CN213923855U - 一种钻机大钩速度控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种钻机大钩速度控制装置，包括控制器、第一离合器、第二离合器、接合控制阀及调速电机，控制器根据输入的接合控制指令调节接合控制阀，使第一离合器与绞车接合并使第二离合器与绞车脱离，从而使绞车与调速电机相连并使绞车与主驱动件脱离连接；当第一离合器与绞车接合时，控制器根据输入的速度调节指令调整调速电机的转速，调速电机通过相连的第一离合器调整绞车的转速，进而通过绞车调整大钩的当前升降速度，直至当前升降速度小于等于预设升降速度；由此实现自动调整大钩的上提速度或下放速度，有效避免大钩的上提速度过快，使大钩的上提速度保持稳定，进而避免发生卡钻事故。

Description

一种钻机大钩速度控制装置

技术领域

本实用新型涉及钻机，特别涉及一种钻机大钩速度控制装置。

背景技术

在地质勘探或矿井开挖过程中，钻机的大钩通常用于起下钻具。从可靠性的角度考虑，大钩的上提速度通常要求不超过2m/min。然而，考虑到现有钻杆的大钩在绞车的带动下通过机械传动方式进行速度控制，实际施工时，当钻机低速I档运转时，大钩的上提速度实际可达4.5m/min，无法满足可靠性要求；此外，大钩极易在水平井倒划眼等特殊工况场合发生上提速度过快问题。大钩的上提速度过快极易诱发卡钻事故，因此，如何使大钩速度保持稳定以避免发生卡钻事故是本领域技术人员需解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种钻机大钩速度控制装置，控制器借助接合控制阀控制第一离合器与第二离合器择一地与绞车相连，进而控制绞车择一地与调速电机或主驱动件相连，使调速电机调整绞车的转速，进而自动调整大钩的上提速度，避免大钩的上提速度过快，有效避免发生卡钻事故。

本实用新型所提供的钻机大钩速度控制装置，包括控制器、第一离合器和用于与主驱动件相连的第二离合器，还包括：

分别与第一离合器、第二离合器及控制器相连的接合控制阀，控制器用于根据输入的接合控制指令调节接合控制阀使第一离合器与绞车接合并使第二离合器与绞车脱离以使绞车与主驱动件脱离连接；

分别与控制器及第一离合器相连的调速电机，控制器用于根据输入的速度调节指令在第一离合器与绞车接合时调整调速电机的转速以通过绞车调整大钩的当前升降速度直至当前升降速度小于等于预设升降速度。

优选的，还包括与控制器相连的控制面板，控制面板设有与控制器相连的挂合按钮，控制器用于接收挂合按钮发送的接合控制指令。

优选的，控制面板还设有与控制器相连的脱开按钮，控制器用于根据脱开按钮发送的脱开控制指令调节接合控制阀使第一离合器与绞车脱离并使第二离合器与绞车接合以使绞车与主驱动件相连。

优选的，还包括与控制器相连并用于检测绞车的当前转速的转速检测件，控制面板还设有与控制器相连的上提按钮和下放按钮，控制器根据上提按钮或下放按钮发送的触发信号及转速检测件反馈的速度调节指令在第一离合器与绞车接合时调整调速电机的转速。

优选的，控制面板还设有与控制器相连的故障指示灯，控制器根据转速检测件发送的信息在当前转速超出预设转速时启动故障指示灯显示红光。

优选的，还包括设于调速电机与控制器之间的变频调速器。

优选的，还包括与接合控制阀相连的气泵、连接于接合控制阀与第一离合器之间的调速气管和连接于接合控制阀与第二离合器之间的主驱气管，所述气泵通过所述接合控制阀择一地为所述调速气管或主驱气管供气。

相对于背景技术，本实用新型所提供的钻机大钩速度控制装置，包括控制器、第一离合器、第二离合器、接合控制阀及调速电机，控制器根据输入的接合控制指令调节接合控制阀，使第一离合器与绞车接合并使第二离合器与绞车脱离，从而使绞车与调速电机相连并使绞车与主驱动件脱离连接；当第一离合器与绞车接合时，控制器根据输入的速度调节指令调整调速电机的转速，调速电机通过相连的第一离合器调整绞车的转速，进而通过绞车调整大钩的当前升降速度，直至当前升降速度小于等于预设升降速度；由此实现自动调整大钩的上提速度或下放速度，有效避免大钩的上提速度过快，使大钩的上提速度保持稳定，进而避免发生卡钻事故。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的钻机大钩速度控制装置的各部件连接简图；

图2为控制面板上各按钮的分布图。

附图标记如下：

绞车01、大绳02、天车03、大钩04；

控制器1、变频调速器2、调速电机3、减速器4、第一离合器5、主驱动件6、耦合器7、链条箱8、变速箱9、第二离合器10、接合控制阀11、调速气管12、主驱气管13、转速检测件14、控制面板15；

