SFP-DG型游车防碰及吨公里综合指示仪的研制与应用.pdf

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1、2010年第39卷石油矿场机械第3期第74页OILFIELDEQUIPMENT文章编号：1001—3482(2010)03—0074—03SFP-DG型游车防碰及吨公里综合指示仪的研制与应用曹维立，邓俊(湖北江汉石油仪器仪表有限公司，武汉430205)摘要：钻修井机多采用机械防碰装置来防止游车碰到天车，没有专门的吨公里指示仪，何时需要倒大绳仅凭经验而定。针对这种情况设计了SFP—DG型游车防碰及吨公里综合指示仪，该仪表设计独特、功能完善，能满足各钻修井机的使用要求。关键词：钻机；吨公里；大钩悬重；游车防碰；游车高度中图分类号：TE928文献标识码：B在钻机和修井机上安装天车防碰仪是保障设备报

2、警方式为蜂鸣器发出报警声音，同时游车高度显安全运转的基本要求；有的钻机为检测钢丝绳磨损示窗口数字闪烁；刹车方式为控制信号电缆发出控程度而定期倒钢丝绳l1]，要求安装吨公里指示仪，制信号到电磁阀，通过电磁阀控制气动刹车单元来这2种小型仪表分别由多个厂家研制生产，但游车实现自动刹车。防碰及吨公里综合指示的仪表却很少有人研制。为2系统设计此，湖北江汉石油仪器仪表有限公司开发了SFP～DG型游车防碰及吨公里综合指示仪，该仪表综合2．1硬件设计了天车防碰仪和吨公里指示仪的功能，并进行扩展，SFP—DG型游车防碰及吨公里综合指示仪由采具有游车高度指示、防“上碰下砸”控制功能和大钩集显示单元、控制单元、游

3、车高度传感器、大钩载荷悬重及钻压指示、吨公里累计显示和存储等功能，适变送器、报警器及相应电缆组成，系统硬件组成如图用于各种型号的钻修井机，已生产使用20余套，取1所示。得了良好的应用效果。1基本原理SFP—DG型游车防碰及吨公里综合指示仪系统以嵌入式单片机为核心]，采集传感器信号为基础，通过中央CPU采集处理，实时显示游车高度值、大钩载荷、钻压以及吨公里值，断电时可对当前游车高度值和吨公里值进行存储，以便重新通电时可接续断电前游车高度值和吨公里值显示。修改或设置系统参数由2x4矩阵式操作键盘完成，通过该键盘可对游车高度和大钩载荷进行标定，修改吨公里值，设图1系统硬件组成置各报警值。对于游车高

4、度有上碰和下砸2个报警值，当游车高度超过设置的报警值实现报警并刹车，SFP—DG型游车防碰及吨公里综合指示仪采用收稿日期：2009—09—14作者简介：曹维立(1972一)，男，山东莱州人，高级工程师，1995年毕业于大庆石油学院矿藏地球物理专业，现从事钻井仪表设计开发工作，E—mail：cwl@hbjpim．corn。第39卷第3期曹维立，等：SFPDG型游车防碰及吨公里综合指示仪的研制与应用防爆设计，由于现场安装位置有限，且多安装在旧钻机或修井机上，所以设计的采集显示单元外形较小，体积较轻，安装方便。游车高度传感器(如图2)安装在钻机滚筒一端转动轴上，由屏蔽电缆连接至采集显示单元；大钩载

5、荷变送器安装在指重表液压信号三通处，由屏蔽电缆连接至采集显示单元。转接接头图2游车高度传感器游车高度传感器采用进口光电编码器，测量精度高；控制单元选用德国进口FESTO电磁阀及原装气路接插件；采集显示单元内选用军品级、耐高低温、抗干扰、低功耗芯片，工作温度可达一45～+125℃。整套系统耐温范围一4O～+70℃。2．2软件设计图3软件功能该系统采用5l系列嵌入式单片机作为中央3．2基本参数CPU，软件程序用汇编语言编写，该软件主要负责适用电压85～245V游车高度传感器原始数据采集、大钩载荷原始数据适用频率47～63Hz采集、实际游车高度值和大钩载荷值及钻压计算并工作环境温度一4O～70℃显

6、示、报警和刹车信息判断并输出信息、键盘操作处相对湿度0～95RH理等。软件功能如图3所示。质量10kg该系统软件智能化程度高，运行速度快，计算精外形尺寸300mm×300mm×120mm确，显示延迟时间短，能做到测量显示同步完成；采防护等级IP67用模块化设计，便于维护和功能扩展；在设计上紧密防爆等级ExdlI，BT4结合硬件电路，具有硬件故障自诊断功能。4现场应用3主要技术参数SFP—DG型游车防碰及吨公里综合指示仪自研3．1监测参数制生产以来，在多个油田得到推广使用，取得了良好游车高度范围0～99．9m的效果，成为现场司钻人员安全作业的得力助手。游车移动速度范围O～9．99m／s2008

7、—11在陕西榆林地区多个井队安装SFP—测量误差高度<0．1mDG型游车防碰及吨公里综合指示仪，减少了事故悬重测量范围(0～500．O)X10kN的发生。测量误差≤±1．5F·S5结语钻压测量范围(0～100．O)×10kN测量误差≤±1．5F·SSFP—DG型游车防碰及吨公里综合指示仪独特吨公里显示范围0-9999999．9t·km的设计和完善的功能能满足钻修井机的使用要求，2010年第39卷石油矿场机械第