EP0688938A1 - Dispositif de commande d'un treuil de forage - Google Patents

Dispositif de commande d'un treuil de forage Download PDF

Info

Publication number
EP0688938A1
EP0688938A1 EP95401448A EP95401448A EP0688938A1 EP 0688938 A1 EP0688938 A1 EP 0688938A1 EP 95401448 A EP95401448 A EP 95401448A EP 95401448 A EP95401448 A EP 95401448A EP 0688938 A1 EP0688938 A1 EP 0688938A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
speed
motor
load
winch
drill string
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP95401448A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Alain Girault
Michel Codron
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Forasol SA
Original Assignee
Forasol SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Forasol SA filed Critical Forasol SA
Publication of EP0688938A1 publication Critical patent/EP0688938A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/28—Other constructional details
    • B66D1/40—Control devices
    • B66D1/42—Control devices non-automatic
    • B66D1/46—Control devices non-automatic electric

Definitions

  • the present invention relates to a device for controlling an apparatus, in particular a winch used to raise or lower a load such as a drill string, in a borehole.
  • a drilling installation consists in particular of a drilling mast, a drive motor mounted on the drilling mast, and a drilling device able to penetrate the ground to drill a well there. .
  • the drilling device is generally suspended from the drilling mast by a cable which is itself wound on a motorized winch.
  • the winch is placed on the ground and a muffle returns the cable to the winch from the top of the drill mast.
  • the winch is driven by one or more winch motors possibly connected to the winch by a clutch system.
  • a manually operated retarder brake also slows the winch if necessary.
  • the device generally includes a safety brake which is also actuated by hand and which is mainly used to keep the winch stationary.
  • the drilling device consists of a drilling tool which is connected to the drive motor by one or more rods forming a drill string whose main function is to transmit the torque of the motor to the drilling tool. training.
  • rods are added to the drill string as it digs into the ground so that the drill bit can be held integral with the engine .
  • a mast should be high enough to allow the addition or removal of a single rod. In practice, it Frequently the masts allow the simultaneous manipulation of two or three rods.
  • the rod string must be reassembled over its entire length by dismantling the rods one by one, two to two or three to three, depending on the height of the mast, before reaching the last rod which supports the drilling tool to be replaced.
  • the present invention aims to solve these drawbacks in particular by proposing a control device which allows the drill string to be lowered quickly into the borehole while retaining control.
  • the device according to the invention makes it possible to maintain control of the load both during the ascent phases and during the descent phases of the load, by acting only on the control member.
  • the device is controlled by electrically controlling the motor.
  • the device according to the invention makes it possible to act, either only on the retarder brake in the case where the motor is not reversible, or both on the motor and on the retarder brake if the motor is reversible.
  • the resistive torque of the motor varies with its speed of rotation when this motor rotates beyond its maximum operating speed, just as the efficiency of the retarder brake can vary with the speed of movement of the load.
  • the device further comprises a clutch system which connects the device to the engine and which is controlled by the processing means.
  • the processing means determine the instructions capable of causing the motor to disengage when the speed of the device exceeds the speed of rotation mechanically admissible by the motor.
  • the device according to the invention is particularly well suited to the control of a winch of a drilling installation.
  • each drill rod about 10 meters, is such that it is advantageous to be able to let go of the drill string to make it descend under the action of gravity.
  • the time required to lower the drill string from a height of 10 meters is approximately 2 seconds, while by acting only on the engine, it would take approximately 15 seconds.
  • the time saving is moreover all the more important that the drilling mast is high, because such a mast makes it possible to bring down the drill string of several tens of meters at each maneuver.
  • the drilling installation shown in FIG. 1 comprises a drilling mast 1 to which a drill string 2 is suspended by means of a cable 3.
  • a block 4 returns the cable 3 to the drum of a winch 5.
  • the winch 5 can be rotated by an electric motor 6, which is reversible here, by means of a clutch system 7 placed between the winch 5 and the motor 6.
  • a retarder brake 8 for example an eddy current retarder brake, is also integral in rotation with the winch 5.
  • the processing means receive information from a sensor, not shown, of the angular speed of the winch 5 and of the control member 10.
  • the controller 10 translates ascent and descent orders given by an operator.
  • a lever 10a can be moved to the right or to the left to indicate an order of movement of the drill string up or down.
  • the angle of the handle relative to its central position corresponds to the speed of movement desired for the operation.
  • the processing means control the engine 6, the clutch system 7 and the retarder brake 8.
  • the device comprises a band or disc brake, not shown, which serves as a parking brake when the drill string must be kept stationary and as a safety brake if necessary.
