一种用于海洋修井机的天车防碰系统及其控制方法
专利汇可以提供一种用于海洋修井机的天车防碰系统及其控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用于海洋修井机的天车防碰系统及其控制方法，包括主气管、常闭继电气器、绞车 刹车 气缸 、手动复位与三位四通换向 阀 、快排阀、主滚筒导气龙头、二位三通阀、棱阀与辅助刹车气缸、常开继电气器、组合调压阀、 发动机 油 门 ；绞车刹车气缸S1口处与棱阀、快排阀依次联接，棱阀的另一端与手轮调压阀联接；在两位通断阀的一端与手动复位与二位三通阀的一端联接，另一端与常开继电气器的控制端及 节点 I相联；主气管与电控气阀、棱阀联接，棱阀的另一端与手动复位与二位三通阀联接，电控气阀的控制端与液控 电磁阀 联接；棱阀一端经棱阀与手动复位与二位三通阀联接的一端联接。其操作安全，使事故降到最低程度。，下面是一种用于海洋修井机的天车防碰系统及其控制方法专利的具体信息内容。
1、一种修井机的天车防碰系统，它由防碰复位的手动复位与三位四通 换向阀(1)、紧急刹车的手动复位与二位三通阀(2)、主滚筒操作的组合调 压阀(4)、防碰的两位通断阀(5)、绞车刹车气缸(9)以及快排阀(10)、快 排阀(10’)、棱阀(11’)、常开继电气器(12)、常闭继电气器(13)、常闭 继电气器(13’)、辅助刹车气缸(14)、辅助刹车控制的手轮调压阀(3)， 主滚筒导气龙头(15)及管线、钢绳组成，具体联接方式为：
(一)主气管经节点K1、节点P沿P2向与常闭继电气器(13)的一端 联接，常闭继电气器(13)的另一端与绞车刹车气缸(9)的S1口联接；
(二)主气管经节点K2与防碰复位的手动复位与三位四通换向阀(1) 的一端联接，防碰复位的手动复位与三位四通换向阀(1)的另一端经节点F、 防碰的两位通断阀(5)、棱阀(11’)、节点I与常闭继电气器(13)的控制 端依次联接，防碰复位的手动复位与三位四通换向阀(1)的又一端与绞车 刹车气缸(9)的S2口联接；
(三)主气管经节点K1、节点P沿P向与常闭继电气器(13’)、快排阀 (10)、主滚筒导气龙头(15)依次联接；
(四)主气管经节点K3与紧急刹车的手动复位与二位三通阀(2)的一 端联接，紧急刹车的手动复位与二位三通阀(2)的另一端与棱阀(11’)联 接；
(五)主气管经节点K4、辅助刹车控制的手轮调压阀(3)、快排阀(10’)、 辅助刹车气缸(14)依次联接；
(六)经节点F、常开继电气器(12)、主滚筒操作的组合调压阀(4)、 发动机油门S3依次联接，常开继电器(12)的控制端与节点I联接；
(七)主滚筒操作的组合调压阀(4)另一端与常闭继电气器(13’)的 控制端联接；
其特征在于：还包括下列联接：
(八)在绞车刹车气缸(9)S1口处与棱阀(11”)、快排阀(10’)依次 联接，棱阀(11”)的另一端与辅助刹车控制的手轮调压阀(3)联接；
(九)在防碰的两位通断阀(5)的一端经节点G与重锺防碰的手动复位 与二位三通阀(6)的一端联接，重锺防碰的手动复位与二位三通阀(6)的 另一端与常开继电气器(12)的控制端及节点I相联于节点T处；
(十)主气管经节点K5与电控气阀(8)、棱阀(11)依次联接，棱阀(11) 的另一端与紧急刹车的手动复位与二位三通阀(2)联接，电控气阀(8)的 控制端与液控电磁阀(7)、联接；
(十一)棱阀(11’)一端经棱阀(11)与紧急刹车的手动复位与二位三 通阀(2)的一端联接。
2、一种修井机的天车防碰系统的控制方法，包括下列步骤：
