一种用于石油勘探用钻机的钻台转盘面防砸的监控装置.pdf

本发明涉及一种用于石油勘探用钻机的钻台转盘面防砸的监控装置，其特征在于，由光电编码器传感器、防砸控制器、液控比例阀组成，光电编码器传感器通过防砸控制器与液控比例阀连接。所述的防砸控制器由FPGA、光电隔离电路、JTAG口、操作按键、电源隔离模块、信号放大电路、功率放大电路、指示灯、液晶显示模块和晶振电路组成，FPGA分别与光电隔离电路、JTAG口、操作按键、电源隔离模块、信号放大电路、指示灯、液晶显示模块和晶振电路连接，光电隔离电路与传感器信号输入连接，24V电源输入分别与传感器信号输入、电源隔离模块和功率放大电路连接，功率放大电路与电磁阀驱动输出连接。本发明的优点是可以解决现场的钻台转盘面防砸问题，降低事故隐患，提高现场的安全性。

1.  一种用于石油勘探用钻机的钻台转盘面防砸的监控装置，其特征在于，由光电编码器传感器(1)、防砸控制器(2)、液控比例阀(3)组成，光电编码器传感器(1)通过防砸控制器(2)与液控比例阀(3)连接。

2.  根据权利要求1所述的一种用于石油勘探用钻机的钻台转盘面防砸的监控装置，其特征在于，所述的光电编码器传感器(1)由6个三极管Q1-Q6、2个二极管D1-D2、5个电阻R1-R5组成，三极管Q1的集电极通过电阻R1与电源连接，三极管Q1的基极与三极管Q2的基极连接，并与电阻R3和三极管Q3的发射极连接，电阻R3另一端连接电源，并通过2个二极管D1、D2与信号地GND连接，三极管Q1的发射极与三极管Q2的发射极连接，并连接A相信号，三极管Q2集电极与三极管Q3的集电极连接，三极管Q4的集电极通过电阻R2与电源连接，三极管Q4的基极与三极管Q5的基极连接，并与电阻R4和三极管Q6的发射极连接，电阻R4另一端连接电源，三极管Q4的发射极与三极管Q5的发射极连接，并连接B相信号，三极管Q5集电极与三极管Q6的集电极连接，并与信号地GND连接。

3.  根据权利要求1所述的一种用于石油勘探用钻机的钻台转盘面防砸的监控装置，其特征在于，所述的防砸控制器(2)由现场可编程门阵列FPGA、光电隔离电路、联合测试行动小组制定的一种国际标准测试协议JTAG口、操作按键、电源隔离模块、信号放大电路、功率放大电路、指示灯、液晶显示模块和晶振电路组成，现场可编程门阵列FPGA分别与光电隔离电路、联合测试行动小组制定的一种国际标准测试协议JTAG口、操作按键、电源隔离模块、信号放大电路、指示灯、液晶显示模块和晶振电路连接，光电隔离电路与传感器信号输入连接，24V电源输入分别与传感器信号输入、电源隔离模块和功率放大电路连接，功率放大电路与电磁阀驱动输出连接。

一种用于石油勘探用钻机的钻台转盘面防砸的监控装置
技术领域
本发明涉及一种用于石油勘探用钻机的钻台转盘面防砸的监控装置，属于石油勘探用钻机监控装置技术领域。
背景技术
在石油勘探钻井现场，钻机作业时，通过绞车传递动力至大钩，悬吊着钻具进行作业。一般情况下，重约3.5吨的大钩在0～40m范围内做上下运动。在起下钻时，大钩在重力加速度等因素的影响下空载向下快速运动，在距转盘面0.2m处停止，很容易出现大钩下砸到钻台转盘面的危险事故。传统作业中，司钻靠经验和目测来控制游车和钻台转盘面的距离，对绞车进行刹车或驻车操作，稍有不慎很容易出现下砸到转盘的安全事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单的，对大钩下放可及时制动的用于石油勘探用钻机的钻台转盘面防砸的监控装置。
为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种用于石油勘探用钻机的钻台转盘面防砸的监控装置，其特征在于，由光电编码器传感器、防砸控制器、液控比例阀组成，光电编码器传感器通过防砸控制器与液控比例阀连接。
所述的防砸控制器由现场可编程门阵列FPGA、光电隔离电路、联合测试行动小组制定的一种国际标准测试协议JTAG口、操作按键、电源隔离模块、信号放大电路、功率放大电路、指示灯、液晶显示模块和晶振电路组成，现场可编程门阵列FPGA分别与光电隔离电路、联合测试行动小组制定的一种国际标准测试协议JTAG口、操作按键、电源隔离模块、信号放大电路、指示灯、液晶显示模块和晶振电路连接，光电隔离电路与传感器信号输入连接，24V电源输入分别与传感器信号输入、电源隔离模块和功率放大电路连接，功率放大电路与电磁阀驱动输出连接。
本发明采用防砸控制器，无需气控元件，直接用电信号控制液控比例阀，可对大钩下放时进行及时制动。
本发明的优点是可以解决现场的钻台转盘面防砸问题，降低事故隐患，提高现场的安全性。
附图说明
图1为一种用于石油勘探用钻机的钻台转盘面防砸的监控装置结构方块图；
图2为光电编码器传感器原理图；
图3为双脉冲信号变换示意图；
图4为防砸控制器电路方块图；
图5为软件控制流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例
如图1所示，为一种用于石油勘探用钻机的钻台转盘面防砸的监控装置结构方块图，所述的一种用于石油勘探用钻机的钻台转盘面防砸的监控装置由光电编码器传感器1、防砸控制器2、液控比例阀3组成，光电编码器传感器1通过防砸控制器2与液控比例阀3连接。
如图2所示，为光电编码器传感器原理图，所述的光电编码器传感器1由6个三极管Q1-Q6、2个二极管D1-D2、5个电阻R1-R5组成，三极管Q1的集电极通过电阻R1与电源连接，三极管Q1的基极与三极管Q2的基极连接，并与电阻R3和三极管Q3的发射极连接，电阻R3另一端连接电源，并通过2个二极管D1、D2与信号地GND连接，三极管Q1的发射极与三极管Q2的发射极连接，并连接A相信号，三极管Q2集电极与三极管Q3的集电极连接，三极管Q4的集电极通过电阻R2与电源连接，三极管Q4的基极与三极管Q5的基极连接，并与电阻R4和三极管Q6的发射极连接，电阻R4另一端连接电源，三极管Q4的发射极与三极管Q5的发射极连接，并连接B相信号，三极管Q5集电极与三极管Q6的集电极连接，并与信号地GND连接。
图2中的Phase_A和Phase_B是相位差为90度的一组信号，由传感器内部两个在物理位置的摆放上相差90度的接收器形成，通过这一组信号就可以判断出绞车滚筒轴是在正转还是在反转，从而间接地反映出大钩处于上升还是下降趋势，即大钩的运动方向，大钩的运动方向可以通过如下公式进行推导：
将A、B相信号进行变换，得到A的上升沿A+，B的上升沿B+，A的下降沿A-，B的下降沿B-，A的反信号，B的反信号，如图3所示。
经过真值表化简，可以得到如下的逻辑反映式：
Down=A+B‾+AB++A-B+A‾B-]]>Up=A‾B+AB-+A+B+A-B‾]]>其
结果表明的大钩运动状态，如下表所示：