  • the speed V adm of the winch corresponding to the maximum speed mechanically admissible by the electric motor 6 was determined in advance.
  • the vertical entry of the table corresponds to the orders given by the control member 10.
  • the horizontal input corresponds to the values supplied by the angular speed sensor of the winch, which translates the behavior of the drill string.
  • This behavior is classified into four categories similar to the four preceding categories, namely ascent, stop, descent at a speed lower than V adm and descent at a speed higher than V adm .
  • FIG. 3 an example of a succession of cases has been shown as a function of orders of movement given by an operator.
  • each transition from one case to the next is caused by the modification of the order indicated by the control member, or a change in behavior of the drill string.
  • Each transition arrow indicates the input parameter which is at the origin of the change of case.
  • the user places the control member in the climb order position.
  • the processing means pass to case 2 which corresponds to the input parameters (order: climb , drill string: stationary ).
  • control member 10 the engine 6, the clutch mechanism 7, the retarder brake 8 as well as the winch 5.
  • the axis ⁇ materializes the drive shaft of these members.
  • the actuator 10 is connected, on the one hand to a first comparator 16 intended for controlling the motor, and on the other hand to a second comparator 17 intended for controlling the retarder brake.
  • the comparator 16 receives as input a reference value V ref indicated by the control member 10 and corresponding to an ascent or descent command at a given speed desired by the user.
  • the comparator 16 also receives a signal V word in return from the motor 6, which indicates the operating conditions of the motor.
  • Such a signal can for example be provided by a sensor of the engine speed.
  • the comparator 16 By comparing the values V ref and V word by difference, the comparator 16 establishes an appropriate control signal to cause the motor to run at the desired speed.
  • the signal from comparator 16 is amplified by an amplifier 18.
  • the value V ref is also sent to the comparator 17, which also establishes the difference with the value V f from the sensor 19 indicating the speed of rotation of the winch.
  • the comparator 17 establishes a control signal for the retarder brake which is amplified by an amplifier 20.
  • the retarder brake is not actuated in the case where the desired direction of movement corresponds to the direction of rotation of the winch and where the desired speed of movement is greater than the speed of rotation of the winch.
  • an additional connection 25 is provided between the signal from the comparator 16 controlling the motor 6, and the comparator 17 controlling the retarder brake 8 .
  • the comparator 17 considers the signal V ref as formulating a braking order, V ref being seen from the comparator 17 very slightly less than V f , while the comparator 16 considers the signal V ref as formulating an acceleration order, V ref being seen from comparator 16, slightly greater than V word .
  • the purpose of the signal coming from the link 25 is to evade the reference value V ref coming from the control member 10 to ensure that the release of the retarder brake takes place as well as possible and in synergy with the engine in the case where the latter is controlled in the resistive direction.
  • the clutch mechanism 7 is controlled by a comparator 26 which receives, on the one hand the value V f from the speed sensor 19 of the winch, and on the other hand the return value V word from the engine 6.
  • the comparator 26 establishes by difference a control signal whose absolute value, obtained for example by a diode bridge 27 and is transmitted to a second comparator 28.
  • This comparator 28 receives as input a clutch threshold value V s which corresponds to the speed difference between the engine and the winch beyond which it is not possible to engage under penalty of overtorque imposed on the engine or cable relaxation.
  • the clutch mechanism 7 engages the engine 6 on the winch 5, the signal from the comparator 28 being amplified by an amplifier 29 and transmitted to the clutch control 30.
  • the speed of rotation of the winch V f is also continuously compared with a value v adm corresponding to the maximum speed of rotation mechanically admissible by the motor.
  • a comparator 31 establishes the difference between the two aforementioned values and, via an amplifier 32, sends a signal to the clutch control 30.

Abstract

Dispositif de commande d'un appareil, notamment d'un treuil utilisé pour faire monter ou descendre une charge, ledit appareil comportant :
  • un moteur d'entraînement électrique,
  • un unique organe de commande (10a) permettant d'indiquer un ordre de déplacement de la charge (2) comprenant un sens et une vitesse désirés,
  • un capteur du sens et de la vitesse de l'appareil (5), et
  • des moyens de traitement (9) pour comparer le sens et la vitesse de déplacement désirés de la charge (2) aux valeurs fournies par le capteur de manière à déterminer si l'exécution de l'ordre indiqué nécessite une accélération ou une décélération de la charge (2), et ce, en montée ou en descente, et en déduire des instructions appropriées destinées au moteur (6).
L'appareil comporte un frein ralentisseur (8) et les moyens de traitement (9) traduisent les ordres de décélaration en instructions destinées à la fois au moteur (6) et au frein ralentisseur (8), en répartissant entre ces derniers le couple résistant à fournir pour ralentir la charge (2) en fonction de sa vitesse instantanée.