(一)大钩到达警戒调定位置，防碰的两位通断阀(5)动作，使该常闭 阀导通，主气经防碰复位的手动复位与三位四通换向阀(1)、防碰的两位通 断阀(5)、棱阀(11’)将常闭继电气器(13)导通，主气通过另一路穿过常 闭继电气器(13)使绞车刹车气缸(9)制动；
(二)防碰的两位通断阀(5)动作时，穿过防碰的两位通断阀(5)的 主气，同时将常开继电气器(12)关闭，从而切断原来穿过防碰复位的手动 复位与三位四通换向阀(1)、常开继电气器(12)、主滚筒操作的组合调压阀 (4)的主气，此时，常闭继电气器(13’)断开，主滚筒离合器通过快排阀 (10)放气，动力摘除，绞车停止转动；
(三)穿过防碰的两位通断阀(5)的主气，将常开继电气器(12)关闭 的同时，发动机油门气缸断气，发动机回到怠速运转状态；
其特征在于：还包括下列步骤：
(四)主气在常闭继电气器(13)与绞车刹车气缸(9)的S1口节点处， 经棱阀(11”)、快排阀(10’)启动辅助刹车气缸(14)，在重复上述步骤(1)、 (2)、(3)的同时，实现辅助刹车联动；
(五)防碰的两位通断阀(5)失效后，重锺防碰的手动复位与二位三通 阀(6)启动，使该常闭阀导通，从而代替防碰的两位通断阀(5)重复上述 步骤(1)、(2)、(3)、(4)；
(六)当大钩超过设定负荷时，液控电磁阀(7)触发电控气阀(8)使 该阀由常闭转为导通，主气经节点K5穿过电控气阀(8)、棱阀(11)、棱阀 (11’)使常闭继电气器(13)导通，常开继电器(12)关闭，从而代替防碰 的两位通断阀(5)或重锺防碰的手动复位与二位三通阀(6)重复上述步骤 (1)、(2)、(3)、(4)；
(七)紧急刹车制动，人为控制紧急刹车的手动复位与二位三通阀(2)， 主气经K3穿过紧急刹车的手动复位与二位三通阀(2)、棱阀(11)、棱阀(11’) 触发常闭继电器(13)，常开继电器(12)动作，从而代替防碰的两位通断阀 (5)、重锺防碰的手动复位与二位三通阀(6)、电控气阀(8)、重复上述步 骤(1)、(2)、(3)、(4)。
技术领域
本发明涉及一种修井机天车，尤其是一种修井机的天车防碰系统。
背景技术
主气管经节点K1、节点P沿P2向与常闭继电气器(13)的一端联接， 常闭继电气器(13)的另一端与绞车刹车气缸(9)的S1口联接；
主气管经节点K2与防碰复位的手动复位与三位四通换向阀(1)的一端 联接，防碰复位的手动复位与三位四通换向阀(1)的另一端经节点F、防碰 的两位通断阀(5)、棱阀(11’)、节点I与常闭继电气器(13)的控制端依 次联接，防碰复位的手动复位与三位四通换向阀(1)的又一端与绞车刹车 气缸(9)的S2口联接；
主气管经节点K1、节点P沿P向与常闭继电气器(13’)、快排阀(10)、 主滚筒导气龙头(15)依次联接；
主气管经节点K3与紧急刹车的手动复位与二位三通阀(2)的一端联接， 紧急刹车的手动复位与二位三通阀(2)的另一端与棱阀(11’)联接；
主气管经节点K4、辅助刹车控制的手轮调压阀(3)、快排阀(10’)、辅 助刹车气缸(14)依次联接；
经节点F、常开继电气器(12)、主滚筒操作的组合调压阀(4)、发动机 油门S3依次联接，常开继电器(12)的控制端与节点I联接；
主滚筒操作的组合调压阀(4)另一端与常闭继电气器(13’)的控制端 联接。
