鑽機絞車兩檔自動換檔控制系統的製作方法
2023-07-04 21:58:06
專利名稱：鑽機絞車兩檔自動換檔控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油鑽井技術領域，具體地說，是涉及一種鑽機絞車兩檔自動換檔控制系統。
背景技術：
絞車作為石油鑽機上重要的提升設備，既要保證絞車具備很強的提升能力，能夠負擔得起鑽杆鑽具等重物的負荷，又要能夠儘量的加快絞車的起降速度以便提高作業效率，在石油鑽機上，多檔絞車被廣泛使用。絞車檔位主要分為高檔位和低檔位兩種；其中，低檔位，其變速箱的變速比低，能夠提升更重的負荷，但速度慢；而高檔位則與低檔位相反。因此，絞車換擋則成為了其工作中的一個重要程序。換檔一般採用液壓換檔機構，其由液壓站所屬的電磁閥和液壓管線等部件來切換控制變速箱的檔位。目前，在石油鑽機上，還是採用手動的方式來切換絞車變速箱的高速和低速檔位，完全要依靠操作人員來判斷應該選擇哪個檔位比較高效，安全和合理，且要手動操作來轉換絞車變速箱的檔位。但是採用手動的方式切換絞車變速箱的檔位，存在以下問題(I)完全要依靠操作人員憑經驗和現場實際情況來判斷應該選擇哪個檔位，分散了操作人員的精力，增加了操 作人員的負擔，也會由此帶來一些安全隱患；(2)在絞車負載較重和現場起下鑽工況下，需要頻繁的手動切換會增加操作時間，影響了鑽機作業的工作效率；(3)無法充分體現鑽機的自動化，智能化和人性化的鑽機設計發展理念。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種鑽機絞車兩檔自動換檔控制系統，克服現有技術中絞車採用手動換檔自動化低、存在安全隱患、影響鑽機作業工作效率的缺陷。為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案如下鑽機絞車兩檔自動換檔控制系統，包括絞車換檔液壓機構，還包括通過控制電纜與絞車換檔液壓機構連接的PLC控制系統，均與PLC控制系統連接的傳感器和觸摸控制屏，以及通過液壓管線與絞車換檔液壓機構連接的絞車兩檔變速箱。具體的說，所述PLC控制系統包括PLC，與所述傳感器連接的傳感器輸入接口，與所述觸摸控制屏連接的通訊接口，以及用於將控制信號輸送至絞車換檔液壓機構的信號輸出模塊；其中，所述傳感器輸入接口、通訊接口和信號輸出模塊均與PLC連接。進一步的，所述傳感器包括大鉤懸重傳感器、鑽壓傳感器以及立管壓力傳感器。再進一步的，所述絞車兩檔變速箱包括高速檔和低速檔。為了更好的實現本實用新型，所述絞車兩檔變速箱內還設有用以採集檔位狀態的檔位信號傳感器，該檔位信號傳感器與所述傳感器輸入接口連接。為了確保本實用新型在絞車操作上的可靠性，所述絞車換檔液壓機構還包括手動控制迴路。[0015]與現有技術相比，本實用新型的有益效果在於(I)本實用新型能夠充分體現鑽機的自動化，智能化和人性化的鑽機設計發展理念；(2)本實用新型利用PLC控制系統進行智能化條件識別，判斷出鑽機的處於一個什麼樣的即時工況，通過觸摸控制屏給操作人員提供了準確而快速的提示，極大的減輕了操作人員的負擔；(3)本實用新型避免了操作人員手動操作可能帶來的人為失誤，極大了提高了絞車操作的安全性；(4)本實用新型省去了操作人員頻繁的對絞車檔位的手動切換，極大了提高了操作人員的工作效率和絞車設備的使用效率。
圖1為本實用新型的系統原理框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。本實用新型的實施方式包括但不限於下列實施例。
