用于指梁的自動化控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，通過在壓力氣源和每個氣缸間的氣路上增加氣動閥，并將氣動閥進行N×M行列組合，由單列的N行電磁閥和單行的M列電磁閥控制氣動閥對氣路的導通和關(guān)閉，巧妙的將現(xiàn)有技術(shù)中電磁閥和氣缸的一一對應控制方式轉(zhuǎn)化為電磁閥和氣動閥共同控制氣缸：當單列的N行電磁閥中的第n行電磁閥、單行的M列電磁閥中的第m列電磁閥全部得電時，氣動閥組中第n行、第m列的氣動閥，才將壓力氣源和第n行、第m列的氣缸間的氣路導通。當氣缸數(shù)量為N×M時，所采用的電磁閥數(shù)量僅為N+M，相對現(xiàn)有技術(shù)中的N×M大大減少，自動化控制系統(tǒng)的成本更低，調(diào)試、維護工作也更加簡單。
【專利說明】用于指梁的自動化控制系統(tǒng)
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，屬于石油鉆采【技術(shù)領域】。
【背景技術(shù)】
[0002]指梁安裝在石油鉆機的二層臺上，類似人的手指，通過氣缸對卡板的翻轉(zhuǎn)實現(xiàn)鉆桿、鉆鋌和套管等鉆具的排管通道的開關(guān)。鉆具經(jīng)指梁擺放后，即使遇到大風等天氣惡劣情況，也能安全、穩(wěn)定在豎立在二層臺。
[0003]現(xiàn)有指梁具有呈數(shù)行多列排列的多支氣缸，每支氣缸由單獨的電磁閥控制。如圖1所示的實施例中，該用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，主要由壓力氣源1、電磁閥組2、氣缸組3組成。其中，壓力氣源I包括空氣過濾器101、減壓閥102和壓力表103組成的氣源三聯(lián)件，分別用來對壓力空氣進行過濾、調(diào)壓、顯示。其中，氣缸組3由2行、3列共計6支氣缸301、302、303、304、305、306組成。其中，電磁閥組2由6個二位四通、常閉、直動式電磁閥201、202、203、204、205、206組成電磁閥島，即6個電磁閥安裝在一個底板上，由底板經(jīng)進口 P集中供氣、經(jīng)出口 T集中排氣，端口 B始終被封住，各電磁閥的出口 A和對應的上述一支氣缸的無桿腔相連通:電磁閥201連通氣缸301 ；電磁閥202連通氣缸302 ；電磁閥203連通氣缸303 ；電磁閥204連通氣缸304 ；電磁閥205連通氣缸305 ；電磁閥206連通氣缸306。
[0004]當電磁閥201得電，其出口 A連通進口 P，從壓力氣源I出來的壓力空氣經(jīng)電磁閥201后進入氣缸301的無桿腔，氣缸301的活塞桿伸出。當電磁閥201失電，其進口 P與端口 B連通，壓力空氣被封住，出口 A經(jīng)出口 T和大氣相通，氣缸301的活塞桿縮回。同理，電磁閥202得電/失電時，氣缸302的活塞桿伸出/縮回；電磁閥203得電/失電時，氣缸303的活塞桿伸出/縮回；電磁閥204得電/失電時,氣缸304的活塞桿伸出/縮回；電磁閥205得電/失電時，氣缸305的活塞桿伸出/縮回；電磁閥206得電/失電時,氣缸306的活塞桿伸出/縮回。
[0005]隨著鉆機的鉆深加大，鉆具數(shù)量也增多，相應的指梁中的氣缸數(shù)量也越來越多，如7000m鉆深時，指梁中的氣缸將超過300支。上述現(xiàn)有指梁的自動化控制系統(tǒng)中，由于采用電磁閥與氣缸 對應的控制方式，眾多的電磁閥導致造價較高、電控模塊多、調(diào)試維護工作量大等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明在于優(yōu)化用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，使指梁滿足鉆深要求時控制更加簡單、成本更低。
[0007]為此，本發(fā)明提供了一種用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，包括壓力氣源、電磁閥組、氣缸組，其特征在于:還包括氣動閥組；上述氣缸組中氣缸、氣動閥組中氣動閥均呈現(xiàn)NXM的行列組合，上述電磁閥組由進口并聯(lián)到壓力氣源上的單列的N行電磁閥、單行的M列電磁閥組成；上述單列的N行電磁閥中的第N行電磁閥的出口與上述氣動閥組中的第η行的氣動閥的控制口相連通,上述單行的M列電磁閥中的第M列電磁閥的出口與上述氣動閥組中的第m列的氣動閥的進口相連通，上述氣動閥組中第η行、第m列的氣動閥的出口和氣缸組中的第η行、第m列的氣缸的無桿腔相連通；
