CN204386586U - 一种石油钻机转盘软扭矩系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种石油钻机转盘软扭矩系统，它包括钻机电控房、司钻控制台和传动装置，钻机电控房内设置有PLC处理器，司钻控制台设置有转盘控制柜、HMI触摸屏和报警器，传动装置包括钻机转盘、转盘电机和电机驱动装置，钻机转盘下方设有底座，底座上活动安装有制动器座，底座与制动器座之间安装有扭矩传感器，底座上还安装有转盘速度传感器，转盘与转盘电机连接，转盘电机分别与电机驱动装置和电机电流传感器连接，PLC处理器分别与HMI触摸屏、转盘控制柜、报警器、扭矩传感器、转盘速度传感器和电机电流传感器连接，转盘控制柜的输出与电机驱动装置的输入连接。本实用新型采用闭环控制，控制精度高、可靠性强，卡钻时发出报警。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种石油钻机转盘软扭矩系统。
背景技术
目前，在石油电动钻机转盘控制系统中，转盘一般设计为恒转速旋转，并有最大扭矩限制保护功能。司钻在钻井过程中，根据钻井技术设计，给转盘以恒定的旋转转速控制转盘运转，转盘扭矩完全由井下情况确定。若钻井工况良好，则转速及扭矩波动都会在很小的范围之类，若井下发生粘滑扭曲振动产生不均匀扭矩，转盘转速就会像一个正弦波一样产生较大的波动，而转盘扭矩也会跟着转盘转速的波动产生一个类似于正弦波的较大波动区间，情况严重时甚至需要通过转盘刹车来点动释放扭矩，这样就容易引起跳钻、卡钻的现象，造成钻柱疲劳拉伤甚至扭断钻柱，引发钻井事故。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种石油钻机转盘软扭矩系统，采用闭环控制，控制精度高、可靠性强，卡钻时发出报警。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种石油钻机转盘软扭矩系统，它包括钻机电控房、司钻控制台和传动装置，所述的钻机电控房内设置有PLC处理器，司钻控制台设置有转盘控制柜、HMI触摸屏和报警器，传动装置包括钻机转盘、转盘电机和电机驱动装置，所述的钻机转盘下方设有底座，底座上活动安装有制动器座，底座与制动器座之间安装有扭矩传感器，扭矩传感器的两端分别与底座和制动器座连接，底座上还安装有转盘速度传感器，转盘与转盘电机连接，转盘电机与电机电流传感器连接，扭矩传感器、转盘速度传感器和电机电流传感器的输出均与PLC处理器的输入连接，PLC处理器与HMI触摸屏连接进行数据交换，PLC处理器的输出分别与转盘控制柜和报警器的输入连接，转盘控制柜的控制输出与电机驱动装置的控制输入连接，电机驱动装置的控制输出与转盘电机的控制输入连接。
所述的电机驱动装置为直流调速装置或交流变频器。
作为本实用新型的进一步改进，它还包括无线接收装置，无线接收装置与PLC处理器连接。
所述的扭矩传感器、转盘速度传感器和电机电流传感器均为无线传感器。
本实用新型的有益效果是：（1）转盘速度传感器、电机电流传感器、扭矩传感器、PLC处理器、转盘控制柜和电机驱动装置组成一个控制闭环，实现实时控制，控制精度高，可靠性强；（2）当转盘速度传感器检测到卡钻时，PLC处理器发出停止工作命令，并分别向HMI触摸屏和报警器输出一个报警信号，进行报警。
附图说明
图1为本实用新型石油钻机转盘软扭矩系统的结构框图；
图2为本实用新型采用无线传感器的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种石油钻机转盘软扭矩系统，它包括钻机电控房、司钻控制台和传动装置，所述的钻机电控房内设置有PLC处理器，司钻控制台设置有转盘控制柜、HMI触摸屏和报警器，传动装置包括钻机转盘、转盘电机和电机驱动装置，所述的钻机转盘下方设有底座，底座上活动安装有制动器座，底座与制动器座之间安装有扭矩传感器，扭矩传感器的两端分别与底座和制动器座连接，底座上还安装有转盘速度传感器，转盘与转盘电机连接，转盘电机与电机电流传感器连接，扭矩传感器、转盘速度传感器和电机电流传感器的输出均与PLC处理器的输入连接，PLC处理器与HMI触摸屏连接进行数据交换，PLC处理器的输出分别与转盘控制柜和报警器的输入连接，转盘控制柜的控制输出与电机驱动装置的控制输入连接，电机驱动装置的控制输出与转盘电机的控制输入连接。
所述的转盘速度传感器、电机电流传感器、扭矩传感器、PLC处理器、转盘控制柜和电机驱动装置组成一个控制闭环，转盘速度传感器、转盘电机电流传感器和扭矩传感器分别实时采集转盘运转过程中的转盘转速信号、转盘电机电流信号和转盘扭矩信号，然后将转盘转速信号、转盘电机电流信号和转盘扭矩信号实时发送给PLC处理器， PLC处理器计算出一个速度给定偏移，并作为电机驱动装置的附加速度直接发给转盘控制柜，与转盘原来的给定速度相叠加，来实现控制转盘扭矩的目的。该过程是实时的闭环控制，控制精度高，可靠性强。当转盘速度传感器检测到卡钻，即转盘和钻柱无法旋转时，PLC处理器发出停止工作命令，并分别向HMI触摸屏和报警器输出一个报警信号，进行报警。此外，所述的HMI触摸屏设置有参数设置模块和粘滑振动值输出模块，参数设置模块用于司钻在系统投入使用前根据井下实际情况如实在HMI触摸屏上填写相关的参数：钻柱数量、钻杆外径、钻杆内径和下部钻具组合，以及下部钻具组合的内径和外径，粘滑振动值输出模块可显示井下钻柱的粘滑振动情况。