實施例如圖1所示，鑽機絞車兩檔自動換檔控制系統，包括絞車換檔液壓機構，還包括通過控制電纜與絞車換檔液壓機構連接的PLC控制系統，均與PLC控制系統連接的傳感器和觸摸控制屏，以及通過液壓管線與絞車換檔液壓機構連接的絞車兩檔變速箱。通過自動變檔，省去了操作人員頻繁的對絞車檔位的手動切換，極大了提高了操作人員的工作效率和絞車設備的使用效率。要利用PLC控制系統來給出絞車自動換檔的輸出信號，就需要PLC系統能夠滿足如下要求(1)採集信號和輸出信號的實時性；(2)判斷工況和給出絞車檔位選擇的準確性和合理性；(3) PLC系統的工作穩定性和可靠性。具體的說，PLC控制系統包括PLC，與傳感器連接的傳感器輸入接口，與觸摸控制屏連接的通訊接口，以及用於將控制信號輸送至絞車換檔液壓機構的信號輸出模塊；其中，傳感器輸入接口、通訊接口和信號輸出模塊均與PLC連接。通過觸摸控制屏給操作人員提供了準確而快速的提示，極大的減輕了操作人員的負擔。本實施例中，絞車兩檔變速箱包括高速檔和低速檔。為了更好的實現本實施例，絞車兩檔變速箱內還設有用以採集檔位狀態的檔位信號傳感器，該檔位信號傳感器與PLC控制系統中的傳感器輸入接口連接。這樣做使得PLC控制系統更加準確可靠的對絞車加以控制，提升了絞車自動化控制的安全性。本實施例中，傳感器包括大鉤懸重傳感器、鑽壓傳感器以及立管壓力傳感器。本實用新型的具體實現方法如下將現場採集的鑽機大鉤懸重，鑽壓，立管壓力等傳感器信號接入PLC控制系統，利用PLC控制系統進行智能化條件識別，判斷出鑽機的處於一個什麼樣的即時工況，從而給出合理的絞車檔位選擇。需要保證能夠提升更重的負荷並且工況允許時就選擇低速檔；經過計算確保絞車及其電機能夠提供重物負荷提升的扭矩在額定扭矩之內，並且工況允許時則選擇高速檔。PLC輸出信號給液壓換檔機構，進而實現了絞車自動換檔的控制。絞車換檔液壓機構還包括手動控制迴路，以此確保整套鑽機在絞車操作上的可靠性。按照上述實施例，便可很好地實現本實用新型。
權利要求1.鑽機絞車兩檔自動換檔控制系統，包括絞車換檔液壓機構，其特徵在於還包括通過控制電纜與絞車換檔液壓機構連接的PLC控制系統，均與PLC控制系統連接的傳感器和觸摸控制屏，以及通過液壓管線與絞車換檔液壓機構連接的絞車兩檔變速箱。
2.根據權利要求1所述的鑽機絞車兩檔自動換檔控制系統，其特徵在於所述PLC控制系統包括PLC，與所述傳感器連接的傳感器輸入接口，與所述觸摸控制屏連接的通訊接口，以及用於將控制信號輸送至絞車換檔液壓機構的信號輸出模塊；其中，所述傳感器輸入接口、通訊接口和信號輸出模塊均與PLC連接。
3.根據權利要求2所述的鑽機絞車兩檔自動換檔控制系統，其特徵在於所述傳感器包括大鉤懸重傳感器、鑽壓傳感器以及立管壓力傳感器。
4.根據權利要求3所述的鑽機絞車兩檔自動換檔控制系統，其特徵在於所述絞車兩檔變速箱包括高速檔和低速檔。
5.根據權利要求4所述的鑽機絞車兩檔自動換檔控制系統，其特徵在於所述絞車兩檔變速箱內還設有用以採集檔位狀態的檔位信號傳感器，該檔位信號傳感器與所述傳感器輸入接口連接。
6.根據權利要求5所述的鑽機絞車兩檔自動換檔控制系統，其特徵在於所述絞車換檔液壓機構還包括手動控制迴路。
專利摘要本實用新型公開了一種鑽機絞車兩檔自動換檔控制系統，解決了現有技術中絞車採用手動換檔自動化低、存在安全隱患、影響鑽機作業工作效率的問題。該鑽機絞車兩檔自動換檔控制系統，包括絞車換檔液壓機構，其特徵在於還包括通過控制電纜與絞車換檔液壓機構連接的PLC控制系統，均與PLC控制系統連接的傳感器和觸摸控制屏，以及通過液壓管線與絞車換檔液壓機構連接的絞車兩檔變速箱。本實用新型不僅結構簡單，而且價格低廉、實現方便。因此，適合推廣應用。
文檔編號B66D1/24GK202897895SQ201220631060
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月26日 優先權日2012年11月26日
發明者陳克利, 趙軍民, 劉永國, 周翼 申請人:四川中曼電氣工程技術有限公司