Description

  • La présente invention concerne un dispositif de commande d'un appareil, notamment d'un treuil utilisé pour faire monter ou descendre une charge telle qu'un train de tiges, dans un forage.
  • On sait qu'une installation de forage se compose notamment d'un mât de forage, d'un moteur d'entraînement monté sur le mât de forage, et d'un dispositif de forage apte à pénétrer dans le sol pour y forer un puits.
  • Le dispositif de forage est généralement suspendu au mât de forage par un câble qui est lui-même enroulé sur un treuil motorisé. En général, le treuil est placé sur le sol et un moufle renvoie le câble sur le treuil depuis le sommet du mât de forage.
  • L'entraînement du treuil s'effectue par un ou plusieurs moteurs de treuil éventuellement reliés au treuil par un système d'embrayage. Un frein ralentisseur, actionné manuellement, permet en outre de ralentir le treuil en cas de nécessité.
  • Par ailleurs, le dispositif comporte généralement un frein de sécurité qui est également actionné à la main et qui est surtout utilisé pour maintenir le treuil immobile.
  • Le dispositif de forage est constitué par un outil de forage qui est relié au moteur d'entraînement par une ou plusieurs tiges formant un train de tiges dont la fonction principale est de transmettre à l'outil de forage le couple de rotation du moteur d'entraînement.
  • Lors de la progression vers le bas de l'outil de forage, on ajoute des tiges au train de tiges à mesure que celui-ci s'enfonce dans le sol de manière à ce que l'outil de forage puisse être maintenu solidaire du moteur.
  • Inversement, lors de la remontée de l'outil de forage, on retire successivement du train de tiges les tiges qui émergent à la surface du sol.
  • On comprend que, selon la hauteur du mât de forage, le nombre de tiges qui peuvent être ajoutées ou retirées simultanément est variable.
  • Au minimum, un mât doit être suffisamment haut pour permettre l'ajout ou le retrait d'une seule tige. Dans la pratique, il est fréquent que les mâts permettent la manipulation simultanée de deux ou trois tiges.
  • En-dehors de l'opération de forage proprement dite, au cours de laquelle la vitesse de descente du train de tiges est fixée par la progression de l'outil de forage, il se produit assez fréquemment que le train de tiges doive être remonté puis redescendu dans le puits, par exemple pour remplacer l'outil de forage.
  • Dans un tel cas, il faut remonter le train de tiges sur la totalité de sa longueur en démontant les tiges une à une, deux à deux ou trois à trois, selon la hauteur du mât, avant d'atteindre la dernière tige qui supporte l'outil de forage à remplacer.
  • Après quoi, pour redescendre le nouvel outil de forage au fond du puits, il faut rabouter les tiges les unes après les autres pour reconstituer le train de tiges.
  • Ces manoeuvres conduisent, de manière répétitive, à déplacer verticalement le train de tiges sur une longueur correspondant sensiblement à la hauteur du mât de forage, et à le stopper autant de fois que nécessaire.
  • Il en résulte de lourdes manipulations pour l'opérateur qui doit agir simultanément sur le ou les moteurs du treuil, sur le système d'embrayage et sur le frein ralentisseur, le cas échéant.
  • La société demanderesse a déjà décrit dans FR-A-2 603 942 un procédé et un dispositif visant à simplifier ces manipulations en conservant le treuil embrayé sur un moteur réversible, et en régulant l'alimentation du moteur.
  • Mais cette solution ne donne pas entière satisfaction lors des phases de descente du train de tiges du fait que l'on est amené à limiter la vitesse de descente du train de tiges pour que le poids du train de tiges ne confère pas au treuil une vitesse angulaire trop importante, eu égard à la vitesse maximale mécaniquement admissible par le moteur. Dans le cas contraire, il se produirait un emballement du moteur et apparaîtrait le risque notamment de voir le rotor du moteur exploser. On perdrait alors le contrôle du train de tiges.
  • La présente invention vise à résoudre notamment ces inconvénients en proposant un dispositif de commande qui permet de descendre rapidement le train de tiges dans le forage tout en en conservant le contrôle.
  • La présente invention a pour objet un dispositif de commande d'un appareil, notamment d'un treuil qui est utilisé pour faire monter ou descendre une charge, ledit appareil comportant :
    • un moteur d'entraînement électrique,
    • un unique organe de commande permettant d'indiquer un ordre de déplacement de la charge comprenant un sens et une vitesse désirés,
    • un capteur du sens et de la vitesse de l'appareil, et
    • des moyens de traitement pour comparer le sens et la vitesse de déplacement désirés de la charge aux valeurs fournies par le capteur de manière à déterminer si l'exécution de l'ordre indiqué nécessite une accélération ou une décélération de la charge, et ce, en montée ou en descente, et en déduire des instructions appropriées destinées au moteur, caractérisé par le fait qu'il comporte un frein ralentisseur et que les moyens de traitement traduisent les ordres de décélération, notamment pour les phases de descente de la charge lorsque le moteur est réversible, en instructions destinées à la fois au moteur et au frein ralentisseur, en répartissant entre ces derniers le couple résistant à fournir pour ralentir la charge, en fonction de sa vitesse instantanée.
  • Le dispositif selon l'invention permet de conserver le contrôle de la charge tant lors des phases d'ascension que lors des phases de descente de la charge, en agissant uniquement sur l'organe de commande.
  • En général, lors des phases d'ascension de la charge, la commande de l'appareil s'effectue en commandant électriquement le moteur.
  • En revanche, lors des phases de descente de la charge, le dispositif selon l'invention permet d'agir, soit uniquement sur le frein ralentisseur dans le cas où le moteur n'est pas réversible, soit à la fois sur le moteur et sur le frein ralentisseur dans le cas où le moteur est réversible.