其中，N表示總行數(shù),η表示具體行數(shù)，η=1, *..Ν ；Μ表示總列數(shù)表示具體列數(shù)，η=1,…
M0
[0008]本發(fā)明的用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，通過在壓力氣源和每個氣缸間的氣路上增加氣動閥，并將氣動閥進行NXM行列組合，由單列的N行電磁閥和單行的M列電磁閥控制氣動閥對氣路的導通和關(guān)閉，巧妙的將現(xiàn)有技術(shù)中電磁閥和氣缸的對應控制方式轉(zhuǎn)化為電磁閥和氣動閥共同控制氣缸:當單列的N行電磁閥中的第η行電磁閥、單行的M列電磁閥中的第m列電磁閥全部得電時，氣動閥組中第η行、第m列的氣動閥，將壓力氣源和第η行、第m列的氣缸間的氣路導通，氣缸伸出；否則，當單列的N行電磁閥中的第η行電磁閥得電、單行的M列電磁閥中的第m列電磁閥失電，或當單列的N行電磁閥中的第η行電磁閥失電、單行的M列電磁閥中的第m列電磁閥得電，或當單列的N行電磁閥中的第η行電磁閥失電、單行的M列電磁閥中的第m列電磁閥失電，氣缸均縮回。故，本發(fā)明的用于指梁的自動化控制系統(tǒng)中，當氣缸數(shù)量為NXM時，所采用的電磁閥數(shù)量僅為N+M、而不是現(xiàn)有技術(shù)中的NXM0當氣缸數(shù)量達到幾十、上百支時，本發(fā)明中的電磁閥數(shù)量將遠遠少于現(xiàn)有技術(shù)中電磁閥數(shù)量。雖然氣動閥增加，但其造價遠遠低于電磁閥，且無需電磁閥的電控模塊，自動化控制系統(tǒng)的調(diào)試、維護工作也更加簡單。
[0009]作為一種優(yōu)選，本發(fā)明的用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，其特征還在于:上述氣動閥組中氣動閥為二位三通、常斷氣動閥；上述電磁閥組中電磁閥為二位二通、常閉、直動、氣用電磁閥。當然，氣動閥也可采用二位四通等，僅使用控制口、進口、出口，而將其余端口封閉。同理，電磁閥也可采用二位三通、二位四通等，僅使用進口、出口，而將其余端口封閉。
[0010]作為一種優(yōu)選，本發(fā)明的用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，其特征還在于:上述氣缸組件中氣缸在有桿腔設置有復位彈簧。這樣，可使得氣缸縮回更加方便。
[0011]作為一種優(yōu)選，本發(fā)明的用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，其特征還在于:上述壓力氣源包括空氣過濾器、減壓閥和壓力表。這樣，便于提供更加清潔、壓力適當?shù)膲毫怏w。
[0012]為使指梁對鉆具提供更大的夾持力，且控制更加穩(wěn)定，用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，作為進一步優(yōu)化，也可采用液壓控制。因此，本發(fā)明也提供了一種用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，包括壓力液源、電磁閥組、液缸組，其特征在于:還包括液動閥組；上述液缸組中液缸、液動閥組中液動閥均呈現(xiàn)NXM的行列組合，上述電磁閥組由進口并聯(lián)到壓力液源上的單列的N行電磁閥、單行的M列電磁閥組成；上述單列的N行電磁閥中的第N行電磁閥的出口與上述液動閥組中的第η行的液動閥的控制口相連通，上述單行的M列電磁閥中的第M列電磁閥的出口與上述液動閥組中的第m列的液動閥的進液口相連通，上述液動閥組中第η行、第m列的液動閥的排液口和液缸組中的第η行、第m列的液缸的無桿腔相連通；
其中，N表示總行數(shù),η表示具體行數(shù)，η=1, *..Ν ;Μ表示總列數(shù)表示具體列數(shù)，η=1,…
M0
[0013]相應的，作為一種優(yōu)選，本發(fā)明的用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，其特征還在于:上述液動閥組中液動閥為二位三通、常斷液動閥；上述電磁閥組中電磁閥為二位二通、常閉、直動、液用電磁閥。
[0014]相應的，作為一種優(yōu)選，本發(fā)明的用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，其特征還在于:上述液缸組件中液缸在有桿腔設置有復位彈簧。
