石油作业设备集成化安全装置的制作方法

1.本实用新型涉及包装领域，特别是指石油作业设备集成化安全装置。


背景技术：

2.在石油行业的钻井、修井、抽汲等作业过程中，广泛采用由滚筒
‑
钢丝绳
‑ꢀ
井架组成的装置来进行起吊工作，用来起下管具的工作机构有钻机、修井机、通井机、抽汲车、捞油车等。这类工作机构作业过程中，操作手需要时刻密切关注游动滑车位置、负载、滚筒刹车情况、井口情况、井架和载车情况等，关注范围大而分散，关注点和安全隐患多，不可避免的存在因疏忽造成的游动滑车碰井架和砸井口风险、游动滑车过载风险、滚筒刹车异常、井口设备故障或人员受伤、井架或载车倾覆风险等各种安全事故隐患。
3.现有技术中采用的安全措施是使用单独的游动滑车防碰仪来提前警示游动滑车碰井架、砸井口风险，并进行紧急刹车等动作，避免人为疏忽造成的游动滑车碰井架、砸井口事故；使用单独的拉力计来测量和显示游动滑车负载；并通过肉眼观察滚筒刹车情况、井口情况；使用单独的井架或载车倾角传感器来警示出现的倾覆风险。这样造成设备成本增加，设备上各种线束复杂，操作人员负担加重。并且由于所需关注范围大而分散、关注点多，造成各种安全隐患。