  • En effet, le couple résistant du moteur varie avec sa vitesse de rotation lorsque ce moteur tourne au delà de sa vitesse maximale de fonctionnement, de même que l'efficacité du frein ralentisseur peut varier avec la vitesse de déplacement de la charge.
  • Par exemple, on sait que l'efficacité d'un frein ralentisseur à courants de Foucault diminue avec sa vitesse de rotation. Aussi, dans un tel cas, est-il préférable de ralentir la charge pendant son déplacement rapide principalement au moyen du frein ralentisseur, puis, progressivement, de faire intervenir le moteur à mesure que la charge ralentit, pour finalement commander uniquement le moteur.
  • Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif comporte en outre un système d'embrayage qui relie l'appareil au moteur et qui est commandé par les moyens de traitement.
  • Dans ce mode de réalisation, les moyens de traitement déterminent les instructions aptes à provoquer le débrayage du moteur lorsque la vitesse de l'appareil dépasse la vitesse de rotation mécaniquement admissible par le moteur.
  • Dans une phase de ralentissement de la charge au cours de sa descente à vitesse élevée, le moteur étant débrayé, seul le frein ralentisseur est initialement actionné pour ralentir la charge jusqu'à une vitesse mécaniquement admissible par le moteur, puis le moteur est embrayé sur l'appareil et le ralentissement par répartition des efforts entre le moteur et le frein ralentisseur tel que décrit précédemment peut avoir lieu.
  • On comprend que le dispositif selon l'invention est particulièrement bien adapté à la commande d'un treuil d'une installation de forage.
  • En effet, la longueur de chaque tige de forage, environ 10 mètres, est telle qu'il est avantageux de pouvoir lâcher le train de tiges pour le faire descendre sous l'action de la pesanteur.
  • Dans ces conditions, le temps nécessaire pour faire descendre le train de tiges d'une hauteur de 10 mètres est d'environ 2 secondes, alors qu'en agissant uniquement sur le moteur, il faudrait environ 15 secondes.
  • Le gain de temps est d'ailleurs d'autant plus important que le mât de forage est haut, du fait qu'un tel mât permet de faire descendre le train de tiges de plusieurs dizaines de mètres à chaque manoeuvre.
  • Dans le but de mieux faire comprendre l'invention on va en décrire maintenant un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé dans lequel :
    • la figure 1 représente schématiquement une installation de forage utilisant un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention,
    • la figure 2 est un tableau illustrant différents cas possibles rencontrés par le dispositif de commande en fonction d'ordres donnés par l'organe de commande et des valeurs fournies par le capteur de vitesse angulaire du treuil,
    • la figure 3 représente un exemple d'une succession de cas possibles au cours de manoeuvres du train de tiges, et
    • la figure 4 est un schéma synoptique des moyens de traitement permettant le contrôle du treuil.
  • L'installation de forage représentée sur la figure 1 comporte un mât de forage 1 auquel est suspendu un train de tiges 2 par l'intermédiaire d'un câble 3.
  • Un moufle 4 renvoie le câble 3 sur le tambour d'un treuil 5.
  • Dans un souci de clarté, on n'a pas représenté le moteur d'entraînement en rotation du train de tiges 2.
  • Le treuil 5 peut être entraîné en rotation par un moteur électrique 6, qui est ici réversible, au moyen d'un système d'embrayage 7 placé entre le treuil 5 et le moteur 6.
  • Un frein ralentisseur 8, par exemple un frein ralentisseur à courants de Foucault, est également solidaire en rotation du treuil 5.
  • Des moyens de traitement 9, reliés à un organe de commande 10, permettent de commander le déplacement vertical du train de tiges 2.
  • Comme l'indiquent les flèches 11 et 12, les moyens de traitement reçoivent des informations d'un capteur, non représenté, de la vitesse angulaire du treuil 5 et de l'organe de commande 10.
  • L'organe de commande 10 traduit des ordres de montée et de descente donnés par un opérateur. Dans l'exemple illustré, une manette 10a peut être déplacée vers la droite ou vers la gauche pour indiquer un ordre de déplacement du train de tiges vers le haut ou vers le bas. L'angle de la manette par rapport à sa position centrale correspond à la vitesse de déplacement souhaitée pour la manoeuvre.
  • Comme l'indiquent les flèches 13, 14 et 15, les moyens de traitement commandent le moteur 6, le système d'embrayage 7 et le frein ralentisseur 8.
  • Par ailleurs, le dispositif comporte un frein à bandes ou à disques, non représenté, qui sert de frein de parking lorsque le train de tiges doit être maintenu immobile et de frein de sécurité en cas de nécessité.
  • Pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, on a déterminé à l'avance la vitesse Vadm du treuil correspondant à la vitesse maximale mécaniquement admissible par le moteur électrique 6.
  • Sur la figure 2, on a représenté un tableau à deux entrées comprenant seize cases.
  • L'entrée verticale du tableau correspond aux ordres donnés par l'organe de commande 10.
  • Ces ordres sont classés en quatre catégories qui sont schématisées chacune par un dessin de l'organe de commande.
  • De haut en bas, on trouve : les ordres de montée, l'ordre d'arrêt, les ordres de descente à des vitesses de treuil inférieures à Vadm et les ordres de descente à des vitesses de treuil supérieures ou égales à Vadm.
  • L'entrée horizontale correspond aux valeurs fournies par le capteur de vitesse angulaire du treuil, qui traduit le comportement du train de tiges.
  • Ce comportement est classé en quatre catégories analogues aux quatre catégories précédentes, à savoir montée, arrêt, descente à une vitesse inférieure à Vadm et descente à une vitesse supérieure à Vadm.
  • En fonction de ces deux entrées, les moyens de traitement 9 rencontrent l'un des cas indiqués sur le tableau, dans lequel :
       E signifie que le treuil est embrayé sur le moteur,
       
