CN204251257U - 车载修井机绞车一体化控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种车载修井机绞车一体化控制系统,包括控制部分和执行部分,控制部分的结构是,包括控制单元,控制单元的信号输入端分别与急停开关、传感器组、绞车主控制手柄连接,控制单元的信号输出端分别与多参数显示仪、变速箱挡位控制电磁阀组、空气系统电磁阀组、报警喇叭连接;另外,控制单元与空气系统电磁阀组之间设置有放大器单元。本实用新型的装置,功能全面、操作简单,有效提高了修井机工作效率、降低燃油消耗、提高工作安全性、降低司钻劳动强度。
Description
技术领域
本实用新型属于石油装备控制技术领域,涉及一种车载修井机绞车一体化控制系统。
背景技术
目前车载修井机绞车驱动普遍采用的模式是以柴油机为动力,通过多档液力变速箱、角传动箱变速后驱动绞车滚筒,实现游车的提升功能;同时通过绞车主辅刹车控制,实现游车的下放控制功能。其中柴油机油门控制、液力变速箱挡位选择、绞车滚筒离合控制、绞车主刹车与辅助刹车控制均由独立的手柄或按键完成,操作程序复杂、协调控制难度大,容易发生闷车、溜钻、游车撞天车等问题;当挡位选择不合理时还会发生变速箱发热、燃油消耗大等问题。同时柴油机运行参数显示、液力变速箱运行参数显示、游车运行参数显示均由独立的仪表或显示器显示,安装布局凌乱、观察不方便。因此需要一套一体化控制系统,方便实现绞车各单元的协调控制及运行参数集中显示。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种车载修井机绞车一体化控制系统,解决了现有技术中的绞车各单元布局凌乱,关联不紧密,自动化程度低,不容易协调控制的问题。
本实用新型采用的技术方案是,一种车载修井机绞车一体化控制系统,包括控制部分和执行部分,
控制部分的结构是,包括控制单元,控制单元的信号输入端分别与急停开关、传感器组、绞车主控制手柄连接,控制单元的信号输出端分别与多参数显示仪、变速箱挡位控制电磁阀组、空气系统电磁阀组、报警喇叭连接;另外,控制单元与空气系统电磁阀组之间设置有放大器单元。
本实用新型的车载修井机绞车一体化控制系统,其特点还在于:
执行部分结构是,包括柴油机,柴油机通过液力变速箱与角传动箱传动连接,角传动箱与绞车离合器传动连接,绞车离合器与绞车滚筒同轴传动连接,绞车滚筒同时套接有辅助刹车、工作刹车及安全刹车,绞车滚筒上缠绕的钢索与游车机构连接。
传感器组包括滚筒编码器、钩载传感器、柴油机传感器组、变速箱传感器组、压力传感器。
空气系统电磁阀组包括滚筒离合器控制电磁阀、柴油机油门控制电磁阀、工作刹车控制电磁阀、安全刹车控制电磁阀、辅助刹车控制电磁阀。
绞车主控制手柄选用自复位、中位锁定式多功能手柄,手柄带零位开关及工况选择开关。
本实用新型的有益效果是,实现绞车动力系统、传动系统及主辅刹车一体化控制及运行参数显示,该系统功能全面、操作简单,有效提高了修井机工作效率、降低燃油消耗、提高工作安全性、降低司钻劳动强度。该控制系统可实现以下功能:1)柴油机油门的自动控制;2)液力变速箱挡位的自动选择;3)绞车离合器的自动控制;4)绞车主辅刹车的自动控制;5)系统的急停控制;6)系统故障报警;7)设备运行参数集中显示,所有控制功能只需司钻操作绞车主控制手柄即可完成。
附图说明
图1是本实用新型车载修井机绞车一体化控制系统的工作流程图;
图2是本实用新型车载修井机绞车执行部分结构示意图。
