石油钻井钩载过载报警控制装置研究

王福忠 王宝忠 张燕 王金广 汪晓春

（中国石油集团渤海钻探工程有限公司第三钻井工程分公司，天津 300272）

石油钻井钩载过载报警控制装置研究

王福忠 王宝忠 张燕 王金广 汪晓春

（中国石油集团渤海钻探工程有限公司第三钻井工程分公司，天津 300272）

本文展示了钻机钩载过载报警控制装置的工作原理以及应用效果，此石油钻井钩载过载报警控制装置具有二级报警功能，能够实现手自动无扰切换，对钩载过载及时控制，避免重大安全事故发生。

石油钻井；钩载过载；报警控制装置

1 问题的提出

石油钻井起升系统是钻机的关键组成部分，它担负着钻具的起升与下放、钻进过程中钻头的进给、钻压控制以及处理井下复杂事故等多项工作。而起升系统在工作过程中事故发生的可能性随时存在，是威胁钻井安全的最大隐患。大钩的最大钩载随着钻机的使用会不断下降，生产过程中一旦大钩钩载超过其本身的最大承载将会发生井架倒塌的重大安全事故。因此有必要开发一套钻机钩载过载报警控制装置。

2 方案实施

2.1 工作原理(见图1、图2所示)

在司钻控制房安装防爆控制箱，防爆控制箱由控制器、防爆传感器、显示器等组成，死绳固定器处接通油管线至防爆控制箱进油口处，实时采集钩载数值，控制器通过面板可设置报警值，报警分为两级，一级报警起提示作用，只报警不刹车；二级报警既报警又刹车。

二级报警时，电磁阀动作，气体通过与防碰、过卷、数码防碰气控系统梭阀控制刹车系统，进行紧急刹车控制。

2.2 系统参数

（1）压力量程：0-10Mpa

（2）测量精度：0.2%

（3）环境温度：-30℃～+65℃

（4）环境湿度：35%～85%、无凝露

（5）供电电源：AC220v

图1 设备安装示意图

图2 控制流程图

（6）报警输出：2路

3 应用效果

该装置在渤海钻探第三钻井工程分公司40910队进行了现场应用，对钩载报警装置进行了现场测试，设备运转正常。图3为现场安装照片。

图3 报警设备现场安装照片

石油钻井钩载过载报警装置可有效的避免因井架过载倒塌发生的重大安全事故，其经济效益和社会效益是无法用金钱来衡量的。

4 技术创新点

本石油钻井钩载过载报警控制装置，设计了死绳拉力采集传感器、报警控制箱、及防爆电磁阀，具有二级报警功能，能够实现手自动无扰切换，对钩载过载及时控制，避免重大安全事故发生。

[1]陈旭,王存喜.石油钻井机械.石油工业出版社2016.8.

[2]周真.传感器原理与应用.清华大学出版社2011.7.

王福忠（1971-），男，汉，河北省冀州市，大专，助理工程师，现任职务：科长，研究方向：设备安全。