基于鉆井絞車的多重剎車控制系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種基于鉆井絞車的多重剎車控制系統，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；能耗制動單元通過PLC控制單元對直流母線的電壓進行檢測，將絞車下放及減速時產生的能量消耗到電阻箱上。在鉆機絞車中配置了此多重剎車控制系統后，鉆機既能保持交、直流電驅動絞車的優勢，又能最大化地提高絞車驅動電機的功率利用率，剎車力矩由PLC程序自動控制，可實現安全、快速起下鉆，進一步提高鉆井效率。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及鉆井絞車剎車控制

技術介紹
剎車系統作為鉆井絞車的主要組成部分，經過多年的發展形成了各種不同的系統。其主要分為以下幾種:1、液壓盤剎系統:該系統是目前應用最廣泛的剎車系統。具有設計簡單，維護容易等特點，但在使用上完全依靠人來操作剎車手柄來實現其功能。2、電磁渦流剎車系統:如公開號為203612875U，公開日為2014年5月28日的中國專利文獻公開了一種基于高效智能石油鉆井絞車系統的專用電磁渦流剎車系統。其由控制系統全程控制更為高效合理的電磁渦流剎車。該技術采用的技術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控制單元通過工業控制總線與可控硅整流裝置連接，可控硅整流裝置通過動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座、轉子、定子、激磁線圈、輸出軸和散熱系統，所述的激磁線圈嵌入定子之中，定子通過螺栓固定與機座上，轉子通過平鍵與輸出軸連接，散熱系統通過螺栓設置于機座上，所述的輸出軸通過內花鍵與滾筒軸總成連接。作為一種輔助剎車系統，該方式主要應用于機械鉆機與直流鉆機的系統當中。能快速消耗下放所產生的能量。但隨著絞車速度降低剎車力矩也逐漸縮小，不能完全使滾筒停止且在變頻鉆機中沒有相關的應用。3、能耗制動剎車:利用制動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拖動的絞車停車，變頻鉆機系統多采用該方式。缺點在于造價高，與直流鉆機相比減速過慢影響鉆機的時效性。4、PLC控制高度系統:通過高度編碼器來確定剎車點位置，實現PLC控制安全鉗緊急剎車。該方式容易造成過電流導致整個系統停電的故障出現。
技術實現思路
本技術旨在針對上述現有技術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。在鉆機絞車中配置了此多重剎車控制系統后，鉆機既能保持交、直流電驅動絞車的優勢，又能最大化地提高絞車驅動電機的功率利用率，剎車力矩由PLC程序自動控制，可實現安全、快速起下鉆，進一步提高鉆井效率，系統地解決了長期困擾用戶的鉆機鉆井效率低、下放安全性差、系統故障率較高的問題。本技術是通過采用下述技術方案實現的:一種基于鉆井絞車的多重剎車控制系統，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;能耗制動單元通過PLC控制單元對直流母線的電壓進行檢測，將絞車下放及減速時產生的能量消耗到電阻箱上。與現有技術相比，本技術所達到的有益效果如下:1、將鉆機液壓盤剎系統、能耗制動系統、電磁渦流剎車系統、PLC控制高度剎車系統這四個剎車模式融合在同一個系統中。作業過程的剎車控制由PLC程序統一完成，根據實際工況需要分別自動投切液壓盤剎系統、能耗制動系統、電磁渦流剎車系統、PLC控制高度剎車系統。多重剎車控制系統根據速度、懸重、動力進行建模計算;實現了絞車快速平穩的加速與減速，提高絞車的安全與效率。2、在鉆機絞車中配置了此多重剎車控制系統后，鉆機既能保持交、直流電驅動絞車的優勢，又能最大化地提高絞車驅動電機的功率利用率，剎車力矩由PLC程序自動控制，可實現安全、快速起下鉆，進一步提高鉆井效率，系統地解決了長期困擾用戶的鉆機鉆井效率低、下放安全性差、系統故障率較高的問題。【附圖說明】下面將結合說明書附圖和【具體實施方式】對本技術作進一步的詳細說明，其中:圖1為本技術的結構不意圖附圖標記: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—能耗制動單兀，8—電阻箱，9一PLC控制單元。【具體實施方式】參照說明書附圖，本技術的最佳實施方式是:參見圖1:鉆井絞車多重剎車系統，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，經過數據的采集在PLC控制單元經過計算絞車位置來實現輔助性剎車;能耗制動單元7通過PLC控制單元9對直流母線的電壓進行檢測，將絞車下放及減速時產生的能量消耗到電阻箱8上。系統工作時，由PLC控制單元9對高度、懸重、速度、溫度、風壓等數據的比較分析，建立動態模型，編制控制軟件，由PLC控制系統合理分配下鉆能耗，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及能耗制動單元7進行統一控制，實現能量合理快速釋放，提高下鉆作業控制精度和效率，避免對系統的電壓沖擊，提高系統安全性，最終實現絞車的多重剎車。【主權項】1.一種基于鉆井絞車的多重剎車控制系統，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;能耗制動單元(7)通過PLC控制單元(9)對直流母線的電壓進行檢測，將絞車下放及減速時產生的能量消耗到電阻箱(8)上。【專利摘要】本技術公開了一種基于鉆井絞車的多重剎車控制系統，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；能耗制動單元通過PLC控制單元對直流母線的電壓進行檢測，將絞車下放及減速時產生的能量消耗到電阻箱上。在鉆機絞車中配置了此多重剎車控制系統后，鉆機既能保持交、直流電驅動絞車的優勢，又能最大化地提高絞車驅動電機的功率利用率，剎車力矩由PLC程序自動控制，可實現安全、快速起下鉆，進一步提高鉆井效率。【IPC分類】B66D5/30, B66D5/26【公開號】CN205204734【申請號】CN201521022300【專利技術人】譚剛強, 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日本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于鉆井絞車的多重剎車控制系統，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（1）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）通過內花鍵與絞車滾筒（1）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（1）的連接軸上，且高度編碼器（6）與PLC控制單元（9）連接；能耗制動單元（7）通過PLC控制單元（9）對直流母線的電壓進行檢測，將絞車下放及減速時產生的能量消耗到電阻箱（8）上。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：譚剛強，張洪，曾鑫，朱占林，雒建勝，李飛，李勇，張建，卜知書，
申請(專利權)人：中國石油集團川慶鉆探工程有限公司，
類型：新型
國別省市：四川;51