所述的电机驱动装置为直流调速装置或交流变频器。
作为本实用新型的进一步改进，它还包括无线接收装置，无线接收装置与PLC处理器连接，所述的扭矩传感器、转盘速度传感器和电机电流传感器均为无线传感器。
如图2所示，一种石油钻机转盘软扭矩系统，它包括钻机电控房、司钻控制台和传动装置，所述的钻机电控房内设置有PLC处理器和无线接收装置，司钻控制台设置有转盘控制柜、HMI触摸屏和报警器，传动装置包括钻机转盘、转盘电机和电机驱动装置，所述的钻机转盘下方设有底座，底座上活动安装有制动器座，底座与制动器座之间安装有无线扭矩传感器，无线扭矩传感器的两端分别与底座和制动器座连接，底座上还安装有无线转盘速度传感器，转盘与转盘电机连接，转盘电机与无线电机电流传感器连接，无线扭矩传感器、无线转盘速度传感器和无线电机电流传感器的输出均与无线接收装置的输入连接，无线接收装置的输出与PLC处理器的输入连接，PLC处理器与HMI触摸屏连接进行数据交换，PLC处理器的输出分别与转盘控制柜和报警器的输入连接，转盘控制柜的控制输出与电机驱动装置的控制输入连接，电机驱动装置的控制输出与转盘电机的控制输入连接。
所述的电机驱动装置为直流调速装置或交流变频器。
Claims (4)
1.一种石油钻机转盘软扭矩系统，其特征在于：它包括钻机电控房、司钻控制台和传动装置，所述的钻机电控房内设置有PLC处理器，司钻控制台设置有转盘控制柜、HMI触摸屏和报警器，传动装置包括钻机转盘、转盘电机和电机驱动装置，所述的钻机转盘下方设有底座，底座上活动安装有制动器座，底座与制动器座之间安装有扭矩传感器，扭矩传感器的两端分别与底座和制动器座连接，底座上还安装有转盘速度传感器，转盘与转盘电机连接，转盘电机与电机电流传感器连接，扭矩传感器、转盘速度传感器和电机电流传感器的输出均与PLC处理器的输入连接，PLC处理器与HMI触摸屏连接进行数据交换，PLC处理器的输出分别与转盘控制柜和报警器的输入连接，转盘控制柜的控制输出与电机驱动装置的控制输入连接，电机驱动装置的控制输出与转盘电机的控制输入连接。
2.根据权利要求1所述的一种石油钻机转盘软扭矩系统，其特征在于：所述的电机驱动装置为直流调速装置或交流变频器。
3.根据权利要求1所述的一种石油钻机转盘软扭矩系统，其特征在于：它还包括无线接收装置，无线接收装置设置在钻机电控房内，无线接收装置与PLC处理器连接。
4.根据权利要求3所述的一种石油钻机转盘软扭矩系统，其特征在于：所述的扭矩传感器、转盘速度传感器和电机电流传感器均为无线传感器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420822461.2U CN204386586U (zh) | 2014-12-23 | 2014-12-23 | 一种石油钻机转盘软扭矩系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201420822461.2U CN204386586U (zh) | 2014-12-23 | 2014-12-23 | 一种石油钻机转盘软扭矩系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204386586U true CN204386586U (zh) | 2015-06-10 |
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ID=53359317
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN204386586U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106471995A (zh) * | 2017-01-06 | 2017-03-08 | 重庆理工大学 | 一种联合收割机作业状态在线监测系统 |
| CN109162692A (zh) * | 2018-08-29 | 2019-01-08 | 北京四利通控制技术股份有限公司 | 一种软扭矩控制系统及方法 |
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2014
- 2014-12-23 CN CN201420822461.2U patent/CN204386586U/zh active Active
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