    Figure imgb0001
    signifie que le treuil est débrayé du moteur,
       I = Is > 0 signifie que le moteur est commandé électriquement dans le sens de la montée de la charge,
       I = Is < 0 signifie que le moteur est commandé électriquement dans le sens de la descente de la charge.
       F signifie que le frein ralentisseur est actionné,
       
    Figure imgb0002
    signifie que le frein ralentisseur n'est pas actionné.
  • Par exemple, lorsque le train de tiges descend rapidement à une vitesse supérieure à la vitesse Vadm admissible par le moteur électrique 6, tandis que l'organe de commande indique un ordre d'arrêt, on se trouve dans le cas ⑧, c'est-à-dire que le moteur est débrayé du treuil, qu'il ne s'oppose pas électriquement au déplacement de la charge et que le frein ralentisseur est actionné.
  • Sur la figure 3, on a représenté un exemple d'une succession de cas en fonction d'ordres de déplacements donnés par un opérateur.
  • Sur cette figure, chaque transition d'un cas au cas suivant est provoquée par la modification de l'ordre indiqué par l'organe de commande, ou un changement de comportement du train de tiges.
  • Chaque flèche de transition comporte l'indication du paramètre d'entrée qui est à l'origine du changement de cas.
  • Initialement, le train de tiges est immobile et l'organe de commande indique un ordre d'arrêt du train de tiges. On se trouve dans le cas ⑥.
  • L'utilisateur place l'organe de commande en position d'ordre de montée.
  • Conformément à l'invention, les moyens de traitement passent au cas ② qui correspond aux paramètres d'entrée (ordre: montée, train de tiges: immobile).
  • Dans le cas ②, le treuil est embrayé sur le moteur, le moteur est alimenté électriquement dans le sens de la montée du train de tiges et le frein ralentisseur est relâché.
  • De ce fait, le train de tiges se déplace vers le haut, ce qui provoque la transition vers le cas ①.
  • L'opérateur place alors l'organe de commande sur la position d'arrêt.
  • On passe alors au cas ⑤, c'est-à-dire que le moteur est alimenté dans le sens résistant et le frein ralentisseur est actionné. La répartition des efforts entre le frein ralentisseur et le moteur est automatiquement régulée. Ceci provoque l'arrêt du train de tiges et le passage au cas ⑥.
  • On peut, de la même manière, lire les transitions suivantes qui sont représentées sur la figure 3.
  • Sur la figure 4, on a représenté les moyens de traitement du dispositif décrit.
  • Sur cette figure, on retrouve l'organe de commande 10, le moteur 6, le mécanisme d'embrayage 7, le frein ralentisseur 8 ainsi que le treuil 5.
  • L'axe Δ matérialise l'arbre d'entraînement de ces organes.
  • L'organe de manoeuvre 10 est relié, d'une part à un premier comparateur 16 destiné à la commande du moteur, et d'autre part à un second comparateur 17 destiné à la commande du frein ralentisseur.
  • Le comparateur 16 reçoit en entrée une valeur de référence Vref indiquée par l'organe de commande 10 et correspondant à un ordre de montée ou de descente à une vitesse donnée désirée par l'utilisateur.
  • Le comparateur 16 reçoit également un signal Vmot en retour du moteur 6, qui indique les conditions de fonctionnement du moteur.
  • Un tel signal peut être par exemple fourni par un capteur de la vitesse de rotation du moteur.
  • En comparant par différence les valeurs Vref et Vmot, le comparateur 16 établit un signal de commande approprié pour amener le moteur à tourner à la vitesse voulue.
  • Le signal issu du comparateur 16 est amplifié par un amplificateur 18.
  • La valeur Vref est également envoyée au comparateur 17, lequel établit également la différence avec la valeur Vf issue du capteur 19 indiquant la vitesse de rotation du treuil.
  • Par comparaison entre ces deux valeurs, le comparateur 17 établit un signal de commande du frein ralentisseur qui est amplifié par un amplificateur 20.
  • De cette manière, lorsque le treuil 5 tourne à une vitesse trop élevée par rapport à la vitesse désirée correspondant à la valeur Vref, le frein 8 ralentisseur est actionné pour ralentir le treuil.