工作原理及具体动作如下：钻机正常工作时，将天车防碰与复位的三位 四通换向阀(1)的手柄搬至防碰位置(工位I)，当大钩上行到天车底部某 一警戒调定位置时，位于绞车上面的防碰的两位通断阀(5)被钢丝绳打开， 使该常闭阀从工位I转入工位II，主气经节点K2通过防碰的两位通断阀(5) 进入常闭继电器(13)，并打开常闭继电器(13)，使气包内主气经节点K1 从P2进入常闭继电器(13)，进入绞车刹车气缸(9)，进而刹死主滚筒。同 时另一路控制气控制常开继电器(12)，切断进入主滚筒操作的组合调压阀 (4)的进气，常闭继电器(13’)断开，从而使主滚筒离合器通过快排阀(10) 放气，绞车停止转动，滚筒离合器脱开的同时，油门气缸断气，发动机回到 怠速运转。实现刹车与动力摘除联动。从而达到天车防碰的目的。此时，操 作司钻箱上任何气控阀将无任何反应。待故障排除后，须将防碰的两位通断 阀(5)推杆复位，将防碰与复位的三位四通换向阀(1)手柄搬向复位位置 (工位III)，绞车刹车气缸(9)S2口进气，气缸收回，以保证下次使用安全。 当采用主刹车(如带刹或盘刹，公知技术)，刹车费力时，才通过辅助刹车 控制的手轮调压阀(3)挂合辅助刹车气缸，以降低司钻劳动强度，它不充 当安全刹车角色。紧急刹车与防碰的两位通断阀工作原理相同，都不与辅助 刹车气缸联动。
所以已知技术中，修井机的天车防碰系统为单一控制系统，只设置防 碰的两位通断阀与紧急刹车，辅助刹车气缸独立工作，防碰的两位通断阀不 与辅助刹车气缸联动，安全性低。
发明内容
本发明采用以下技术方案：
一种修井机的天车防碰系统，它由防碰复位的手动复位与三位四通换向 阀、紧急刹车的手动复位与二位三通阀、主滚筒操作的组合调压阀、防碰的 两位通断阀、绞车刹车气缸以及快排阀、快排阀、棱阀、常开继电气器、 常闭继电气器、常闭继电气器、辅助刹车气缸、辅助刹车控制的手轮调压阀， 主滚筒导气龙头及管线、钢绳组成，具体联接方式为：
(一)主气管经节点K1、节点P沿P2向与常闭继电气器的一端联接， 常闭继电气器的另一端与绞车刹车气缸的S1口联接；
(二)主气管经节点K2与防碰复位的手动复位与三位四通换向阀的一端 联接，防碰复位的手动复位与三位四通换向阀的另一端经节点F、防碰的两 位通断阀、棱阀、节点I与常闭继电气器的控制端依次联接，防碰复位的手 动复位与三位四通换向阀的又一端与绞车刹车气缸的S2口联接；
(三)主气管经节点K1、节点P沿P向与常闭继电气器、快排阀、主 滚筒导气龙头依次联接；
(四)主气管经节点K3与紧急刹车的手动复位与二位三通阀的一端联 接，紧急刹车的手动复位与二位三通阀的另一端与棱阀联接；
(五)主气管经节点K4、辅助刹车控制的手轮调压阀、快排阀、辅助刹 车气缸依次联接；
(六)经节点F、常开继电气器、主滚筒操作的组合调压阀、发动机油门 S3依次联接，常开继电器的控制端与节点I联接；
(七)主滚筒操作的组合调压阀另一端与常闭继电气器的控制端联接；
其特征在于：还包括下列联接：
(八)在绞车刹车气缸S1口处与棱阀、快排阀依次联接，棱阀的另一端 与辅助刹车控制的手轮调压阀联接；
(九)在防碰的两位通断阀的一端经节点G与重锺防碰的手动复位与二 位三通阀的一端联接，重锺防碰的手动复位与二位三通阀的另一端与常开继 电气器的控制端及节点I相联于节点T处；
(十)主气管经节点K5与电控气阀、棱阀依次联接，棱阀的另一端与紧 急刹车的手动复位与二位三通阀联接，电控气阀的控制端与液控电磁阀、联 接；
(十一)棱阀一端经棱阀与紧急刹车的手动复位与二位三通阀的一端联 接。
一种修井机的天车防碰系统的控制方法，包括下列步骤：
(一)大钩到达警戒调定位置，防碰的两位通断阀动作，使该常闭阀导 通，主气经防碰复位的手动复位与三位四通换向阀、防碰的两位通断阀、棱 阀将常闭继电气器导通，主气通过另一路穿过常闭继电气器使绞车刹车气缸 制动；
