海洋钻井船绞车防碰阀装置 钻井绞车
【专利】海洋钻井船绞车防碰阀装置已获得实用新型专利，专利号CN200820221618 【作者简介】卫虹(1974―)女，陕西扶风人，工程师，主要从事石油设备设计和开发工作。
海洋钻井作业日费极其昂贵，设法提高钻井船钻井作业效率一直以来是钻井机械科研人员的努力目标。
在海洋钻井作业过程中，起下钻工作占用了相当多的时间。
为了提高钻井工作效率，常采用绞车四象限控制技术，尽可能的缩短时间。
在起钻过程，绞车加速度运转，在立根起升到距目标位置剩1.5~2m附近，司钻开始控制游车减速，以便立根安全地到达目标位置。
为了安全有效地进行快速提升钻杆的目的，常利用绞车防碰阀装置的防碰（参见图1工作原理左侧常规控制）功能，为司钻快速起钻进行安全保障。
绞车防碰阀装置的防碰装置，能够在游车越过设定的目标位置时，控制游车停止运动，确保使游车停止在设定的目标位置。
具体做法：将绞车滚筒过圈阀位置进行调节，使其在游车上升到一个立根处（二层台以上便于井架工操作的位置）起作用。
这样，司钻便可以最大速度提升立根，达到接近25m高度，司钻控制游车减速。
这样的做法安全保障在于：游车越过设定的位置时，滚筒过圈阀（两位三通阀）拨杆会被快绳拨动，工作图中的两位三通控制阀导通，使滚筒离合器放气，盘刹常闭钳工作，进行紧急刹车，将滚筒刹死，游车停止上升，达到安全、有效的工作，提高立根起升的工作效率。
1.问题分析 但是，在实际使用过程也存在一些不便。
在海洋钻井工作中，每日海水发生涨潮、退潮时，水位发生较大变化（潮差1~2m，不同的海域甚至会更大）。
经过一个涨潮调整一次，而到落潮又须重新调整到原来的位置，重复的工作耽误了提升钻具时间。
原因如下（参见图1工作原理左侧常规控制）： 在涨潮期，船体上升，为了补偿游车相对井底位置的增大，游车与大钩之间升沉补偿装置进行补偿，补偿器油缸伸长，大钩位置将下降，保持井底钻头的恒定钻压，这样也使得游车距大钩之间距离增大。
在起钻时，必须使游车上升到更高位置才能使立根到达二层台设定位置拆卸立根。
退潮时，船体下降，为补偿游车相对井底位置的变小，经过游车与大钩之间系统的升沉补偿作用，补偿器油缸收缩，大钩位置将上升，保持井底钻头的恒定钻压，这样也使得游车距大钩之间距离缩小。
起钻时，游车上升到较低的位置，立根就到达二层台设定位置，即可拆卸立根。
这样，在涨潮时，游车要上升到更高位值，绞车滚筒需要缠绕更多圈的钢丝绳，因此气控过圈阀的位置需要向左移动；而在退潮时，游车要上升到较低位值，绞车滚筒缠绕较少圈的钢丝绳，因此气控过圈阀的位置又需要向右移动，重复的工作耽误了提升钻具时间。
2.改进的措施 在常规控制系统中增加相应的的控制元件，即串接一路同样的二位两通控制阀1、2和换位用的换向阀3（图1改进控制部分）。
钻井船在工作过程中，退潮期间转动换向阀3到退潮位置（即图1改进控制部分），两位两通换向阀3的退潮位，游车快速起立根越过限定位置，快绳拨动右侧两位两通控制阀1阀杆，右侧的两位两通控制阀1导通，控制气经过换向阀3和过圈释放阀4进入绞车控制气系统，最终绞车刹车，游车停止运动，可起到退潮快速起钻防碰保险作用。
涨潮期间，转动两位两通换向阀3到涨潮位，游车快速起立根越过增高后的限定位置，快绳拨动右侧两位两通控制阀1阀杆时，控制气通过该阀，不能通过换向阀3（该阀在截止位），游车继续起升，快绳继续向左移动，当快绳拨动左侧两位两通控制阀2阀杆时，左侧的两位两通控制阀导通，控制气进入绞车控制气系统，最终绞车刹车，游车停止运动，可起到防碰保险作用。
如果防碰装置碰撞后，要使绞车重新工作，先使两个两位两通控制阀拨杆复位，再按一次过圈释放阀4，绞车控制气从阀释放口放气，绞车就可重新正常工作。
这样在海水涨潮退潮变化时，只须转动在司钻房内的两位两通换向阀3到涨潮/退潮位，就可方便地实现涨潮/退潮转化工作，不需要来回的移动滚筒过圈阀位置。
3.优点和应用效果 改进的装置有以下优点：安装改进的装置，能够使绞车适应海洋潮汐水位的变化，辅助司钻起钻操作，并能防止游车碰撞天车事故发生。
与常规绞车气控过圈阀装置相比，改进的装置在海水涨潮退潮变化时，不需要来回的移动滚筒过圈阀位置，即可实现涨潮、退潮转化工作。
提高了钻井平台钻具提升效率，简化了操作程序，降低了现场工作劳动强度，具有很好的现场应用价值。