[发明专利]一种防止石油井架倾覆的装置及其实现方法

说明书

本发明属于石油钻井机械设备技术领域，涉及一种防止石油井架倾覆的装置，包括：固定在井架周围的地锚、卷扬机、倾斜角度控制装置、倾斜传感器以及井架绷绳；其中，所述倾斜传感器设于井架上，用于检测井架主体与地面的倾斜角度，并发送井架主体的倾斜角度数据至倾斜角度控制装置，所述卷扬机和倾斜角度控制装置均设于地锚上，卷扬机与倾斜角度控制装置通过皮带传动连接，所述井架绷绳一端缠绕于卷扬机的滚筒上，以通过卷扬机进行收放，另一端挂设与井架中上部，以实现对井架的拉拽。本发明旨在利用增加辅助机构的方法实现及时有效避免机井架倾覆事故发生，在不增加井架主体结构重量的条件下自动迅速响应，对出现倾斜的井架起到稳固井架的作用。

技术领域

本发明属于石油钻井机械设备技术领域，具体涉及一种防止石油井架倾覆的装置及其实现方法。

背景技术

石油井架是在油井钻井或修井过程中，用于安放天车，悬挂游车、大钩、吊环、吊卡等机具，以及起下、存放钻杆、油管及抽油杆的一种装置。石油钻井或者修井施工作业过程中井架倾覆事件偶有发生，虽然井架倾覆事故发生频率不高，一旦发生将会引发严重后果或者人员伤亡，甚至事故后续影响还可能延伸至发生井喷等严重事故。随着石油采集技术和钻井井架技术领域的不断发展，安全生产在整个利用井架施工作业过程中显得尤为重要。针对已经立起来的进行施工作业石油井架，为了给石油井架发生倾覆提供安全保障，本发明涉及一种防止石油井架倾覆的装置及其使用方法，目的在于出现井架突发倾斜及时稳固井架并且有效避免机井架倾覆事故发生。

现有防井架倾覆装置一般采用液压装置辅助支撑，其造价昂贵且机动灵活性较差。还有采用地面车辆运送升降支撑装置的方法，同样存在响应不及时的缺点。由于井架倾覆发生是随机的，一般不可预测，这给提前防护带来困难，是由于井架工作环境和服役过程中承受随机载荷作用导致的结果。其中，随机载荷有的来自于作业施工过程的机械结构本身，有的来源于井架服役环境(如风力载荷、地震等)。

发明内容

为了克服现有防井架倾覆装置的缺点，本发明提供一种防止石油井架倾覆的装置及其实现方法，具有造价不高、响应迅速、安全可靠和便于拆装的特点。

关于石油井架的结构形式国内外根据实际工程需要与施工条件采取各种形式，比较常见的有塔形井架，A形井架，K形井架和桅形井架。本发明装置及其使用方法适用于现有常见全部类型的井架，具有广泛适用性。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种防止石油井架倾覆的装置，包括：固定在井架主体周围的地锚、卷扬机、倾斜角度控制装置、倾斜传感器以及井架绷绳；

其中，所述倾斜传感器设于井架主体上，用于检测井架主体与地面的倾斜角度，并发送井架主体的倾斜角度数据至倾斜角度控制装置；所述卷扬机和倾斜角度控制装置均设于地锚上，卷扬机与倾斜角度控制装置通过皮带传动连接，所述井架绷绳一端缠绕于卷扬机的滚筒上，以通过卷扬机进行收放，另一端挂设于井架中上部，以实现对井架的拉拽。

所述倾斜角度控制装置包括：PLC、无线通讯装置以及卷扬机启停开关；所述无线通讯装置与PLC连接、与倾斜传感器通信，所述无线通讯装置用于接收倾斜传感器发送井架主体的倾斜角度数据，并将倾斜角度数据发送至PLC；PLC通过卷扬机启停开关与卷扬机连接，所述PLC用于根据井架主体的倾斜角度数据触发卷扬机启停开关控制卷扬机对井架绷绳的收放；

所述倾斜传感器设于传感器盒内，以防止风雨使倾斜传感器短路失效。

所述传感器盒为树脂透明外壳，且传感器盒设于距离地面3/4的井架位置处，以避免井架主体在作业过程中产生的振动使倾斜传感器出现误差。

所述井架绷绳挂设井架主体上，且挂设点设于距离地面3/4的井架位置处。

所述地锚有多个，在井架主体周围均匀分布。

所述地锚有多个，相对于井架主体垂直线对称设置。