(二)防碰的两位通断阀动作时，穿过防碰的两位通断阀的主气，同时 将常开继电气器关闭，从而切断原来穿过防碰复位的手动复位与三位四通换 向阀、常开继电气器、主滚筒操作的组合调压阀的主气，此时，常闭继电气 器断开，主滚筒离合器通过快排阀放气，动力摘除，绞车停止转动；
(三)穿过防碰的两位通断阀的主气，将常开继电气器关闭的同时，发 动机油门气缸断气，发动机回到怠速运转状态；
其特征在于：还包括下列步骤：
(四)主气在常闭继电气器与绞车刹车气缸的S1口节点处，经棱阀、快 排阀启动辅助刹车气缸，在重复上述步骤(1)、(2)、(3)的同时，实现辅助刹车 联动；
(五)防碰的两位通断阀失效后，重锺防碰的手动复位与二位三通阀启 动，使该常闭阀导通，从而代替防碰的两位通断阀重复上述步骤(1)、(2)、(3)、 (4)；
(六)当大钩超过设定负荷时，液控电磁阀触发电控气阀使该阀由常闭 转为导通，主气经节点K5穿过电控气阀、棱阀、棱阀使常闭继电气器导通， 常开继电器关闭，从而代替防碰的两位通断阀或重锺防碰的手动复位与二位 三通阀重复上述步骤(1)、(2)、(3)、(4)；
(七)紧急刹车制动，人为控制紧急刹车的手动复位与二位三通阀，主 气经K3穿过紧急刹车的手动复位与二位三通阀、棱阀、棱阀触发常闭继电 器，常开继电器动作，从而代替防碰的两位通断阀、重锺防碰的手动复位与 二位三通阀、电控气阀、重复上述步骤(1)、(2)、(3)、(4)。
综上所述，本发明由于采用以上技术方案，响应时间小于0.5秒，操作 更安全，使事故发生率降到最低程度。
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图2为本发明修井机的天车防碰系统原理图。
具体实施方式
本发明具体联接方式为：
(1)主气管经节点K1、节点P沿P2向与常闭继电器(13)的一端联 接，常闭继电器(13)的另一端与绞车刹车气缸(9)的S1口联接；
(2)主气管经节点K2与防碰复位的手动复位与三位四通换向阀(1) 的一端联接，防碰复位的手动复位与三位四通换向阀(1)的另一端经节点F、 防碰的两位通断阀(5)、棱阀(11’)、节点I与常闭继电器(13)的控制端 依次联接，防碰复位的手动复位与三位四通换向阀(1)的又一端与绞车刹 车气缸(9)的S2口联接；
(3)主气管经节点K1、节点P沿P向与常闭继电器(13’)、快排阀(10)、 主滚筒导气龙头(15)依次联接；
(4)主气管经节点K3与紧急刹车的手动复位与二位三通阀(2)的一 端联接，紧急刹车的手动复位与二位三通阀(2)的另一端与棱阀(11’)联 接；
(5)主气管经节点K4、辅助刹车控制的手轮调压阀(3)、快排阀(10)、 辅助刹车气缸(14)依次联接；
(6)经节点F、常开继电器(12)、主滚筒操作的组合调压阀(4)、发 动机油门S3依次联接，常开继电器(12)的控制端与节点I联接；
(7)主滚筒操作的组合调压阀(4)另一端与常闭继电器(13’)的控 制端联接；
(8)在绞车刹车气缸(9)S1口处与棱阀(11”)、快排阀(10’)依 次联接，棱阀(11”)、的另一端与辅助刹车控制的手轮调压阀(3)联接；
(9)防碰的两位通断阀(5)的一端经节点G与重锺防碰的手动复位与 二位三通阀(6)的一端联接，重锺防碰的手动复位与二位三通阀(6)的另 一端与常开继电器(12)的控制端及节点I相联于节点T处；
(10)主气管经节点K5与电控气阀(8)、棱阀(11)依次联接，棱 阀(11)的另一端与紧急刹车的手动复位与二位三通阀(2)联接，电控气 阀(8)的控制端与液控电磁阀(7)、联接；
