一种液压吊卡的控制方法、装置、液压吊卡控制器和系统与流程

    专利查询2025-11-12  1


    本发明涉及钻井设备控制,特别涉及一种液压吊卡的控制方法、装置、液压吊卡控制器和系统。


    背景技术:

    1、液压吊卡是石油钻井作业的基本工具之一,其悬挂在游车等提升机构上,用于起吊或下放钻杆、油管、套管等钻具。为了满足钻井作业自动化的需求,通常需要使液压吊卡具有执行动作和信号反馈的功能,以方便基于液压吊卡的工作状态对其实行更为精准的控制。

    2、现有技术中的液压吊卡的控制系统参照图1所示,图中1-电磁阀块区域、101-第一换向电磁阀、102-第一溢流阀、103-液压方向阀、104-第二换向电磁阀、105-第一减压溢流阀、106-第三单向阀、107-第四单向阀、108-第二减压溢流阀、109-第三换向电磁阀、110-第二溢流阀、111-第一油路端、112-第二油路端、201-开启信号开关(第一压力开关)、202-关闭信号开关(第二压力开关)、3-液控阀块区域、301-第一单向阀、302-第二单向阀、303-第一单向节流阀、304-平衡阀、305-节流阀、306-梭阀、307-第二顺序阀、308-第四顺序阀、309-第三顺序阀、310-第三液控单向阀、311-第一液控单向阀、312-第二液控单向阀、313-第一顺序阀、314-第二单向节流阀、4-第二方向阀、5-第五油缸、6-第四油缸、7-第四方向阀、8-第三方向阀、9-第一油缸、10-第二油缸、11-第一方向阀、12-第三油缸、p-进油端、t-回油端。

    3、该液压吊卡系统的其工作原理如下:该系统包括用于控制吊卡开启/闭合的第一换向电磁阀101,以及通过第一换向电磁阀101实现控制吊卡开启/闭合的控制油路,以及通过控制油路实现驱动的执行油缸,通过执行油缸控制吊卡的开启/闭合;执行油缸包括第一油缸9和第二油缸10,所述第一油缸9和第二油缸10并联连通于控制油路。所述控制油路包括进油端p和回油端t,在进油端连通第一换向电磁阀101后设置有第一油路端111和第二油路端112,通过所述第一换向电磁阀1控制第一油路端111和第二油路端112作为进油端或者出油端,从而控制液体流通回路实现控制执行油缸的伸缩。所述控制油路上设置有第一方向阀11,所述第一方向阀11设置于靠近第二油路端112,且以钻杆的进入到位与否触发第一方向阀11的换向,所述第一方向阀11其中一状态为单向流通状态,换向后为正常连通状态。当执行吊卡开启时,高压油由第一油路端111进入;当执行吊卡关闭时,高压油由第二油路端112进入。油路控制吊卡的过程即为顺向或者逆向的流动,从而控制执行油缸的伸缩效果,由于油缸两端的液压差从而实现执行油缸的动作。


    技术实现思路

    1、为了增强对液压吊卡的控制以及增加选择空间,本发明实施例中提供了一种液压吊卡的控制方法、装置、液压吊卡控制器和系统。

    2、第一方面,本发明实施例提供了一种液压吊卡的控制方法,可以包括:

    3、基于第一压力开关和第二压力开关的触发状态,判断所述液压吊卡的工作状态;其中,所述工作状态可以包括:关门等待状态、关门状态和开门状态;

    4、基于所述液压吊卡的工作状态,确定所述液压吊卡对目标动作的使能状态,以实现对所述液压吊卡的动作自锁;

    5、其中,所述目标动作可以包括:开门动作、关门动作、翻转动作和浮动动作;所述使能状态可以包括:使能、保持和禁止。

    6、可选的,所述基于第一压力开关和第二压力开关的触发状态,判断所述液压吊卡的工作状态,可以包括:

    7、若所述第一压力开关和所述第二压力开关均未被触发,则判定所述液压吊卡的工作状态为关门等待状态;

    8、若所述第一压力开关被触发且所述第二压力开关未被触发,则判定所述液压吊卡的工作状态为关门状态;

    9、若所述第一压力开关和所述第二压力开关均被触发,则判定所述液压吊卡的工作状态为开门状态;

    10、其中,开关门油路中的所述第一压力开关的第一额定压力为所述液压吊卡的关门压力,所述开关门油路中的所述第二压力开关的第二额定压力为所述液压吊卡的开门压力。

    11、可选的,所述基于所述液压吊卡的工作状态,确定所述液压吊卡对目标动作的使能状态,可以包括:

    12、若所述液压吊卡的工作状态为关门等待状态,则确定所述液压吊卡对所述关门动作、所述翻转动作和所述浮动动作使能;

    13、若所述液压吊卡的工作状态为关门状态,则确定所述液压吊卡对所述开门动作保持、对所述翻转动作禁止、对所述浮动动作使能;

    14、若所述液压吊卡的工作状态为开门状态,则对所述关门动作禁止、对所述开门动作保持、对所述翻转动作和所述浮动动作使能。

    15、可选的,该方法还可以包括:基于第三压力开关的触发状态判断所述液压吊卡的承载状态,以调整所述液压吊卡对目标动作的使能状态;其中,所述承载状态可以包括:重载状态和空载状态;

    16、所述调整所述液压吊卡对所述目标动作的使能状态,具体可以包括:

    17、若所述液压吊卡的工作状态为关门状态,且所述液压吊卡的承载状态为重载状态,则调整所述液压吊卡对所述关门动作保持、对所述开门动作、所述翻转动作和所述浮动动作禁止;

    18、若所述液压吊卡的工作状态为关门状态,且所述液压吊卡的承载状态为空载状态,则调整所述液压吊卡对所述关门动作禁止、对所述开门动作使能、对所述翻转动作和所述浮动动作禁止。

    19、可选的,所述基于第一压力开关和第二压力开关的触发状态,判断所述液压吊卡的工作状态之前,还可以包括:获取所述第一压力开关和所述第二压力开关的触发状态。

    20、可选的,基于第三压力开关的触发状态判断所述液压吊卡的承载状态之前,还可以包括:获取第三压力开关的触发状态。

    21、第二方面,本发明实施例提供了一种液压吊卡的控制装置,可以包括:

    22、判断模块,用于基于第一压力开关和第二压力开关的触发状态,判断所述液压吊卡的工作状态;其中,所述工作状态可以包括:关门等待状态、关门状态和开门状态;

    23、确定模块,用于基于所述液压吊卡的工作状态,确定所述液压吊卡对目标动作的使能状态;

    24、控制模块,用于基于所述液压吊卡对所述目标动作的使能状态控制对应的开关门油路、翻转执行油路和/或强制浮动油路执行相应的目标动作,以实现对所述液压吊卡的动作自锁;

    25、其中,所述目标动作可以包括:开门动作、关门动作、翻转动作和浮动动作;所述使能状态可以包括:使能、保持和禁止。

    26、第三方面,本发明实施例提供了一种液压吊卡控制器,可以包括存储器,处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的液压吊卡的控制方法。

    27、可选的,该液压吊卡控制器还可以包括:与所述处理器连接的控制面板;

    28、所述控制面板可以包括:操作指令单元和状态显示单元;

    29、所述操作指令单元可以包括:电源开关、打开/关闭吊卡开关、翻转/浮动吊卡开关;

    30、所述状态显示单元可以包括:电源指示灯、关门等待状态指示灯、关门状态指示灯、开门状态指示灯、承载状态指示灯、低气压报警指示灯。

    31、第四方面,本发明实施例提供了一种液压吊卡控制系统,可以包括:用于驱动所述液压吊卡执行开门动作或关门动作的开关门油路、用于驱动所述液压吊卡翻转的翻转执行油路和用于驱动所述液压吊卡浮动的强制浮动油路;所述开关门油路上设有第一压力开关和第二压力开关,且所述第一压力开关的第一额定压力为所述液压吊卡的关门压力,所述第二压力开关的第二额定压力为所述液压吊卡的开门压力;该系统还包括:如第三方面所述的液压吊卡控制器;

    32、所述液压吊卡控制器用于基于第一压力开关和第二压力开关的触发状态,判断所述液压吊卡的工作状态;并基于所述液压吊卡的工作状态,确定所述液压吊卡对目标动作的使能状态,进而控制对应的开关门油路、翻转执行油路和/或强制浮动油路执行相应的目标动作,以实现对所述液压吊卡的动作自锁。

    33、可选的,该液压吊卡控制系统还可以包括:设置于所述液压吊卡上用于检测所述液压吊卡承载状态的第三压力开关;