技术实现要素：

4.本实用新型提出石油作业设备集成化安全装置，通过将单独的防碰仪功能、拉力计功能、防倾覆功能合而为一，同时增加了钢丝绳滚筒、载车、井架及井口位置的图像显示功能，使得操作者可以通过一套控制系统就能够检测设备的各个部位和环节的工作情况、参数图像等，能够及时发现安全隐患，并可通过控制系统自身的程序设计实现各种自动报警、减速、刹车等动作，同时控制系统的设计简洁、高效，大大降低了安全隐患，极大降低了成本和操作者的负担；同时各个传感器将采集到的信号传送给主机后，主机统一进行处理、积累和分析数据，为日后决策和改进工作提供重要的数据基础和影像资料。
5.本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.石油作业设备集成化安全装置，包括：载车、井架、游动滑车及操作平台，所述井架安装于所述载车上，所述载车上设置有钢丝绳滚筒，所述游动滑车通过滑轮组与所述钢丝绳滚筒连接，所述操作平台设置于所述载车上；
7.还包括控制系统，所述控制系统包括主机、滚筒传感器、拉力传感器、倾角传感器、摄像头、系统报警器、刹车控制阀及图像显示器，所述滚筒传感器、拉力传感器、倾角传感器、摄像头、系统报警器、刹车控制阀及图像显示器均与所述主机连接，所述图像显示器与所述摄像头连接；
8.所述主机、系统报警器及图像显示器均安装于所述操作平台上；
9.所述滚筒传感器安装于所述钢丝绳滚筒上；
10.所述拉力传感器、所述倾角传感器及所述刹车控制阀均设置于所述载车上；
11.所述钢丝绳滚筒、载车、井架及井口上均设置有所述摄像头；
12.所述图像显示器上设置有滚筒显示单元、载车显示单元、井架显示单元及井口显示单元；
13.所述操作平台上设置有防碰仪，所述防碰仪与所述主机连接。
14.进一步，所述载车包括支撑平台及行走装置，所述行走装置设置于所述支撑平台底部，所述倾角传感器安装于所述支撑平台上，所述刹车控制阀安装于所述行走装置上；
15.所述操作平台设置于所述支撑平台上。
16.进一步，所述滑轮组包括定滑轮、辅助滑轮及钢丝绳，所述钢丝绳一端缠绕于所述钢丝绳滚筒上、且端部固定于所述载车上，所述钢丝绳依次绕过所述定滑轮、辅助滑轮及游动滑车后固定于所述井架顶部。
17.进一步，所述游动滑车内部设置有游动滑轮，所述钢丝绳绕过所述游动滑轮。
18.更进一步，所述钢丝绳滚筒包括主滚筒及副滚筒，所述副滚筒设置有一对或多对，一对或多对副滚筒均相对于所述主滚筒对称设置；
19.相应的，所述钢丝绳包括主钢丝绳及副钢丝绳，所述副钢丝绳设置有一对或多对；
20.所述定滑轮、辅助滑轮及游动滑轮上均设置有主滑槽及相对于所述主滑槽对称的一对或多对副滑槽，所述主钢丝绳绕过所述主滑槽，所述副钢丝绳绕过所述副滑槽。
21.本实用新型通过将单独的防碰仪功能、拉力计功能、防倾覆功能合而为一，同时增加了钢丝绳滚筒、载车、井架及井口位置的图像显示功能，使得操作者可以通过一套控制系统就能够检测设备的各个部位和环节的工作情况、参数图像等，能够及时发现安全隐患，并可通过控制系统自身的程序设计实现各种自动报警、减速、刹车等动作，同时控制系统的设计简洁、高效，大大降低了安全隐患，极大降低了成本和操作者的负担；同时各个传感器将采集到的信号传送给主机后，主机统一进行处理、积累和分析数据，为日后决策和改进工作提供重要的数据基础和影像资料。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术顾客员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型具体实施例中的石油作业设备集成化安全装置的结构示意图；
24.图2为图1所示的石油作业设备集成化安全装置的各个结构连接关系示意图；
25.图3为图1、图2所示的石油作业设备集成化安全装置的游动滑车的结构示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.在本实用新型的具体实施例中，见图1
‑
图3，石油作业设备集成化安全装置，包括
28.载车1、井架3、游动滑车4及操作平台2，所述井架3安装于所述载车1 上，所述载车1上设置有钢丝绳滚筒6，所述游动滑车4通过滑轮组5与所述钢丝绳滚筒6连接，所述操作平台2设置于所述载车1上；
29.还包括控制系统7，所述控制系统7包括主机71、滚筒传感器72、拉力传感器73、倾角传感器74、摄像头、系统报警器75、刹车控制阀76及图像显示器77，所述滚筒传感器72、拉力传感器73、倾角传感器74、摄像头、系统报警器75、刹车控制阀76及图像显示器77均与所述主机71连接，所述图像显示器77与所述摄像头连接；
30.所述主机71、系统报警器75及图像显示器77均安装于所述操作平台2上；
31.所述滚筒传感器72安装于所述钢丝绳滚筒6上；
32.所述拉力传感器73、所述倾角传感器74及所述刹车控制阀76均设置于所述载车1上；
33.所述钢丝绳滚筒6、载车1、井架3及井口(由于井口是设置在地上，因此未在图中示出)上均设置有所述摄像头，分别为摄像头8
‑
1、摄像头8
‑
2、摄像头8
‑
3、摄像头8
‑
4；
34.所述图像显示器77上设置有滚筒显示单元771、载车显示单元772、井架显示单元773及井口显示单元774；
35.所述操作平台2上设置有防碰仪21，所述防碰仪21与所述主机71连接。
36.在本实用新型的具体实施例中，见图1
‑
图3，所述载车1包括支撑平台11 及行走装置12，所述行走装置12设置于所述支撑平台11底部，所述倾角传感器74安装于所述支撑平台11上，所述刹车控制阀76安装于所述行走装置12 上；
37.所述操作平台2设置于所述支撑平台11上。
38.在本实用新型的具体实施例中，见图1
‑
图3，所述滑轮组5包括定滑轮51、辅助滑轮52及钢丝绳53，所述钢丝绳53一端缠绕于所述钢丝绳滚筒6上、且端部固定于所述载车1上，所述钢丝绳53依次绕过所述定滑轮51、辅助滑轮 52及游动滑车4后固定于所述井架3的顶部。
39.在本实用新型的具体实施例中，见图1
‑
图3，所述游动滑车4内部设置有游动滑轮41，所述钢丝绳53绕过所述游动滑轮41。
40.在本实用新型的具体实施例中，见图1
‑
图3，所述钢丝绳滚筒6包括主滚筒及副滚筒，所述副滚筒设置有一对或多对，一对或多对副滚筒均相对于所述主滚筒对称设置；
41.相应的，所述钢丝绳53包括主钢丝绳及副钢丝绳，所述副钢丝绳设置有一对或多对；
42.所述定滑轮51、辅助滑轮52及游动滑轮41上均设置有主滑槽及相对于所述主滑槽对称的一对或多对副滑槽，所述主钢丝绳绕过所述主滑槽，所述副钢丝绳绕过所述副滑槽。
43.在本实用新型的具体实施例中，见图1
‑
图3，在本技术中滚筒传感器将滚筒旋转产生的信号传送至主机，由主机内置处理器计算游动滑车的位置，并根据设置发出报警信号或者紧急刹车信号；拉力传感器将游动滑车的负载信号传输至主机，主机根据设置发出报警信号或紧急刹车信号；倾角传感器将井架或载车的倾斜信号传输至主机，主机根据设置发出报警信号或紧急刹车信号；设置在钢丝绳滚筒、载车、井架、井口等部位的摄像头将各自部位的影像信息实时传送给主机，操作者可以通过图像显示器进行实时观察；报警器用来执行主机给出的报警指令，发出声、光报警，以提示操作者注意；刹车控制阀用来执行主
机给出的刹车指令，切断动力并停止钢丝绳滚筒的旋转，防止事故发生或扩大；
44.本技术中将单独的防碰仪功能、拉力计功能、防倾覆功能合而为一，同时增加了钢丝绳滚筒6、载车1、井架3及井口位置的图像显示功能，使得操作者可以通过一套控制系统就能够检测设备的各个部位和环节的工作情况、参数图像等，能够及时发现安全隐患，并可通过控制系统自身的程序设计实现各种自动报警、减速、刹车等动作，同时控制系统的设计简洁、高效，大大降低了安全隐患，极大降低了成本和操作者的负担；
45.现有技术中的防倾覆装置只具备报警功能，本技术通过与游动滑车及防碰仪结合，也可以具备紧急刹车、减速、软着陆等功能；
46.现有技术中的拉力计装置只能进行测量和显示，通过与游动滑车及防碰仪结合，也可以在同一个主机屏幕上显示，并可以通过操控界面控制摄像头的焦距、角度等；
47.本技术实现了一套系统多种功能同时存在，更加便于操作者熟悉使用，也方便日常维护和修理；
48.同时各个传感器将采集到的信号传送给主机后，主机统一进行处理、积累和分析数据，为日后决策和改进工作提供重要的数据基础和影像资料。
49.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。