(11)棱阀(11’)一端经棱阀(11)与紧急刹车的手动复位与二位 三通阀(2)的一端联接。
本发明修井机的天车防碰系统的控制方法，包括下列步骤：(1)当大 钩到达警戒调定位置，防碰的两位通断阀(5)动作，使该常闭阀导通，主 气经防碰复位的手动复位与三位四通换向阀(1)、防碰的两位通断阀(5)、 棱阀(11’)将常闭继电器(13)导通，主气通过另一路穿过常闭继电器(13) 使绞车刹车气缸(9)制动；
(2)防碰的两位通断阀(5)动作时，穿过防碰的两位通断阀(5)的 主气，同时将常开继电器(12)关闭，从而切断原来穿过防碰复位的手动复 位与三位四通换向阀(1)、常开继电器(12)、主滚筒操作的组合调压阀(4) 的主气，此时，常闭继电器(13’)断开，主滚筒离合器通过快排阀(1 0) 放气，动力摘除，绞车停止转动；
(3)穿过防碰的两位通断阀(5)的主气，将常开继电器(12)关闭的 同时，发动机油门气缸断气，发动机回到怠速运转状态；
(4)主气在常闭继电器(13)与绞车刹车气缸(9)的S1口节点处， 经棱阀(11”)、快排阀(10’)启动辅助刹车气缸(14)，在重复上述步骤 (1)、(2)、(3)的同时，实现辅助刹车联动；
(5)防碰的两位通断阀(5)失效后，重锺防碰的手动复位与二位三通 阀(6)启动，使该常闭阀导通，从而代替防碰的两位通断阀(5)重复上述 步骤(1)、(2)、(3)、(4)；
(6)当大钩超过设定负荷时，液控电磁阀(7)触发电控气阀(8)使 该阀由常闭转为导通，主气经节点K5穿过电控气阀(8)、棱阀(11)、棱阀 (11’)使常闭继电器(13)导通，常开继电器(12)关闭，从而代替防碰 的两位通断阀(5)或重锺防碰的手动复位与二位三通阀(6)重复上述步骤 (1)、(2)、(3)、(4)；
(7)紧急刹车制动，人为控制紧急刹车的手动复位与二位三通阀(2)， 主气经K3穿过紧急刹车的手动复位与二位三通阀(2)、棱阀(11)、棱阀 (11’)触发常闭继电器(13)，常开继电器(12)动作，从而代替防碰的两 位通断阀(5)、重锺防碰的手动复位与二位三通阀(6)、电控气阀(8)、重 复上述步骤(1)、(2)、(3)、(4)。
工作原理及具体动作如下：钻机正常工作时，将天车防碰与复位的三位 四通换向阀(1)的手柄搬至防碰位置(工位I)，当大钩上行到天车底部某 一警戒调定位置时，位于绞车上面的处于工位I的防碰的两位通断阀(5) 被钢丝绳打开，使该常闭阀打开，主气通过防碰的两位通断阀(5)的工位 II进入常闭继电器(13)，并打开常闭继电器(13)，使气包内主气经节点K1 从P2进入常闭继电器(13)，一路进入绞车刹车气缸S1口，另一路通过棱 阀(11”)进入辅助刹车气缸(14)，进而刹死主滚筒。实现联动多点刹车。 同时再一路控制气I2通过节点T后，控制常开继电器(12)，切断进入主滚 筒操作的组合调压阀(4)的进气F，常闭继电器(13’)断开，从而使主滚 筒离合器通过快排阀(10)放气，绞车停止转动，主滚筒离合器脱开的同时， 油门气缸断气，发动机回到怠速运转。实现刹车与动力摘除联动。从而达到 天车防碰快速、可靠的目的。此时，操作司钻箱上任何气控阀将无任何反应。 待故障排除后，须将防碰的两位通断阀(5)推杆复位，将防碰复位阀手柄 搬向复位位置(工位III)，绞车刹车气缸恢复原状，辅助刹车气缸复位，解 除刹车。此时，仍须将控制阀手柄搬回到防碰位置(工位I)，以保证下次 使用安全。不工作时防碰复位阀手柄置工位II。
