[实用新型]一种用于钻井架的动态防倾翻装置

说明书

技术领域

本实用新型属于油田用机械部件技术领域，具体是涉及一种用于钻井架的动态防倾翻装置。

背景技术

在钻井油田行业中，到处可见无数的钻井架。钻井架由于其具有非常高的高度的特点导致了其在安装和使用的过程中会出现一定的危险性。尤其是对于长时间使用的钻井架，随着使用时间的推移，其出现倾翻的可能性就越来越大，这也就给在周围工作的工作人员和其它设备带来了非常大的危险。基于上述原因，防止钻井架倾翻，延长钻井架的使用寿命是人们一直以来最求的目标。但是，经过长时间的研究和试验验证，人们发现很难完成上述目标，同时考虑经济成本，于是人们退而求其次，设定的目标是实时地监控钻井架的倾斜状态，同时能够给钻井架提供可靠、准确的信号；尤其是在出现危险时，能够及时报警提示操作人员，保障不出现人员伤亡和设备损伤。

为了解决上述技术问题，中国专利CN201420124269.6公开了一种物探钻井防井斜装置，包括井架体，井架体的底部具有用于与其上钻杆垂直的基准面，所述井架体上还安装有斜度测量表，斜度测量表包括表盘，表盘的盘面垂直于所述基准面，且表盘的盘面上铰接有绕垂直插装于其盘面上的铰接轴摆动的摆针，摆针的自由端在自身重力作用下自由下垂，表盘的盘面上标记有可显示井架体倾斜角度的刻度值。该钻机井架由完钻后实施改变成钻前控制和钻进过程中监控，避免了实际井深达不到设计井深、激发点位置在水平方向发生超技术规程偏移范围现象，具有结构简单、实用方便、经久耐用、监控效果可靠等优点，能够杜绝高大起伏沙漠区地震勘探中因井斜造成的质量隐患。

但是，对于一线的工人，往往需要在复杂多变的环境中，快速简便地测得高精度的钻井架的水平倾角。目前的测量仪器主要分为光学倾角仪器，如：经纬仪和数显倾角仪两种。光学仪器，测量精度高，可测范围大。但是价格十分昂贵，且操作复杂，通常需要两人以上，还要具备一定的操作技术。并且光学仪器难以在狭小的空间中进行测量，给测量工作带来诸多不便。数显倾角仪，价格较低，通常使用角加速度传感器进行测量，测量精度低。而且数显倾角仪在运动或震动环境下无法测量。但是，在许多施工过程中的测量往往伴随着频繁的震动。此时，数显倾角仪就难以正常工作。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于钻井架的动态防倾翻装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于钻井架的动态防倾翻装置，其特征在于：所述的动态防倾翻装置由支撑架1、底板2、直角背板3和动态数显倾角仪构成；所述的底板2固定安装在支撑架1上，所述的直角背板3固定安装在底板2上；所述的直角背板3由两个相互垂直的第一垂直板3-1和第二垂直板3-2构成；所述的第一垂直板3-1和第二垂直板3-2上各安装有一个所述的动态数显倾角仪；所述的动态数显倾角仪包括单片机控制模块，所述的单片机控制模块连接角加速度传感模块、陀螺仪模块和电源模块；所述的单片机控制模块连接液晶显示模块；所述的电源模块通过电压变换电路连接单片机控制模块，角加速度传感模块通过第一信号调理电路连接单片机控制模块，陀螺仪模块通过第二信号调理电路连接单片机控制模块。

在一个优选的技术方案中，所述的陀螺仪模块为L3G4200D三轴数字陀螺仪传感器。

在一个优选的技术方案中，所述的角加速度传感模块为JEWELLASMP-2ASM角加速度计传感器。

在一个优选的技术方案中，所述的单片机控制模块为STM32单片机。

在一个优选的技术方案中，所述的液晶显示模块为JN12864液晶屏。

在一个优选的技术方案中，所述的电源模块为线性稳压源WYK-100015。

在一个优选的技术方案中，所述的角加速度传感模块、陀螺仪模块平贴于钻井架底部，角加速度传感模块的Z轴与钻井架底盘垂直。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的防倾翻装置水平安装在钻井架上，支撑架上的第一垂直板和第二垂直板上各安装有一个所述的动态数显倾角仪，这两个动态数显倾角仪互相垂直，每个动态数显倾角仪可以检测一个方向的倾斜角度变化，可准确及时获得钻井架倾角的变化；实用新型的动态数显倾角仪的信号调理电路对采集信号适当放大，以此提高测量的精度；通过对角加速度传感模块的互补滤波，实现了在震动环境下快速、准确地检测钻井架倾角。