CN207485356U - 顶驱定位停车系统 - Google Patents

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姜庆巍
刘琳
周宇
韩振宇
潘磊
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Abstract

本实用新型涉及定向钻井控制设备技术领域，特别提供了一种顶驱定位停车系统，包括顺次连接的人机交互装置、控制装置、传动装置、执行装置和位置检测装置以及连接在控制装置和执行装置之间的制动装置，位置检测装置还与传动装置连接，控制装置和传动装置之间为双向连接。本实用新型能够精确控制顶驱主轴旋转的方向、圈数或角度，用于定向钻井时调整钻柱的工具面和方位角，取代传统的人工调整或扳转盘作业，从而提高方位控制精度，优化井眼轨迹。

Description

顶驱定位停车系统
技术领域
本实用新型涉及定向钻井控制设备技术领域，特别提供了一种顶驱定位停车系统。
背景技术
在定向钻井轨迹控制过程中，经常会遇到在保持井眼方位角不变的情况下改变井斜角的情况，此时称为增井斜或降井斜，而大多数情况下则需要同时改变井斜角和方位角或者有时保持井斜角不变而改变方位角，此时称为扭方位。工具面角就是定向井施工现场人员用来确定造斜工具的方向，在井斜方向和方位方向上分配造斜率，进行井眼轨迹控制的主要参数。通俗地讲工具面角指的就是造斜工具弯角的指向或位置。在定向井现场施工中，技术人员确定工具面角后井队工作人员需要根据要求控制顶驱旋转相对应的角度，此时会出现以下问题：
1、凭借肉眼判断钻井设备旋转角度，精度无法保障；
2、在控制顶驱旋转时出现失误，造成工具面角度过大，则需要重新调整工具面角，延长井队的定向钻进时间。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种顶驱定位停车系统，能够精确控制顶驱主轴旋转的方向、圈数或角度，用于定向钻井时调整钻柱的工具面和方位角，取代传统的人工调整或扳转盘作业，从而提高方位控制精度，优化井眼轨迹。
本实用新型是这样实现的，提供一种顶驱定位停车系统，包括顺次连接的人机交互装置、控制装置、传动装置、执行装置和位置检测装置以及连接在控制装置和执行装置之间的制动装置，位置检测装置还与传动装置连接，控制装置和传动装置之间为双向连接。
进一步地，所述人机交互装置为触摸屏。
进一步地，所述触摸屏上设有圈数设定模块、角度设定模块、确定按钮和定位停车启动按钮。
进一步地，所述控制装置为西门子S7-300控制装置。
进一步地，所述传动装置为西门子G150变频器。
进一步地，所述执行装置为顶部驱动钻井装置主电机。
进一步地，所述位置检测装置为编码器。
进一步地，所述制动装置为盘式刹车装置。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：可以提高定向控制的工作效率和控制精度，提高钻井速度，节约钻井成本，为使用螺杆钻具的导向钻井连续控制提供了极大方便。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
图1为本实用新型各部分连接结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参考图1，本实用新型提供一种顶驱定位停车系统，包括顺次连接的人机交互装置、控制装置、传动装置、执行装置和位置检测装置以及连接在控制装置和执行装置之间的制动装置，位置检测装置还与传动装置连接，控制装置和传动装置之间为双向连接。人机交互装置为触摸屏，触摸屏上设有圈数设定模块、角度设定模块、确定按钮和定位停车启动按钮。控制装置为西门子S7-300控制装置。传动装置为西门子G150变频器。执行装置为顶部驱动钻井装置主电机。位置检测装置为编码器。制动装置为盘式刹车装置。
利用本系统对顶驱进行定位停车包括如下步骤：
1、确认顶驱驱动钻井装置处于有编码器工作状态，检查主电机编码器接线是否存在虚接或漏接的现象；
2、启动顶驱驱动钻井装置液压源；
3、测试顶部驱动钻井装置盘式刹车装置，确认盘式刹车装置能够正常工作；
4、将触摸屏切换到定位停车控制系统界面，用户根据需要进行圈数、角度数值设定，参数设定完成后，点击确定按钮，程序会对相关输入参数进行识别，电机定位停车启动按钮，定位停车功能开启；
5、参数传递至顶部驱动钻井系统的西门子S7-300控制装置；
6、传动装置西门子G150变频器根据控制装置设定的转速和扭矩控制执行装置转动；
7、执行装置顶部驱动钻井装置主电机工作时，编码器监测其工作情况，当达到设定位置时位置检测装置-编码器将信息传递给西门子S7-300控制装置，盘式刹车装置工作，完成定位停车功能。

Claims (8)

1.顶驱定位停车系统，其特征在于，包括顺次连接的人机交互装置、控制装置、传动装置、执行装置和位置检测装置以及连接在控制装置和执行装置之间的制动装置，位置检测装置还与传动装置连接，控制装置和传动装置之间为双向连接。
2.按照权利要求1所述的顶驱定位停车系统，其特征在于，所述人机交互装置为触摸屏。
3.按照权利要求2所述的顶驱定位停车系统，其特征在于，所述触摸屏上设有圈数设定模块、角度设定模块、确定按钮和定位停车启动按钮。
4.按照权利要求1所述的顶驱定位停车系统，其特征在于，所述控制装置为西门子S7-300控制装置。
5.按照权利要求1所述的顶驱定位停车系统，其特征在于，所述传动装置为西门子G150变频器。
6.按照权利要求1所述的顶驱定位停车系统，其特征在于，所述执行装置为顶部驱动钻井装置主电机。
7.按照权利要求1所述的顶驱定位停车系统，其特征在于，所述位置检测装置为编码器。
8.按照权利要求1所述的顶驱定位停车系统，其特征在于，所述制动装置为盘式刹车装置。
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