当防碰的两位通断阀(5)失效或游车大钩继续上升到一定高度时，大 钩顶到天车下悬挂重锤的配重块，重锤带动重锺防碰的手动复位与二位三通 阀(6)手柄下落，使气阀打开，从工位II进入工位I，主气经节点K2通过 该气阀进入常闭继电器(13)，并打开常闭继电器(13)，使气包内主气经节 点K1(与防碰的两位通断阀(5)工作原理一样)一路进入绞车刹车气缸(9)， 另一路通过棱阀(11”)进入辅助刹车气缸(14)，进而刹死主滚筒。实现联 动多点刹车。同时另一路控制气T2控制常开继电器(12)，切断进入主滚筒 操作的组合调压阀(4)的进气，常闭继电器(13’)断开，断开主气P1，从 而使主滚筒离合器通过快排阀(10)放气，绞车停止转动，滚筒离合器脱开 的同时，油门气缸断气，发动机回到怠速运转，实现刹车与动力摘除联动。 达到天车第二位补偿防碰的目的。此时，操作司钻控制阀，将无任何反应。 待故障排除后，须将防碰的两位通断阀(5)推杆复位，将防碰与复位的手 动复位、三位四通阀换向阀(1)手柄搬向复位位置(工位III)，绞车刹车气 缸(9)恢复原状，辅助刹车气缸(14)复位，解除刹车。此时，仍须将控 制阀手柄搬回到防碰位置(工位I)，以保证下次使用安全。不工作时防碰 与复位的手动复位、三位四通阀换向阀(1)手柄置工位II。
紧急刹车装置是利用主刹车气缸，由司钻人为控制绞车刹车。司钻台 上设置有紧急刹车的手动复位与二位三通阀(2)，无论何时，只要司钻认为 有必要紧急制动，只需按下此阀即可，当按下此阀后，该阀从工位II转入工 位I，主气K3经过棱阀(11)、棱阀(11’)进入常闭继电器(13)，并打开 常闭继电器(13)，使气包内主气经节点K1(与防碰的两位通断阀(5)工作 原理一样)一路进入绞车刹车气缸(9)，另一路通过棱阀(11”)进入辅助 刹车气缸(14)，进而刹死主滚筒。同时另一路控制气I2控制常开继电器(12)， 切断进入主滚筒操作的组合调压阀(4)的进气，常闭继电器(13’)断开， 断开主气P1，从而使主滚筒离合器通过快排阀(10)放气，绞车停止转动， 主滚筒便可在最短时间内停止转动，从而达到紧急刹车的目的。待故障排除 后，须让辅助刹车气缸(14)复位，刹车气缸恢复原状，解除刹车，回到防 碰状态，以保证下次使用安全。
系统中增加液控电磁阀(7)及电控气阀(8)，液控电磁阀(7)在准 备状态时，处于断电位置，受到油压后，接通电路，进入工作位置。电控气 阀(8)在准备状态时，处于断气位置，通电后接通气口，进入工作位置。 当大钩超过设定负荷时，指重表传感器油触发液控电磁阀动作，进而使主气 经节点K5通过电控气阀(8)进入棱阀(11)、棱阀(11’)，进入常闭继电器 (13)，并打开常闭继电器(13)，使气包内主气经节点K1(与防碰的两位通 断阀(5)工作原理一样)一路进入绞车刹车气缸(9)，另一路通过棱阀(11”) 进入辅助刹车气缸(14)，进而刹死主滚筒。同时另一路控制气I2控制常开 继电器(12)，切断进入主滚筒控制阀的进气F，常闭继电器(13’)断开， 断开主气P1，从而使主滚筒离合器通过快排阀(10)放气，主滚筒便可在最 短时间内停止转动，达到悬停钻柱的目的，提醒用户钻柱已过载。待故障排 除后，须让辅助刹车气缸(14)复位，刹车气缸恢复原状，解除刹车，以保 证下次使用安全。
所有阀件均选购已知技术中成熟可靠的液压、气动零部件或电气元器件。 各阀各自的连接方式、控制方式均为已知技术。
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