    34、所述液压吊卡控制器用于基于所述第三压力开关的触发状态判断所述液压吊卡的承载状态,以调整所述液压吊卡对目标动作的使能状态。

    35、可选的,该液压吊卡控制系统还可以包括:远程控制器,所述远程控制器与所述液压吊卡控制器通信连接,所述远程控制器用于接收用户的控制指令,以发送给所述液压吊卡控制器。

    36、第五方面,本发明实施例提供了一种钻具集成控制系统,可以包括:

    37、卡瓦控制系统,用于控制卡瓦卡紧以抱紧钻具或者解卡以松开钻具;

    38、游车控制系统,用于控制游车以带动液压吊卡上提或下放;

    39、猴台机械手控制系统,用于从液压吊卡处抓取钻具或者向所述液压吊卡传递所述钻具;以及,如第四方面所述的液压吊卡控制系统;

    40、所述液压吊卡控制系统分别与所述卡瓦控制系统、所述游车控制系统和所述猴台机械手控制系统通信连接,以基于液压吊卡的工作状态,确定卡瓦、游车、猴台机械手的动作使能状态,以实现液压吊卡、卡瓦、游车、猴台机械手之间的电气互锁。

    41、本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括:

    42、本发明实施例提供了一种液压吊卡的控制方法、装置、液压吊卡控制器和系统,该方法基于第一压力开关和第二压力开关的触发状态,能够准确判断液压吊卡的工作状态,从而基于液压吊卡的工作状态,确定液压吊卡对目标动作的使能状态,实现液压吊卡的动作自锁,进而防止液压吊卡误动作,解决了现有技术中存在的由于误判而引发的误动作的技术弊端。进一步地,在操作时为操作者提供更为精准的提示,不用人为再对吊卡实际情况进行实时观察,节约了大量人力物力。

    43、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

    44、下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。


    技术特征:

    1.一种液压吊卡的控制方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于第一压力开关和第二压力开关的触发状态,判断所述液压吊卡的工作状态,包括:

    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于所述液压吊卡的工作状态,确定所述液压吊卡对目标动作的使能状态,包括:

    4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,还包括:基于第三压力开关的触发状态判断所述液压吊卡的承载状态,以调整所述液压吊卡对目标动作的使能状态;其中,所述承载状态包括:重载状态和空载状态;

    5.根据权利要求1~4中任一项所述的方法,其特征在于:

    6.一种液压吊卡的控制装置,其特征在于,包括:

    7.一种液压吊卡控制器,其特征在于,包括存储器,处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1~5中任一项所述的液压吊卡的控制方法。

    8.根据权利要求7所述的液压吊卡控制器,其特征在于,还包括:与所述处理器连接的控制面板;

    9.一种液压吊卡控制系统,包括:用于驱动所述液压吊卡执行开门动作或关门动作的开关门油路、用于驱动所述液压吊卡翻转的翻转执行油路和用于驱动所述液压吊卡浮动的强制浮动油路;所述开关门油路上设有第一压力开关和第二压力开关,且所述第一压力开关的第一额定压力为所述液压吊卡的关门压力,所述第二压力开关的第二额定压力为所述液压吊卡的开门压力;其特征在于,该系统还包括:如权利要求7或8所述的液压吊卡控制器;

    10.根据权利要求9所述的液压吊卡控制系统,其特征在于,还包括:设置于所述液压吊卡上用于检测所述液压吊卡承载状态的第三压力开关;

    11.根据权利要求8或9所述的液压吊卡控制系统,其特征在于,还包括:远程控制器,所述远程控制器与所述液压吊卡控制器通信连接,所述远程控制器用于接收用户的控制指令,以发送给所述液压吊卡控制器。

    12.一种钻具集成控制系统,其特征在于,包括:


    技术总结
    本发明公开了一种液压吊卡的控制方法、装置、液压吊卡控制器和系统,该方法可以包括:基于第一压力开关和第二压力开关的触发状态,判断液压吊卡的工作状态;基于液压吊卡的工作状态,确定液压吊卡对目标动作的使能状态,以实现对液压吊卡的动作自锁,进而防止液压吊卡误动作,解决了现有技术中存在的由于误判而引发的误动作的技术弊端。进一步地,在操作时为操作者提供更为精准的提示,不用人为再对吊卡实际情况进行实时观察,节约了大量人力物力。

    技术研发人员:米凯夫,雷宇,王小权,李学军,王小红,李显义,张国田,涂志威,邹剑英,黄海龙,闫国兴,王博,张尧
    受保护的技术使用者:中国石油天然气集团有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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