  • Si le sens de déplacement indiqué par l'organe de commande 10 est différent du sens de rotation du treuil, ou si la vitesse désirée est inférieure à la vitesse de rotation du treuil, il est bien entendu nécessaire de freiner. En revanche, le frein ralentisseur n'est pas actionné dans le cas où le sens de déplacement désiré correspond au sens de rotation du treuil et où la vitesse de déplacement désirée est supérieure à la vitesse de rotation du treuil.
  • Ces conditions sont exprimées par les deux entrées 21 et 22 de la porte OU 23, laquelle commande un interrupteur 24 qui joue le rôle d'une porte ET avec le signal issu du comparateur 17.
  • Pour éviter des dysfonctionnements qui pourraient résulter d'un manque de précision des capteurs et des comparateurs de ce système, il est prévu une liaison supplémentaire 25 entre le signal issu du comparateur 16 commandant le moteur 6, et le comparateur 17 commandant le frein ralentisseur 8.
  • Le risque est en effet que, par manque de précision, le comparateur 17 considère le signal Vref comme formulant un ordre de freinage, Vref étant au vu du comparateur 17 très légèrement inférieur à Vf, tandis que le comparateur 16 considère le signal Vref comme formulant un ordre d'accélération, Vref étant au vu du comparateur 16, légèrement supérieur à Vmot.
  • Le moteur et le frein ralentisseur fonctionneraient alors de façon contradictoire.
  • Le signal issu de la liaison 25 a pour objet de se soustraire à la valeur de référence Vref issue de l'organe de commande 10 pour assurer que le déclenchement du frein ralentisseur s'effectue au mieux et en synergie avec le moteur dans le cas où ce dernier est commandé dans le sens résistif.
  • Inversement, lorsque le moteur est commandé dans le sens moteur, le signal issu de la liaison 25 vient s'ajouter à la valeur Vref pour s'affranchir de freinages inopinés.
  • Le mécanisme d'embrayage 7 est commandé par un comparateur 26 qui reçoit, d'une part la valeur Vf issue du capteur de vitesse 19 du treuil, et d'autre part la valeur de retour Vmot issue du moteur 6.
  • En comparant ces deux valeurs, le comparateur 26 établit par différence un signal de commande dont la valeur absolue, obtenue par exemple grâce à un pont de diodes 27 et est transmise à un deuxième comparateur 28.
  • Ce comparateur 28 reçoit en entrée une valeur de seuil d'embrayage Vs qui correspond à la différence de vitesse entre le moteur et le treuil au-delà de laquelle il n'est pas possible d'embrayer sous peine de surcouple imposé au moteur ou de détente du câble.
  • En dessous de cette valeur de seuil Vs, le mécanisme d'embrayage 7 embraye le moteur 6 sur le treuil 5, le signal issu du comparateur 28 étant amplifié par un amplificateur 29 et transmis à la commande d'embrayage 30.
  • La vitesse de rotation du treuil Vf est par ailleurs comparée en permanence avec une valeur vadm correspondant à la vitesse de rotation maximale mécaniquement admissible par le moteur.
  • En cas de dépassement de cette vitesse, il est nécessaire de débrayer le moteur sous peine de le détériorer.
  • A cet effet, un comparateur 31 établit la différence entre les deux valeurs précitées et, par l'intermédiaire d'un amplificateur 32, envoie un signal à la commande d'embrayage 30.
  • Ainsi, par une régulation automatique, on peut commander à la fois le moteur, le frein ralentisseur et le mécanisme d'embrayage.
  • Il apparaît clairement, sur cet exemple, que la manoeuvre du train de tiges est grandement facilitée grâce au dispositif selon l'invention qui permet de faire descendre le train de tiges à une vitesse élevée tout en conservant le contrôle de ce déplacement.
  • Il est bien entendu que le mode de réalisation qui vient d'être décrit ne présente aucun caractère limitatif et qu'il pourra recevoir toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
  • En particulier, bien que l'invention ait été décrite sur l'exemple d'un treuil, il est clair que l'on pourrait utiliser n'importe quel autre appareil apte à faire monter ou descendre une charge, pour mettre en oeuvre l'invention.

