一种石油钻机用井架起升防脱落保护机构的制作方法

1.本发明涉及石油勘探技术领域，具体为一种石油钻机用井架起升防脱落保护机构。


背景技术：

2.在石油勘探领域，需要借助石油钻机带动钻具破碎岩石，向地下钻进，以便钻出规定深度的井眼，从而供采油机或采气机获取石油或天然气。井架是在钻井或修井过程中，用于安放天车，悬挂游车、大钩、吊环、吊卡等机具，以及起下、存放钻杆、油管及抽油杆的装置。石油钻机的安装和工作离不开井架。
3.目前市面上的石油钻机井架由于结构设计的原因，缺少防脱落保护措施，当起升过程中发生绳索脱落时，无法及时进行制动，导致天车等相关钻机构件急速下落，从而使得相关构件在重力作用下与地面之间发生剧烈撞击而损坏，不仅会影响井架的正常工作，同时也会引发安全事故，因此急需发明一种石油钻机用井架起升防脱落保护机构。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题在于克服现有技术的石油钻机井架缺少防脱落保护措施，当起升过程中发生绳索脱落时，无法及时进行制动的缺陷，提供一种石油钻机用井架起升防脱落保护机构。所述一种石油钻机用井架起升防脱落保护机构具有结构设计合理，制动及时，并且制动手段多样，可有效防止起升时绳索脱落而造成井架损坏等特点。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石油钻机用井架起升防脱落保护机构，包括架体，所述架体内设置有游车，所述游车的两侧侧壁均固定连接有牵引环，所述架体的顶部固定连接有一对轮架，所述轮架之间固定连接有轮轴，所述轮轴的轴身活动连接有导轮，所述导轮的表面开设有绳槽，所述架体的一侧设置有绞车，所述绞车的滚筒上缠绕有牵引绳，所述牵引绳穿过导轮表面的绳槽，其末端分成两股并分别系在两个牵引环上，所述游车的正下方设置有天车，其底部固定连接有悬挂环，所述悬挂环上系有若干条悬挂绳，所述悬挂绳的末端固定连接在天车的顶部四个角处，所述天车的两侧侧壁均固定连接有连接块，所述架体的两侧侧壁均开设有与连接块相配合的活动槽，所述连接块的末端穿过活动槽并固定连接有安装块，所述安装块位于架体外，且所述安装块上安装有测速传感器，所述天车的上方和下方分别设置有第一制动机构和第二制动机构。
6.优选的，所述游车的顶部固定连接有固定块，所述固定块的两侧均固定连接有连接杆，所述连接杆的末端固定连接有限位管，所述限位管套设在牵引绳上。
7.优选的，所述第一制动机构包括第一气缸，所述第一气缸安装在天车的两侧内壁，其输出轴贯穿天车的侧壁并固定连接有制动板，且所述第一气缸与测速传感器之间通过控制线电性连接。
8.优选的，所述第二制动机构包括制动架，所述制动架固定连接在天车的底部，其两侧侧壁均开设有开口，所述开口的内壁固定连接有轮轴，所述轮轴的轴身活动连接有制动
轮，所述制动轮贴合在架体的内壁，所述制动架的底部内壁固定连接有竖板，所述竖板的两侧均安装有第二气缸，所述第二气缸的输出轴末端固定连接有制动块，且所述第二气缸与测速传感器之间通过控制线电性连接，所述制动架的下方设置有缓冲机构。
9.优选的，所述制动块为弧形，其靠近制动轮一侧的表面设置有一层防滑垫，所述制动板靠近架体内壁一侧的表面同样设置有一层防滑垫，所述防滑垫为橡胶垫结构，其表面刻有人字形防滑纹。
10.优选的，所述缓冲机构包括一对缓冲筒，所述缓冲筒固定连接在制动架的底部两侧，其筒内设置有滑块，所述缓冲筒的两侧侧壁均开设有与滑块相配合的滑槽，所述滑块的两端穿过滑槽并固定连接有凸块，所述凸块位于缓冲筒外，其宽度大于滑槽的槽宽，所述滑块的顶部与制动架的底部之间固定连接有第一弹簧，其底部固定连接有缓冲杆，所述缓冲杆的底端贯穿缓冲筒的底部并固定连接有缓冲板。
11.优选的，所述缓冲板的底部表面均匀设置有若干个半球形橡胶块，其顶部固定连接有一对支架，所述支架之间固定连接有导杆，所述导杆的杆身套设有一对传动块，所述传动块的表面开设有与导杆相配合的通孔，所述导杆穿过通孔，所述传动块与支架之间固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧缠绕在导杆的杆身，所述传动块的顶部固定连接有一对连接座，所述连接座之间固定连接有转轴，所述转轴的轴身活动连接有连杆，所述连杆的末端固定连接有轮轴，所述轮轴的轴身固定连接有滚轮，所述滚轮贴合在制动架的底部表面。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