挂合按钮151、脱开按钮152、上提按钮153、下放按钮154、停止按钮155、故障指示灯156、电源指示灯157。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本实用新型实施例所提供的钻机大钩速度控制装置的各部件连接简图；图2为控制面板上各按钮的分布图。

本实用新型实施例公开了一种钻机大钩速度控制装置包括控制器1、第一离合器5、第二离合器10、接合控制阀11和调速电机3，第一离合器5、第二离合器10及调速电机3分别与控制器1电连接。第二离合器10与主驱动件6相连，主驱动件6通过第二离合器10驱动绞车01转动，使大钩04用于起下钻具。主驱动件6可以是柴油机，主驱动件6与第二离合器10可增设依次相连的耦合器7、链条箱8及变速箱9。

第一离合器5与第二离合器10分别设于绞车01的两侧，接合控制阀11分别与第一离合器5和第二离合器10相连，用于控制第一离合器5与第二离合器10择一地与绞车01相连。绞车01依次通过大绳02及天车03与大钩04相连，使绞车01通过转动带动大钩04实现升降。

控制器1根据输入的接合控制指令调节接合控制阀11，接合控制阀11控制第一离合器5与绞车01接合并控制第二离合器10与绞车01脱离，使绞车01与调速电机3相连并使绞车01与主驱动件6脱离连接。接合控制指令可以是按钮生成的触发信号或传感器发送的反馈信号，在此不作具体限定。

在该具体实施例中，接合控制阀11通过驱动器与控制器1相连。接合控制阀11优选气动控制阀，相应地本实用新型还包括气泵、调速气管12和主驱气管13，气泵与接合控制阀11的进气口相连，调速气管12连接于接合控制阀11与第一离合器5之间，主驱气管13连接于接合控制阀11与第二离合器10之间，气泵通过接合控制阀11择一地为调速气管12或主驱气管13供气，进而使接合控制阀11控制第一离合器5和第二离合器10择一地与绞车01相连。当然，接合控制阀11的驱动方式不限于气压驱动，也可以是液压驱动或其他驱动方式，并不影响实现本实用新型的目的。

调速电机3与第一离合器5相连，在第一离合器5与绞车01接合时，控制器1根据输入的速度调节指令调整调速电机3的转速，调速电机3通过相连的第一离合器5调整绞车01的转速，进而通过绞车01调整大钩04的当前升降速度，直至当前升降速度小于等于预设升降速度。此处的预设升降速度可以是大钩04的最大上提速度或最大下放速度，可预先输入至控制器1中。速度调节指令可以是按钮生成的触发信号或传感器发送的反馈信号，在此不作具体限定。

在该具体实施例中，调速电机3可以是伺服电机，相应地，本实用新型还包括设于调速电机3与控制器1之间的变频调速器2，使控制器1通过驱动器与变频调速器2相连，使控制器1通过变频调速器2调整调速电机3的转速。本实用新型还包括设于调速电机3与第一离合器5之间的减速器4。

综上所述，本实用新型中的控制器1借助接合控制阀11控制第一离合器5与第二离合器10择一地与绞车01相连，进而控制绞车01择一地与调速电机3或主驱动件6相连，使调速电机3调整绞车01的转速，进而自动调整大钩04的上提速度或下放速度，避免大钩04的上提速度过快，使大钩04的上提速度保持稳定，有效避免发生卡钻事故。

本实用新型还包括与控制器1相连的控制面板15，控制面板15可以是触摸面板。控制面板15设有与控制器1相连的挂合按钮151，当触摸或下压挂合按钮151时，挂合按钮151发送接合控制指令至控制器1，控制器1依此调整接合控制阀11的控制模式，使第一离合器5与绞车01接合并使第二离合器10与绞车01脱离，为大钩04实现调速功能做准备。

控制面板15还设于与控制器1相连的脱开按钮152，当触发脱开按钮152时，脱开按钮152发送脱开控制指令至控制器1，控制器1依此再次调整接合控制阀11的控制模式，使第一离合器5与绞车01脱离并使第二离合器10与绞车01接合，使绞车01与调速电机3断开连接并使绞车01与主驱动件6相连，为大钩04实现提升功能做准备。

本实用新型还包括与控制器1相连的转速检测件14，转速检测件14用于检测绞车01的当前转速。转速检测件14可以是编码器，但不限于此。相应地，控制面板15还设有与控制器1相连的上提按钮153或下放按钮154。在第一离合器5与绞车01相连时，触发上提按钮153，控制器1控制调速电机3正向转动，使调速电机3通过第一离合器5驱动绞车01正向转动，绞车01带动大钩04执行上提动作；触发下放按钮154，控制器1控制调速电机3反向转动，使调速电机3通过第一离合器5驱动绞车01反向转动，绞车01带动大钩04执行下放动作。

