图1)。本实用新型利用这两个输出电信号，来控制电磁过气阀的通断，通过电磁过气阀控制气源与防碰天车之间气路的通断，从而实现防喷器半封关闭，绞车失去上下活动功能的防提断要求。

3、本实用新型提供一种电子式石油钻探钻机防提断装置，包括电磁过气阀，所述电磁过气阀内设置有气体通路，所述气体通路的一端连接气源，另一端连接绞车防碰天车的气路；电磁过气阀连接钻井防喷器控制系统，所述钻井防喷器控制系统包括电源和输出点，所述钻井防喷器控制系统构造为当防喷器的上半封或下半封关闭时，所述输出点向外输出电压信号；所述输出点与继电器的线圈连接形成触发回路，所述电磁过气阀通过所述继电器的常开触点与所述电源连接形成控气回路，所述电磁过气阀通电后所述气体通路导通，所述电磁过气阀断电后所述气体通路关闭。

4、上半封或下半封关闭时，钻井防喷器控制系统电压信号，所述电磁过气阀得电后所述气体通路导通，来自气源的高压气进入防碰天车气路，诱发防碰，使绞车失去上下提放功能，从而实现防喷器半封关闭绞车防提断功能。

5、通过设置继电器将触发回路与气控回路隔离开，使气控回路的电流不会影响plc的电流，提高系统的安全性。

6、在一个实施方式中，还包括自复位常闭开关，所述电磁过气阀通过所述继电器的常开触点连接所述自复位常闭开关，再通过所述自复位常闭开关与所述电源连接形成控气回路。

7、在关井时由于工作需要，需要活动绞车，可以按下安装在系统里的自复位常闭开关sf，此时自复位常闭开关sf断开，第一控气回路和第二控气回路均断开，电磁过气阀fx断电，这样就能方便的解除防碰天车活动绞车。

8、在一个实施方式中，还包括熔断器，所述电磁过气阀通过所述继电器的常开触点连接所述熔断器，再通过所述熔断器与所述电源连接形成控气回路。

9、在一个实施方式中，所述钻井防喷器控制系统的输出点包括上半封输出点和下半封输出点，所述钻井防喷器控制系统构造为：当防喷器上半封关闭时，所述上半封输出点向外输出电压信号；当防喷器下半封关闭时，所述下半封输出点向外输出电压信号；

10、所述继电器包括第一继电器和第二继电器，所述上半封输出点与所述第一继电器的线圈连接形成第一触发回路，所述下半封输出点与所述第二继电器的线圈连接形成第二触发回路；

11、所述电磁过气阀通过所述第一继电器的常开触点与所述电源连接形成第一控气回路；所述电磁过气阀通过所述第二继电器的常开触点与所述电源连接形成第二控气回路。

12、在一个实施方式中，还包括自复位常闭开关，所述电磁过气阀通过所述第一继电器的常开触点连接所述自复位常闭开关，再通过所述自复位常闭开关与所述电源连接形成第一控气回路；所述电磁过气阀通过所述第二继电器的常开触点连接所述自复位常闭开关，再通过所述自复位常闭开关与所述电源连接形成第二控气回路。

13、在一个实施方式中，还包括熔断器，所述电磁过气阀通过所述第一继电器的常开触点连接所述熔断器，再通过所述熔断器与所述电源连接形成第一控气回路；所述电磁过气阀通过所述第二继电器的常开触点连接所述熔断器，再通过所述熔断器与所述电源连接形成第二控气回路。

14、在一个实施方式中，还包括上半封指示灯和下半封指示灯，所述上半封指示灯通过所述第一继电器的常开触点与所述电源连接形成第一指示回路；所述下半封指示灯通过所述第二继电器的常开触点与所述电源连接形成第二指示回路。

15、在一个实施方式中，还包括自复位常闭开关、第一熔断器和第二熔断器，所述第一熔断器分别连接所述电磁过气阀、所述上半封指示灯和所述下半封指示灯；所述电磁过气阀分别通过所述第一继电器的常开触点和第二继电器的常开触点连接所述自复位常闭开关，所述自复位常闭开关通过所述第二熔断器连接所述电源；所述上半封指示灯通过所述第一继电器的常开触点连接所述第二熔断器，在通过所述第二熔断器连接所述电源；所述下半封指示灯通过所述第二继电器的常开触点连接所述第二熔断器，在通过所述第二熔断器连接所述电源。

16、在一个实施方式中，还包括指示灯，所述指示灯通过所述继电器的常开触点与所述电源连接形成指示回路。

17、与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

18、1)电子式石油钻探钻机防提断装置电子器件反应迅速可靠，保证了整个防提断装置反应灵敏、稳定性好。整个电子式石油钻探钻机防提断装置的电路设计安全简洁，核心电子器件反应灵敏可靠电子式石油钻探钻机防提断装置电路设计简洁明了，器件少、故障点少，电子式石油钻探钻机防提断装置安装在司控台内，包括熔断器2个，继电器2个，加上阀岛箱端的电磁过气阀和自复位常闭开关，整个装置总共6个器件，线圈类电子器件都带有指示灯，易于检修。

19、2)无需长距离安装输气管线

20、电子式石油钻探钻机防提断装置的气管线和电磁过气阀可以都安装在司钻房阀岛箱内，管线长度不到30厘米，室内温度相对恒定，不存在低温不良影响和过多的维护问题，相较于油压式防提断装置几十米长室外布置的管线，无论从制造成本、功能的稳定性和安全性都有着绝对的优势。

21、3)可以实现防提断装置日常规律性功能试验

22、只要关井人员在司控台或远程控制台操作半封关井，远程控制台半封关井手柄就会有相应的动作，防喷器控制电路就会反应到司控台，plc上半封输出点q20.2、下半封输出点q20.6会输出dc24v信号，电子式石油钻探钻机防提断装置就会触发防碰天车，不让绞车动作基于此原理，设备维护人员可以关闭远控台上的蓄能器高压截止阀，打开管汇泄压阀，保持关井管路无压力后，操作关闭防喷器半封，在不真实关闭防喷器半封闸板的情况下，同样可以触发电子式石油钻探钻机防提断装置，检查电子式石油钻探钻机防提断装置正常后，打开防喷器半封，关闭远控台管汇泄压阀，打开蓄能器高压截止阀，远控台到防喷器油路系统可以恢复正常使用。按此方法每日就可以像检查防碰天车一样，来验证电子防提断装置的功能是否正常，保证其功能好用，提高设备安全可靠性。

23、4)具有防误操作功能

24、安装防提断装置的初衷是为了在关闭防喷器半封时实现绞车不能上下移动，确保司钻不会误操作引发事故，其最终目的是限制住绞车上下移动的功能。

25、油压式防提断装置使用过程中曾经出现过半封闸板实际已关，由于梭阀被冻住不能有效动作的原因，导致防提断装置未触发防碰，绞车还处于正常工作状具有上下活动的功能，存在安全隐患。

26、电子式石油钻探钻机防提断装置颠覆了传统油压式防提断装置的设计理念，只要关井人员有关井动作，防喷器控制电路就会反应到司控台，电子式石油钻探钻机防提断装置就能可靠地触发防碰天车不让绞车动作，从而避免误操作，提高了作业安全性。

27、综上所述，电子式石油钻探钻机防提断装置有很高的可靠性和安全性，适合在钻井现场使用。