基于鉆井絞車的多重剎車控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及鉆井絞車剎車控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]剎車系統(tǒng)作為鉆井絞車的主要組成部分，經(jīng)過多年的發(fā)展形成了各種不同的系統(tǒng)。其主要分為以下幾種:
[0003]1、液壓盤剎系統(tǒng):該系統(tǒng)是目前應(yīng)用最廣泛的剎車系統(tǒng)。具有設(shè)計(jì)簡單，維護(hù)容易等特點(diǎn)，但在使用上完全依靠人來操作剎車手柄來實(shí)現(xiàn)其功能。
[0004]2、電磁渦流剎車系統(tǒng):如公開號為203612875U，公開日為2014年5月28日的中國專利文獻(xiàn)公開了一種基于高效智能石油鉆井絞車系統(tǒng)的專用電磁渦流剎車系統(tǒng)。其由控制系統(tǒng)全程控制更為高效合理的電磁渦流剎車。該實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為包括電磁渦流剎車本體，還包括可控硅整流裝置和PLC控制單元，所述的PLC控制單元通過工業(yè)控制總線與可控硅整流裝置連接，可控硅整流裝置通過動(dòng)力電纜與電磁渦流剎車本體連接，所述的電磁渦流剎車本體包括機(jī)座、轉(zhuǎn)子、定子、激磁線圈、輸出軸和散熱系統(tǒng)，所述的激磁線圈嵌入定子之中，定子通過螺栓固定與機(jī)座上，轉(zhuǎn)子通過平鍵與輸出軸連接，散熱系統(tǒng)通過螺栓設(shè)置于機(jī)座上，所述的輸出軸通過內(nèi)花鍵與滾筒軸總成連接。
[0005]作為一種輔助剎車系統(tǒng)，該方式主要應(yīng)用于機(jī)械鉆機(jī)與直流鉆機(jī)的系統(tǒng)當(dāng)中。能快速消耗下放所產(chǎn)生的能量。但隨著絞車速度降低剎車力矩也逐漸縮小，不能完全使?jié)L筒停止且在變頻鉆機(jī)中沒有相關(guān)的應(yīng)用。
[0006]3、能耗制動(dòng)剎車:利用制動(dòng)斬波器或逆變裝置來迅速釋放直流母線上的能量使得變頻電機(jī)拖動(dòng)的絞車停車，變頻鉆機(jī)系統(tǒng)多采用該方式。缺點(diǎn)在于造價(jià)高，與直流鉆機(jī)相比減速過慢影響鉆機(jī)的時(shí)效性。
[0007]4、PLC控制高度系統(tǒng):通過高度編碼器來確定剎車點(diǎn)位置，實(shí)現(xiàn)PLC控制安全鉗緊急剎車。該方式容易造成過電流導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)停電的故障出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型旨在針對上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷和不足，提供一種基于鉆井絞車的多重剎車控制系統(tǒng)。在鉆機(jī)絞車中配置了此多重剎車控制系統(tǒng)后，鉆機(jī)既能保持交、直流電驅(qū)動(dòng)絞車的優(yōu)勢，又能最大化地提高絞車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率利用率，剎車力矩由PLC程序自動(dòng)控制，可實(shí)現(xiàn)安全、快速起下鉆，進(jìn)一步提高鉆井效率，系統(tǒng)地解決了長期困擾用戶的鉆機(jī)鉆井效率低、下放安全性差、系統(tǒng)故障率較高的問題。
[0009]本實(shí)用新型是通過采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0010]一種基于鉆井絞車的多重剎車控制系統(tǒng)，其特征在于:包括絞車滾筒、液壓盤剎本體、液壓盤剎控制裝置、電磁渦流剎車本體、電磁剎車控制裝置，高度編碼器、能耗制動(dòng)單元，電阻箱和PLC控制單元，所述液壓盤剎本體作用在絞車滾筒上，由液壓盤剎控制裝置與PLC控制單元共同完成剎車工作；電磁渦流剎車本體通過內(nèi)花鍵與絞車滾筒的軸連接、由電磁剎車控制裝置與PLC控制單元共同控制;高度編碼器安裝在絞車滾筒的連接軸上，且高度編碼器與PLC控制單元連接;能耗制動(dòng)單元通過PLC控制單元對直流母線的電壓進(jìn)行檢測，將絞車下放及減速時(shí)產(chǎn)生的能量消耗到電阻箱上。
[0011 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果如下:
[0012]1、將鉆機(jī)液壓盤剎系統(tǒng)、能耗制動(dòng)系統(tǒng)、電磁渦流剎車系統(tǒng)、PLC控制高度剎車系統(tǒng)這四個(gè)剎車模式融合在同一個(gè)系統(tǒng)中。作業(yè)過程的剎車控制由PLC程序統(tǒng)一完成，根據(jù)實(shí)際工況需要分別自動(dòng)投切液壓盤剎系統(tǒng)、能耗制動(dòng)系統(tǒng)、電磁渦流剎車系統(tǒng)、PLC控制高度剎車系統(tǒng)。多重剎車控制系統(tǒng)根據(jù)速度、懸重、動(dòng)力進(jìn)行建模計(jì)算;實(shí)現(xiàn)了絞車快速平穩(wěn)的加速與減速，提高絞車的安全與效率。