图中,1.控制单元;2.多参数显示仪;3.急停开关;4.变速箱挡位控制电磁阀组;5.空气系统电磁阀组;6.放大器单元;7.传感器组;8.绞车主控制手柄;9.报警喇叭;10.柴油机;11.液力变速箱;12.角传动箱;13.绞车离合器;14.绞车滚筒;15.辅助刹车;16.工作刹车及安全刹车;17.游车机构。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型的装置,包括控制部分和执行部分,
参照图1,控制部分的结构是,包括控制单元1,控制单元1的信号输入端分别与急停开关3、传感器组7、绞车主控制手柄8连接,控制单元1的信号输出端分别与多参数显示仪2、变速箱挡位控制电磁阀组4、空气系统电磁阀组5、报警喇叭9连接;另外,控制单元1与空气系统电磁阀组5之间根据需要设置有放大器单元6。
参照图2,执行部分即为车载修井机主要动力及传动控制部件构成,包括柴油机10,柴油机10通过液力变速箱11与角传动箱12传动连接,角传动箱12与绞车离合器13传动连接,绞车离合器13与绞车滚筒14同轴传动连接,绞车滚筒14同时套接有辅助刹车15、工作刹车及安全刹车16,绞车滚筒14上缠绕的钢索与游车机构17连接。
控制部分通过对上述的执行部件的控制(包括柴油机10的油门控制、液力变速箱11的挡位控制、绞车离合器13的离合控制、辅助刹车15、工作刹车及安全刹车16的制动力控制)实现绞车动力系统、传动系统及主辅刹车一体化控制。
传感器组7包括滚筒编码器、钩载传感器、柴油机传感器组(包括机油压力传感器、水温传感器、转速传感器)、变速箱传感器组(包括涡轮转速传感器、变矩器油压表传感器、油温传感器、滚筒离合器)、压力传感器(包括主刹车压力传感器、辅助刹车压力传感器),传感器组7将检测到的信号传递给控制单元1。
其中的滚筒编码器检测游车速度及高度;通过钩载传感器检测游车大钩载荷;通过柴油机传感器组检测柴油机机油压力、水温、转速;通过变速箱传感器组检测涡轮转速、变矩器油压、油温;通过压力传感器检测主刹车力矩与辅助刹车力矩。
空气系统电磁阀组5包括滚筒离合器控制电磁阀、柴油机油门控制电磁阀、工作刹车控制电磁阀、安全刹车控制电磁阀、辅助刹车控制电磁阀。其中的柴油机油门控制电磁阀、工作刹车控制电磁阀、辅助刹车控制电磁阀均为比例电磁阀。
空气系统电磁阀组5也可以选用液压系统电磁阀组。
多参数显示仪2选用触摸控制屏或按键式液晶显示器,能够显示游车高度、游车速度、柴油机转速、柴油机机油压力、柴油机水温、变速箱挡位、变速箱变矩器油压、变速箱变矩器油温、工作刹车压力、安全刹车压力、辅助刹车压力等参数。
绞车主控制手柄8选用自复位、中位锁定式多功能手柄,手柄带零位开关及工况选择开关。
绞车主控制手柄8按照司钻控制要求的信号设置是,手柄向前推为游车提升信号,手柄向前推动的角度为提升速度信号,角度越大需要的提升速度越高;手柄向后拉为游车下放信号,手柄向后拉动的角度为下放速度信号, 角度越大需要的下放速度越高;手柄放在中位为刹车信号传递给控制单元。
控制单元1选用PLC、单片机或工控机。控制单元1将传感器组7传送的信号运算分析后传递给多参数显示仪2,显示出游车高度、游车速度、柴油机转速、柴油机机油压力、柴油机水温、变速箱挡位、变速箱变矩器油压、变速箱变矩器油温、工作刹车压力、安全刹车压力、辅助刹车压力等参数。
控制单元1根据绞车主控制手柄8提供的司钻控制要求信号对变速箱挡位控制电磁阀组4、空气系统电磁阀组5进行控制。其中空气系统电磁阀组5中的工作刹车控制电磁阀及辅助刹车控制电磁阀是通过放大器单元6来驱动控制。
本实用新型系统的具体控制过程是:
当需要游车悬停时,将绞车主控制手柄8放在中位,控制单元1发出信号,控制空气系统电磁阀组5中的工作刹车控制电磁阀、安全刹车控制电磁阀及辅助刹车控制电磁阀实现刹车功能。