当第一离合器5与绞车01接合时，控制器1根据上提按钮153或下放按钮154发送的触发信号及转速检测件14反馈的速度调节指令调整调速电机3的转速，也即转速检测件14可在绞车01正向转动或反向转动的过程中实时检测绞车01的当前转速，当当前转速与预设转速不一致时，转速检测件14反馈转速调节指令至控制器1，使控制器1自动调整调速电机3的转速，进而实现自动调整绞车01的转速，由此可通过调整绞车01的转速自动调整大钩04的当前升降速度。当绞车01的当前转速与预设转速一致时，大钩04的当前升降速度与预设升降速度一致，从而借助转速检测件14在大钩04的上提或下放时自动调整大钩04的上提速度或下放速度。

除了上提按钮153及下放按钮154外，控制面板15还设有停止按钮155，停止按钮155与控制器1相连，当触发停止按钮155，控制器1控制调速电机3停止运转，进而使绞车01停止运转，使大钩04停止动作。

控制面板15还设有与控制器1相连的故障指示灯156，当转速检测件14检测到绞车01的当前转速超出预设转速时，转速检测件14发送信号至控制器1，意味着调速电机3可能因发生故障而无法调整绞车01的转速，此时控制器1启动故障指示灯156，故障指示灯156显示红光，以此提醒操作人员及时检修。

控制面板15还设有电源指示灯157，当电源接通时，电源指示灯157显示绿灯，方便检修电源。

在此需要说明的是，控制器1应包括信号接收部、信号判断部和信号发送部，信号接收部用于接收转速检测件14等检测部件发送的电信号，信号判断部和接收部电连接，以便信号判断部用于判断接收部所接收的信号是否是触发信号，信号发送部和信号判断部电连接，以便信号发送部将信号判断部的生成的判断信号发送至调速电机3或故障指示灯156等执行部件。信号接收部、信号判断部和信号发送部三者的具体设置方式可参考现有技术；在本实用新型中，仅仅改变了上述三者的应用场景，并非对其进行了实质性改进。显然，具有该结构的控制器1广泛应用于现有的自动控制设备上，例如MCU、DSP或者单片机等。本实用新型的关键点在于，控制器1将各检测部件和各执行部件对应结合起来。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种钻机大钩速度控制装置，其特征在于，包括控制器(1)、第一离合器(5)和用于与主驱动件(6)相连的第二离合器(10)，还包括：

分别与所述第一离合器(5)、所述第二离合器(10)及所述控制器(1)相连的接合控制阀(11)，所述控制器(1)用于根据输入的接合控制指令调节所述接合控制阀(11)使所述第一离合器(5)与绞车(01)接合且所述第二离合器(10)与绞车(01)脱离以使绞车(01)与主驱动件(6)脱离连接；

分别与所述控制器(1)及所述第一离合器(5)相连的调速电机(3)，所述控制器(1)用于根据输入的速度调节指令在所述第一离合器(5)与绞车(01)接合时调整所述调速电机(3)的转速以通过绞车(01)调整大钩(04)的当前升降速度直至所述当前升降速度小于等于预设升降速度。

2.根据权利要求1所述的钻机大钩速度控制装置，其特征在于，还包括与所述控制器(1)相连的控制面板(15)，所述控制面板(15)设有与所述控制器(1)相连的挂合按钮(151)，所述控制器(1)用于接收所述挂合按钮(151)发送的所述接合控制指令。

3.根据权利要求2所述的钻机大钩速度控制装置，其特征在于，所述控制面板(15)还设有与所述控制器(1)相连的脱开按钮(152)，所述控制器(1)用于根据所述脱开按钮(152)发送的脱开控制指令调节所述接合控制阀(11)使所述第一离合器(5)与绞车(01)脱离且所述第二离合器(10)与绞车(01)接合以使绞车(01)与主驱动件(6)相连。

4.根据权利要求2所述的钻机大钩速度控制装置，其特征在于，还包括与所述控制器(1)相连并用于检测绞车(01)的当前转速的转速检测件(14)，所述控制面板(15)还设有与所述控制器(1)相连的上提按钮(153)和下放按钮(154)，所述控制器(1)根据所述上提按钮(153)或所述下放按钮(154)发送的触发信号及所述转速检测件(14)反馈的速度调节指令在所述第一离合器(5)与绞车(01)接合时调整所述调速电机(3)的转速。

5.根据权利要求4所述的钻机大钩速度控制装置，其特征在于，所述控制面板(15)还设有与所述控制器(1)相连的故障指示灯(156)，所述控制器(1)根据所述转速检测件(14)发送的信息在所述当前转速超出预设转速时启动所述故障指示灯(156)显示红光。

6.根据权利要求1至5任一项所述的钻机大钩速度控制装置，其特征在于，还包括设于所述调速电机(3)与所述控制器(1)之间的变频调速器(2)。

7.根据权利要求1至5任一项所述的钻机大钩速度控制装置，其特征在于，还包括与所述接合控制阀(11)相连的气泵、连接于所述接合控制阀(11)与所述第一离合器(5)之间的调速气管(12)和连接于所述接合控制阀(11)与所述第二离合器(10)之间的主驱气管(13)，所述气泵通过所述接合控制阀(11)择一地为所述调速气管(12)或所述主驱气管(13)供气。

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