Claims (3)

  1. Dispositif de commande d'un appareil, notamment d'un treuil utilisé pour faire monter ou descendre une charge, ledit appareil comportant :
    - un moteur d'entraînement électrique,
    - un unique organe de commande (10a) permettant d'indiquer un ordre de déplacement de la charge (2) comprenant un sens et une vitesse désirés,
    - un capteur (19) du sens et de la vitesse de l'appareil (5), et
    - des moyens de traitement (9) pour comparer le sens et la vitesse de déplacement désirés de la charge (2) aux valeurs fournies par le capteur (19) de manière à déterminer si l'exécution de l'ordre indiqué nécessite une accélération ou une décélération de la charge (2), et ce, en montée ou en descente, et en déduire des instructions appropriées destinées au moteur (6), caractérisé par le fait qu'il comporte un frein ralentisseur (8) et que les moyens de traitement (9) traduisent les ordres de décélaration en instructions destinées à la fois au moteur (6) et au frein ralentisseur (8), en répartissant entre ces derniers le couple résistant à fournir pour ralentir la charge (2) en fonction de sa vitesse instantanée.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un système d'embrayage (7) entre l'appareil (5) et le moteur (6), le système d'embrayage (7) étant commandé par les moyens de traitement (9) pour débrayer le moteur (6) lorsque la vitesse de l'appareil (5) dépasse la vitesse de rotation mécaniquement admissible du moteur (6).
  3. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 pour faire monter ou descendre un train de tiges dans un forage.
EP95401448A 1994-06-20 1995-06-20 Dispositif de commande d'un treuil de forage Withdrawn EP0688938A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9407520A FR2721303B1 (fr) 1994-06-20 1994-06-20 Dispositif de commande d'un appareil, notamment d'un treuil utilisé pour faire monter ou descendre une charge.
FR9407520 1994-06-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0688938A1 true EP0688938A1 (fr) 1995-12-27

Family

ID=9464398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP95401448A Withdrawn EP0688938A1 (fr) 1994-06-20 1995-06-20 Dispositif de commande d'un treuil de forage

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0688938A1 (fr)
FR (1) FR2721303B1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101566059B (zh) * 2009-05-27 2014-06-04 中曼石油天然气集团股份有限公司 广适应的新型自动送钻装置
CN114604794A (zh) * 2022-01-25 2022-06-10 四川宏华电气有限责任公司 一种石油钻机绞车位置控制系统及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3866468A (en) * 1972-10-04 1975-02-18 Drill Au Mation Inc Drill pipe monitoring systems
DE2439609A1 (de) * 1973-08-20 1975-03-20 Hitachi Ltd Reibungsausgleicher fuer lastbewegungsmaschinen
US3887855A (en) * 1973-11-28 1975-06-03 Cleveland Machine Controls Motor speed modifier control
US3943713A (en) * 1974-11-25 1976-03-16 Eaton Corporation Control arrangement
GB2049233A (en) * 1979-05-11 1980-12-17 Hitachi Ltd Ac elevator control system
FR2603942A1 (fr) 1986-09-15 1988-03-18 Forasol Systeme de forage