当需要提升游车时,控制单元1发出信号,控制空气系统电磁阀组5中的滚筒离合器控制电磁阀,滚筒离合器挂合,同时控制工作刹车控制电磁阀、安全刹车控制电磁阀及辅助刹车控制电磁阀释放刹车实现游车提升。控制单元1根据绞车主控制手柄8向前推动的角度及钩载信号来选择合适的挡位及油门大小,并通过控制变速箱挡位控制电磁阀组4来实现挡位选择控制;通过控制空气系统电磁阀组5中的柴油机油门控制电磁阀实现油门控制。控制单元1根据大钩载荷信号限定液力变速箱可使用的最高挡位。当游车提升到上警戒高度时,控制单元1控制报警喇叭9发出报警信号提示司钻减速,如果司钻未减速则控制单元1自动控制空气系统电磁阀组5中的柴油机油门控制电磁阀减小油门,同时控制变速箱挡位控制电磁阀组4降低挡位。当游车 提升到上极限高度时,控制单元1自动控制空气系统电磁阀组5中的工作刹车控制电磁阀、安全刹车控制电磁阀及辅助刹车控制电磁阀实现紧急刹车功能。
当需要下放游车时,控制单元1发出信号,控制空气系统电磁阀组5中的工作刹车控制电磁阀、安全刹车控制电磁阀释放工作刹车及安全刹车,同时控制辅助刹车控制电磁阀减小辅助刹车制动力矩,控制单元1根据绞车主控制手柄8向后拉动的角度来减小辅助刹车制动力矩,角度越大则辅助刹车制动力矩越小下放速度越高。当游车下放到下警戒高度时,控制单元1控制报警喇叭9发出报警信号提示司钻减速,如果司钻未减速则控制单元1自动控制空气系统电磁阀组5中的辅助刹车控制电磁阀增大辅助刹车制动力矩,降低游车速度。当游车下放到下极限高度时,控制单元1自动控制空气系统电磁阀组5中的工作刹车控制电磁阀、安全刹车控制电磁阀及辅助刹车控制电磁阀实现紧急刹车功能。
当遇到紧急情况时,司钻直接按下急停开关3,控制单元1接到急停信号后控制空气系统电磁阀组5中的工作刹车控制电磁阀、安全刹车控制电磁阀及辅助刹车控制电磁阀实现紧急刹车功能;同时控制空气系统电磁阀组5中的滚筒离合器控制电磁阀,脱开滚筒。
当紧急情况处理完成后,复位急停开关3及绞车主控制手柄8,然后重新进行需要的操作。
本实用新型控制系统,功能全面、操作简单,有效提高修井机工作效率、降低燃油消耗、提高工作安全性、降低司钻劳动强度,该控制系统还可用于类似传动的小型钻机。
Claims (5)
1.一种车载修井机绞车一体化控制系统,其特点在于:包括控制部分和执行部分,所述的控制部分的结构是,包括控制单元(1),控制单元(1)的信号输入端分别与急停开关(3)、传感器组(7)、绞车主控制手柄(8)连接,控制单元(1)的信号输出端分别与多参数显示仪(2)、变速箱挡位控制电磁阀组(4)、空气系统电磁阀组(5)、报警喇叭(9)连接;另外,控制单元(1)与空气系统电磁阀组(5)之间设置有放大器单元(6)。
2.根据权利要求1所述的车载修井机绞车一体化控制系统,其特点在于:所述的执行部分结构是,包括柴油机(10),柴油机(10)通过液力变速箱(11)与角传动箱(12)传动连接,角传动箱(12)与绞车离合器(13)传动连接,绞车离合器(13)与绞车滚筒(14)同轴传动连接,绞车滚筒(14)同时套接有辅助刹车(15)、工作刹车及安全刹车(16),绞车滚筒(14)上缠绕的钢索与游车机构(17)连接。
3.根据权利要求1所述的车载修井机绞车一体化控制系统,其特点在于:所述的传感器组(7)包括滚筒编码器、钩载传感器、柴油机传感器组、变速箱传感器组、压力传感器。
4.根据权利要求1所述的车载修井机绞车一体化控制系统,其特点在于:所述的空气系统电磁阀组(5)包括滚筒离合器控制电磁阀、柴油机油门控制电磁阀、工作刹车控制电磁阀、安全刹车控制电磁阀、辅助刹车控制电磁阀。
5.根据权利要求1所述的车载修井机绞车一体化控制系统,其特点在于:所述的绞车主控制手柄(8)选用自复位、中位锁定式多功能手柄,手柄带零位开关及工况选择开关。
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