《石油钻机“单吊环”事故智能预警保护系统研究及应用》

鉴定单位：中国石油和化学工业联合会

技术简介：

该项目应用领域属于油气钻探行业。石油钻机起下钻作业时，由于司钻和井口钻工配合不当或者为了提高起下钻速度进行违规操作，插销还未完全插到位，司钻就操作绞车开始提升钻具。此时，由于吊环未能完全卡在吊卡里，在上提钻具时就用可能发生单侧吊环崩出的“单吊环”事故，轻则造成钻具损伤，影响生产，重则导致钻具落井，井喷及人员伤亡的重大安全事故，损失巨大[1-3]。因此，研究开发出石油钻井预防单吊环事故发生的技术及装置十分必要。

本项目研究开发的电驱动石油钻机“单吊环”事故智能预警保护系统由主控器、插销及信号转接板卡三部分组成。主控器接收插销状态检测信号及游车的高度信号，通过综合分析判断，确定“单吊环”状态，与电控系统进行通信，完成绞车扭矩的限制调节。插销手柄集成了电源管理、磁力压电传感、信号处理及保护、信号无线发送。系统通过磁力压电传感信号判断插销是否可靠插入吊卡，并且将判断后的结果通过Lora无线发送模式传送到控制器端。通过滚筒码盘检测游车的运行状态及高度，绞车在上提过程中，只要有一个插销未插到位，便触发声光报警，同时，从电气动力源处限制绞车电机的最大扭矩输出，绞车的上提扭矩只能维持空游车的悬停，有效限制“单吊环”情况下的大吨位提升，防止事故扩大。

研发人员：张振中、尤立春、姜雷杰、郑剑锋、张屹、刘志臻、戴卫力、刘浩、尹德扬、石建龙、魏立鑫、陈涛、孙尚琪、王燕媛、闫晨曦