13.1、结构设计合理，制动及时，本发明通过测速传感器可实时监测天车起升过程中的速度，当起升过程绳索发生脱落而导致天车急速下落时，测速传感器可及时监测到速度异常，并通过控制线将控制信号分别传递给第一制动机构和第二制动机构；
14.2、制动效果好，本发明通过第一制动机构和第二制动机构的共同作用可在测速传感器监测到速度异常时对天车进行双重制动，以便有效减缓天车下落的速度，从而起到防脱落保护的效果；
15.3、本发明通过缓冲机构中各个构件之间的相互配合可在天车落到地面时起到缓冲的作用，以便大幅减小缓冲板所受到的地面冲击力，从而避免天车底部的相关构件因剧烈撞击而损坏。
附图说明
16.图1为本发明的局部结构立体图；
17.图2为本发明的整体结构示意图；
18.图3为本发明中游车的结构示意图；
19.图4为本发明中天车的结构示意图；
20.图5为本发明中第一制动机构的结构示意图；
21.图6为本发明中第二制动机构的结构示意图；
22.图7为本发明中缓冲机构的结构示意图；
23.图8为图7中的a处放大图。
24.图中标号：1、架体；2、游车；3、牵引环；4、轮架；5、导轮；6、绞车；7、牵引绳；8、天车；9、悬挂环；10、悬挂绳；11、连接块；12、活动槽；13、安装块；14、测速传感器；15、固定块；16、
连接杆；17、限位管；18、第一气缸；19、制动板；20、制动架；21、制动轮；22、竖板；23、第二气缸；24、制动块；25、防滑垫；26、缓冲筒；27、滑块；28、滑槽；29、凸块；30、第一弹簧；31、缓冲杆；32、缓冲板；33、支架；34、导杆；35、传动块；36、第二弹簧；37、连接座；38、连杆；39、滚轮。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种石油钻机用井架起升防脱落保护机构，包括架体1，架体1内设置有游车2，游车2的两侧侧壁均固定连接有牵引环3，架体1的顶部固定连接有一对轮架4，轮架4之间固定连接有轮轴，轮轴的轴身活动连接有导轮5，导轮5的表面开设有绳槽，架体1的一侧设置有绞车6，绞车6的滚筒上缠绕有牵引绳7，牵引绳7穿过导轮5表面的绳槽，其末端分成两股并分别系在两个牵引环3上，通过驱动绞车6可带动滚筒转动从而将牵引绳7收紧或放松，当牵引绳7收紧或放松时可借由牵引环3带动游车2上下运动，游车2的顶部固定连接有固定块15，固定块15的两侧均固定连接有连接杆16，连接杆16的末端固定连接有限位管17，限位管17套设在牵引绳7上，通过限位管17可对牵引绳7进行限位，从而防止其在牵引过程中发生晃动而影响游车2的稳定性，游车2的正下方设置有天车8，其底部固定连接有悬挂环9，悬挂环9上系有若干条悬挂绳10，悬挂绳10的末端固定连接在天车8的顶部四个角处，当游车2上下运动时可通过悬挂绳10带动天车8一起运动，从而实现起升操作，天车8的两侧侧壁均固定连接有连接块11，架体1的两侧侧壁均开设有与连接块11相配合的活动槽12，连接块11的末端穿过活动槽12并固定连接有安装块13，安装块13位于架体1外，且安装块13上安装有测速传感器14，通过测速传感器14可实时监测天车8起升过程中的速度，天车8的上方和下方分别设置有第一制动机构和第二制动机构，第一制动机构包括第一气缸18，第一气缸18安装在天车8的两侧内壁，其输出轴贯穿天车8的侧壁并固定连接有制动板19，且第一气缸18与测速传感器14之间通过控制线电性连接，当起升过程绳索发生脱落而导致天车8急速下落时，测速传感器14可及时监测到速度异常，并通过控制线将控制信号传递给第一气缸18，从而驱动第一气缸18使其带动制动板19向架体1内壁的方向移动，直至制动板19紧紧抵在架体1的内壁，第二制动机构包括制动架20，制动架20固定连接在天车8的底部，其两侧侧壁均开设有开口，开口的内壁固定连接有轮轴，轮轴的轴身活动连接有制动轮21，制动轮21