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3866468A (en) * 1972-10-04 1975-02-18 Drill Au Mation Inc Drill pipe monitoring systems
DE2439609A1 (de) * 1973-08-20 1975-03-20 Hitachi Ltd Reibungsausgleicher fuer lastbewegungsmaschinen
US3887855A (en) * 1973-11-28 1975-06-03 Cleveland Machine Controls Motor speed modifier control
US3943713A (en) * 1974-11-25 1976-03-16 Eaton Corporation Control arrangement
GB2049233A (en) * 1979-05-11 1980-12-17 Hitachi Ltd Ac elevator control system
FR2603942A1 (fr) 1986-09-15 1988-03-18 Forasol Systeme de forage

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
STOCKERT ET AL.: "Electrical equipment for the ten-rope winder of the 'Haard' mine", BROWN BOVERI REVIEW, vol. 72, no. 1, January 1985 (1985-01-01), BADEN, SUISSE, pages 37 - 46 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101566059B (zh) * 2009-05-27 2014-06-04 中曼石油天然气集团股份有限公司 广适应的新型自动送钻装置
CN114604794A (zh) * 2022-01-25 2022-06-10 四川宏华电气有限责任公司 一种石油钻机绞车位置控制系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
FR2721303B1 (fr) 1996-09-06
FR2721303A1 (fr) 1995-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2648796A1 (fr) Dispositif de commande pour treuil de levage, en particulier pour installation de forage
EP1849743B1 (fr) Dispositif compensateur de charge, notamment pour engin de levage
EP2361216B1 (fr) Dispositif de regulation du deplacement d&#39;une charge suspendue a une grue
EP1153877B1 (fr) Procédé et dispositif pour la simulation de charges sur des appareils de levage
FR2686743A1 (fr) Dispositif d&#39;enroulement et de deroulement d&#39;un cable de transport d&#39;energie, ou analogue.
EP2123590A1 (fr) Procédé de commande du mouvement d&#39;orientation de la partie tournante d&#39;une grue à tour
EP2258616A1 (fr) Procédé et systéme de commande et de régulation motrice pour hélicoptère hybride
FR2803051A1 (fr) Dispositif et procede de regulation de la puissance d&#39;un groupe motopropulseur d&#39;entrainement de rotor d&#39;helicoptere
WO2013020907A1 (fr) Procédé de commande d&#39;un écran et actionneur adapté pour un tel procédé
EP0713474B1 (fr) Procede de controle de balancement d&#39;une charge pendulaire et dispositif de mise en oeuvre du procede
EP2306630B1 (fr) Procédé pour vérifier l&#39;état d&#39;un frein d&#39;un mécanisme commandé par un convertisseur de fréquence ou autre contrôleur
FR2597996A1 (fr) Dispositif de commande du rotor d&#39;un helicoptere
EP0192513B1 (fr) Procédé de commande régulée d&#39;un moteur électrique pour le déplacement d&#39;un mobile et dispositif de commande pour la mise en oeuvre du procédé
EP0688938A1 (fr) Dispositif de commande d&#39;un treuil de forage
EP0200585A1 (fr) Procédé de commande régulée du ralentissement d&#39;un mobile et dispositif de commande régulée pour la mise en oeuvre du procédé
FR2689415A1 (fr) Treuil pour herses de scène de théâtre.
EP1388475B1 (fr) Procédé de commande de freinage des roues d&#39;un véhicule automobile, dispositif de commande de répartition d&#39;efforts de freinage et véhicule equipé d&#39;un tel dispositif
EP2150482B1 (fr) Systeme d&#39;entrainement pignon cremaillere pour multi mats
EP3733508B1 (fr) Procédé de regulation d&#39;une installation motrice d&#39;un giravion et giravion associe
FR2890929A1 (fr) Procede et dispositif de controle d&#39;un organe de freinage ou de mise en mouvement auxiliaire pour installation de transport a cable
EP0066501B1 (fr) Dispositif de commande pour machine-outil
FR2698857A1 (fr) Dispositif et procédé pour commander un appareil de levage entraîné par câble.
EP0345105A1 (fr) Dispositif de correction automatique d&#39;assiette pour un appareil de suspension d&#39;une charge
FR2475092A1 (fr) Racleur a dragline fonctionnant en mode manuel ou en mode automatique
FR2558146A1 (fr) Procede et dispositif de freinage d&#39;un treuil de tour de forage

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE FR GB IT NL

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 19960628