[0013]2、在鉆機(jī)絞車中配置了此多重剎車控制系統(tǒng)后，鉆機(jī)既能保持交、直流電驅(qū)動(dòng)絞車的優(yōu)勢，又能最大化地提高絞車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率利用率，剎車力矩由PLC程序自動(dòng)控制，可實(shí)現(xiàn)安全、快速起下鉆，進(jìn)一步提高鉆井效率，系統(tǒng)地解決了長期困擾用戶的鉆機(jī)鉆井效率低、下放安全性差、系統(tǒng)故障率較高的問題。
【附圖說明】
[0014]下面將結(jié)合說明書附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，其中:
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖
[0016]附圖標(biāo)記:I一絞車滾筒，2—液壓盤剎本體，3—液壓盤剎控制裝置，4一電磁渦流剎車本體，5—電磁剎車控制裝置，6—尚度編碼器，7—能耗制動(dòng)單兀，8—電阻箱，9一PLC控制單元。
【具體實(shí)施方式】
[0017]參照說明書附圖，本實(shí)用新型的最佳實(shí)施方式是:參見圖1:鉆井絞車多重剎車系統(tǒng)，由液壓盤剎2直接作用在絞車滾筒I上面，由液壓盤剎控制裝置3與PLC控制單元9共同完成剎車工作；電磁渦流剎車本體4通過內(nèi)花鍵與絞車滾筒軸I連接、由電磁剎車控制裝置5與PLC控制單元9共同控制;高度編碼器6安裝在絞車滾筒I的連接軸上，經(jīng)過數(shù)據(jù)的采集在PLC控制單元經(jīng)過計(jì)算絞車位置來實(shí)現(xiàn)輔助性剎車;能耗制動(dòng)單元7通過PLC控制單元9對直流母線的電壓進(jìn)行檢測，將絞車下放及減速時(shí)產(chǎn)生的能量消耗到電阻箱8上。
[0018]系統(tǒng)工作時(shí)，由PLC控制單元9對高度、懸重、速度、溫度、風(fēng)壓等數(shù)據(jù)的比較分析，建立動(dòng)態(tài)模型，編制控制軟件，由PLC控制系統(tǒng)合理分配下鉆能耗，并對液壓盤剎控制裝置
3、電磁剎車控制裝置5、高度編碼器6及能耗制動(dòng)單元7進(jìn)行統(tǒng)一控制，實(shí)現(xiàn)能量合理快速釋放，提高下鉆作業(yè)控制精度和效率，避免對系統(tǒng)的電壓沖擊，提高系統(tǒng)安全性，最終實(shí)現(xiàn)絞車的多重剎車。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于鉆井絞車的多重剎車控制系統(tǒng)，其特征在于:包括絞車滾筒(1)、液壓盤剎本體(2)、液壓盤剎控制裝置(3)、電磁渦流剎車本體(4)、電磁剎車控制裝置(5)，高度編碼器(6)、能耗制動(dòng)單元(7)，電阻箱(8)和PLC控制單元(9)，所述液壓盤剎本體(2)作用在絞車滾筒(I)上，由液壓盤剎控制裝置(3)與PLC控制單元(9)共同完成剎車工作；電磁渦流剎車本體(4)通過內(nèi)花鍵與絞車滾筒(I)的軸連接、由電磁剎車控制裝置(5 )與PLC控制單元(9 )共同控制；高度編碼器(6)安裝在絞車滾筒(I)的連接軸上，且高度編碼器(6)與PLC控制單元(9)連接;能耗制動(dòng)單元(7)通過PLC控制單元(9)對直流母線的電壓進(jìn)行檢測，將絞車下放及減速時(shí)產(chǎn)生的能量消耗到電阻箱(8)上。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于鉆井絞車的多重剎車控制系統(tǒng)，由液壓盤剎本體作用在絞車滾筒上，由液壓盤剎控制裝置與PLC控制單元共同完成剎車工作；電磁渦流剎車本體通過內(nèi)花鍵與絞車滾筒的軸連接、由電磁剎車控制裝置與PLC控制單元共同控制；高度編碼器安裝在絞車滾筒的連接軸上，且高度編碼器與PLC控制單元連接；能耗制動(dòng)單元通過PLC控制單元對直流母線的電壓進(jìn)行檢測，將絞車下放及減速時(shí)產(chǎn)生的能量消耗到電阻箱上。在鉆機(jī)絞車中配置了此多重剎車控制系統(tǒng)后，鉆機(jī)既能保持交、直流電驅(qū)動(dòng)絞車的優(yōu)勢，又能最大化地提高絞車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率利用率，剎車力矩由PLC程序自動(dòng)控制，可實(shí)現(xiàn)安全、快速起下鉆，進(jìn)一步提高鉆井效率。
【IPC分類】B66D5/30, B66D5/26
【公開號】CN205204734
【申請?zhí)枴緾N201521022300
【發(fā)明人】譚剛強(qiáng), 張洪, 曾鑫, 朱占林, 雒建勝, 李飛, 李勇, 張建, 卜知書
【申請人】中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月10日