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龙图腾网获悉王海峰申请的专利一种钻井顶驱吊环倾斜角度检测装置及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN111779474B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202010789817.7，技术领域涉及：E21B47/024；该发明授权一种钻井顶驱吊环倾斜角度检测装置及方法是由孟晓东;李联中;朱长林;蒋永军;曹建;周永红;焦英;明晨;刘明星;信思虎设计研发完成，并于2020-08-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种钻井顶驱吊环倾斜角度检测装置及方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种钻井顶驱吊环倾斜角度检测装置及方法。其技术方案是：吊环的下端连接钻杆吊卡，上端连接顶驱主体；所述倾斜液缸的一端连接在顶驱主体，另一端通过杆枪连接在吊环上，通过倾斜液缸驱动杆枪带动吊环倾斜；前倾开关、后倾开关和吊环浮动操作开关设置在司钻顶驱操作箱面板上，前倾开关连接的前倾信号，后倾开关连接的后倾信号和吊环浮动操作开关连接的浮动信号分别连接到中央处理器；有益效果是：本发明通过在顶驱司钻操作箱内取出前倾、后倾、浮动三组操作信号，在司钻进行吊环倾斜操作时，顶驱吊环倾斜角度检测装置通过识别司钻操作的信号类型及操作时长，即可计算出顶驱吊环当前倾斜角度，即可达到本发明案例中的防护目的。

本发明授权一种钻井顶驱吊环倾斜角度检测装置及方法在权利要求书中公布了：1.一种钻井顶驱吊环倾斜角度检测装置的检测方法，其特征是：钻井顶驱吊环倾斜角度检测装置包括中央处理器、前倾开关S1、后倾开关S2、吊环浮动操作开关S3、倾斜液缸1、杆枪2、吊环3、钻杆吊卡4，所述吊环3的下端连接钻杆吊卡4，上端连接顶驱主体5；所述倾斜液缸1的一端连接在顶驱主体5，另一端通过杆枪2连接在吊环3上，通过倾斜液缸1驱动杆枪2带动吊环3倾斜； 前倾开关S1、后倾开关S2和吊环浮动操作开关S3设置在司钻顶驱操作箱面板上，前倾开关S1连接的前倾信号，后倾开关S2连接的后倾信号和吊环浮动操作开关S3连接的浮动信号分别连接到中央处理器； 所述中央处理器在前倾或后倾开关接通时同步开始计时，在前倾或后倾开关关闭后停止计时，即可以得到倾斜开关的操作时长，再将操作时长与顶驱角度进行比例对应，即可得到对应的吊环倾斜角度；当吊环浮动操作开关S3按下时，吊环倾斜角度复位为零，同步将中央处理器的计时值清零，所以此时对应吊环的倾斜角度也为零； 所述的杆枪2通过卡箍6与吊环3的中部连接； 所述的吊环3的顶部通过环形结构与顶驱主体5连接，吊环3的底部通过环形结构与钻杆吊卡4连接； 所述的中央处理器采用PLC或单片机； 钻井顶驱吊环倾斜角度检测装置的检测方法，包括以下过程： 当操作顶驱吊环前倾时将前倾开关S1闭合，倾斜液缸杆枪收缩，拉动吊环向前倾斜一定角度，司钻操作顶驱吊环前倾到达所需角度后停止操作，开关断开，吊环被锁定在该倾斜角度；前倾开关S1闭合时间越长，吊环向前倾斜角度越大，直至倾斜液缸杆枪完全缩回，达到前倾最大角度； 当操作顶驱吊环后倾时将后倾开关S2闭合，倾斜液缸杆枪伸出，推动吊环向后倾斜一定角度，司钻操作顶驱吊环后倾到达所需角度后停止操作，开关断开，吊环被锁定在该倾斜角度；后倾开关S2闭合时间越长，吊环向后倾斜角度越大，直至倾斜液缸杆枪完全伸出； 无论吊环处于何种倾斜角度，当按下顶驱吊环浮动操作开关S3时，吊环浮动操作开关S3闭合，倾斜液缸进油与回油通道接通，吊环在重力作用下回到垂直状态；司钻每进行一次前倾或者后倾的操作后，施工作业完成，均通过吊环浮动操作开关S3将吊环倾斜收回至垂直浮动状态； 通过吊环倾斜角度检测装置的中央处理器分别对前倾开关S1、后倾开关S2的操作时间进行采集计时，并将操作时长与吊环倾斜角度相互对应，从而得到吊环倾斜角度数据，当按下顶驱吊环浮动操作开关S3后，吊环倾斜角度归零； 在实现游车防下砸功能上的应用如下： 一、吊环处于浮动状态，钻杆吊卡悬挂在吊环下端,当游车继续下放钻杆吊卡会撞击到钻台面，因此游车当前高度即为游车防下砸装置的防护设定高度，可测量得到该指数值为H1； 二、吊环处于某一倾斜角度的状态，对比可知，由于吊环倾斜角度的变化引起了游车可下放的最低高度的变化，由此可见，即使游车在同一高度，由于顶驱吊环的倾斜状态不同，游车可下放的最低高度也不同，因此游车防下砸装置设定的高度也应该随之改变； 三、利用顶驱吊环倾斜角度计算公式θ=V*T，得到吊环当前倾斜角度θ；已知吊环与钻杆吊卡总长度为L，设吊环与钻杆吊卡总长在垂直方向的映射长度为F，通过三角函数公式可知F=L*Cosθ；相比游车防下砸保护位高度变化量为L-F，因此，游车防下砸装置的防护设定高度应设置为：H2=H1-L-F； 四、当吊环倾斜角度继续变大，当钻杆吊卡底部的高度大于顶驱背钳的水平高度，决定游车可下放的最低高度由顶驱背钳最低点高度决定；已知吊环挂耳至顶驱背钳下端长度为E，相比游车防下砸保护位高度变化量为L-E，因此，当F≤E时，游车防下砸装置的防护设定高度应设置为：H3=H1-L-E； 五、由上述可知，当FE时，游车防下砸装置的防护设定高度H2=H1-L-F；当F≤E时，游车防下砸装置的防护设定高度H3=H1-L-E； 六、上述计算中，已知H1、L值，又能得到吊环倾斜角度θ值，因此中央处理器根据上述公式预先设定程序，通过计算得到准确的游车防下砸装置的防护设定高度，实现根据吊环倾斜状态自动调整游车防下砸装置的防护设定高度，达到安全防护目的。

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