贴合在架体1的内壁，起升过程中制动架20会带动制动轮21沿着架体1的内壁滚动，制动架20的底部内壁固定连接有竖板22，竖板22的两侧均安装有第二气缸23，第二气缸23的输出轴末端固定连接有制动块24，且第二气缸23与测速传感器14之间通过控制线电性连接，制动块24为弧形，当起升过程绳索发生脱落而导致天车8急速下落时，测速传感器14可及时监测到速度异常，并通过控制线将控制信号传递给第二气缸23，从而驱动第二气缸23使其带动制动块24向制动轮21的方向移动，直至制动块24紧紧抵在制动轮21的表面，制动块24靠近制动轮21一侧的表面设置有一层防滑垫25，制动板19靠近架体1内壁一侧的表面同样设置有一层防滑垫25，防滑垫25为橡胶垫结构，其表面刻有人字形防滑纹，可分别增大制动板19与架体1内壁之间、制动块24与制动轮21表面之间
的摩擦力，以便起到双重制动的作用，从而有效减缓天车8下落的速度，以起到防脱落保护的效果，制动架20的下方设置有缓冲机构，缓冲机构包括一对缓冲筒26，缓冲筒26固定连接在制动架20的底部两侧，其筒内设置有滑块27，缓冲筒26的两侧侧壁均开设有与滑块27相配合的滑槽28，滑块27的两端穿过滑槽28并固定连接有凸块29，凸块29位于缓冲筒26外，其宽度大于滑槽28的槽宽，滑块27的顶部与制动架20的底部之间固定连接有第一弹簧30，其底部固定连接有缓冲杆31，缓冲杆31的底端贯穿缓冲筒26的底部并固定连接有缓冲板32，当速度减慢后的天车8在重力作用下落到地面时，会首先与缓冲板32相接触，缓冲板32的底部表面均匀设置有若干个半球形橡胶块，橡胶块具有弹性，当受到挤压时会弹性变形，从而可起到缓冲的效果，缓冲板32顶部固定连接有一对支架33，支架33之间固定连接有导杆34，导杆34的杆身套设有一对传动块35，传动块35的表面开设有与导杆34相配合的通孔，导杆34穿过通孔，传动块35与支架33之间固定连接有第二弹簧36，第二弹簧36缠绕在导杆34的杆身，传动块35的顶部固定连接有一对连接座37，连接座37之间固定连接有转轴，转轴的轴身活动连接有连杆38，连杆38的末端固定连接有轮轴，轮轴的轴身固定连接有滚轮39，滚轮39贴合在制动架20的底部表面，缓冲板32受力后会带动滑块27沿着滑槽28向上运动并压缩第一弹簧30，与此同时，滚轮39会沿着制动架20的底部表面向两侧滚动，此时连杆38发生偏转从而分别带动两个传动块35沿着导杆34向两侧滑动并压缩第二弹簧36，继而通过第一弹簧30和第二弹簧36共同的弹性复位作用可进一步起到缓冲的效果，以便大幅减小缓冲板32所受到的地面冲击力，从而避免天车8底部的相关构件因剧烈撞击而损坏。
27.工作原理：本发明在使用时，首先将该机构中的电器元件均通过导线外接控制开关和电源，当对石油钻机进行起升时，驱动绞车6滚筒转动，使其将牵引绳7收紧，牵引绳7收紧后带动游车2向上运动，而当游车2向上运动时，通过悬挂绳10可带动天车8一起运动，从而实现石油钻机的起升操作，起升过程中通过测速传感器14可实时监测天车8的速度；当起升过程中绳索发生脱落而导致天车8急速下落时，测速传感器14可及时监测到速度异常，并通过控制线将控制信号分别传递给第一气缸18和第二气缸23，接收到控制信号后的第一气缸18和第二气缸23可分别驱动制动板19和制动块24向着架体1的内壁和制动轮21的表面方向移动，直至制动板19和制动块24分别紧紧抵在架体1的内壁和制动轮21的表面，从而可起到双重制动的作用，以便有效减缓天车8下落的速度，继而起到防脱落保护的效果，当速度减慢后的天车8在重力作用下落到地面时，会首先与缓冲板32相接触，缓冲板32受力后会带动滑块27沿着滑槽28向上运动并压缩第一弹簧30，与此同时，滚轮39会沿着制动架20的底部表面向两侧滚动，此时连杆38发生偏转从而分别带动两个传动块35沿着导杆34向两侧滑动并压缩第二弹簧36，继而通过第一弹簧30和第二弹簧36共同的弹性复位作用可起到缓冲的作用，以便大幅减小缓冲板32所受到的地面冲击力，从而避免天车8底部的相关构件因剧烈撞击而损坏。
28.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。