[0015]相應的，作為一種優(yōu)選，本發(fā)明的用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，其特征還在于:上述壓力液源包括液體過濾器、減壓閥和壓力表。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明。
[0017]圖1為現(xiàn)有用于指梁的自動化控制系統(tǒng)的示意圖；
圖2為本發(fā)明一實施例的用于指梁的自動化控制系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。
[0019]如圖2所示的實施例中，該用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，主要由壓力氣源4、電磁閥組5和電磁閥組6、氣動閥組7、氣缸組8組成。其中，壓力氣源4包括空氣過濾器401、減壓閥402和壓力表403組成的氣源三聯(lián)件，分別用來對壓力空氣進行過濾、調(diào)壓、顯示。其中，氣缸組8由2行、3列共計6支氣缸811、812、813、821、822、823組成；氣動閥組7由2行、3列共計6個二位三通、常斷氣動閥711、712、713、721、722、723組成(為連線方便，圖中故意將第一行、第二行的上下順序進行了顛倒)，其中端口 T封閉；電磁閥組5由進口 P并聯(lián)到壓力氣源4上的單列的2行二位三通、常閉、直動、氣用電磁閥510、520組成(為連線方便，圖中故意將第一行、第二行的上下順序進行了顛倒)，其中端口 T封閉；電磁閥組6由進口 P并聯(lián)到壓力氣源4上的單行的3個二位三通、常閉、直動、氣用電磁閥601、602、603組成，其中端口 T封閉。單列的2個電磁閥510、520中，第I行電磁閥510的出口 A與氣動閥組7中的第I行的氣動閥711、712、713的控制口 C相連通；第2行電磁閥520的出口 A與氣動閥組7中的第2行的氣動閥721、722、723的控制口 C相連通。單行的3個電磁閥601、602,603中，第I列電磁閥601的出口 A與氣動閥組7中的第I列的氣動閥711、721的進口 P相連通；第2列電磁閥602的出口 A與氣動閥組7中的第2列的氣動閥712、722的進口 P相連通；第3列電磁閥603的出口 A與氣動閥組7中的第3列的氣動閥713、723的進口 P相連通。氣動閥組7中第I行、第I列的氣動閥711的出口 A和氣缸組中的第I行、第I列的氣缸811的無桿腔相連通；氣動閥組7中第I行、第2列的氣動閥712的出口 A和氣缸組中的第I行、第2列的氣缸812的無桿腔相連通；氣動閥組7中第I行、第3列的氣動閥713的出口 A和氣缸組中的第I行、第3列的氣缸813的無桿腔相連通。
[0020]氣動閥組7中第2行、第I列的氣動閥721的出口 A和氣缸組中的第2行、第I列的氣缸821的無桿腔相連通；氣動閥組7中第2行、第2列的氣動閥722的出口 A和氣缸組中的第2行、第2列的氣缸822的無桿腔相連通；氣動閥組7中第2行、第3列的氣動閥723的出口 A和氣缸組中的第2行、第3列的氣缸823的無桿腔相連通。
[0021 ] 當單列的2行電磁閥中的第I行電磁閥510、單行的3列電磁閥中的第I列電磁閥601全部得電時，氣動閥組中第I行、第I列的氣動閥711，將壓力氣源4和第I行、第I列的氣缸811間的氣路導通，氣缸伸出；當單列的2行電磁閥中的第I行電磁閥510得電、單行的3列電磁閥中的第I列電磁閥601失電，或當單列的2行電磁閥中的第I行電磁閥510失電、單行的3列電磁閥中的第I列電磁閥601得電，或當單列的2行電磁閥中的第I行電磁閥510失電、單行的3列電磁閥中的第I列電磁閥601失電，氣缸均縮回。
[0022]同理，當電磁閥510、電磁閥602全部得電時，氣動閥712將壓力氣源4和氣缸812間的氣路導通，氣缸812的活塞桿伸出；當電磁閥510得電、電磁閥602失電，或當電磁閥510失電、電磁閥602得電，或當電磁閥510失電、電磁閥602失電，氣缸812的活塞桿均縮回。
[0023]同理，當電磁閥510、電磁閥603全部得電時，氣動閥713將壓力氣源4和氣缸813間的氣路導通，氣缸813的活塞桿伸出；當電磁閥510得電、電磁閥603失電，或當電磁閥510失電、電磁閥603得電，或當電磁閥510失電、電磁閥603失電，氣缸813的活塞桿均縮回。
[0024]同理，當電磁閥520、電磁閥601全部得電時，氣動閥721將壓力氣源4和氣缸821間的氣路導通，氣缸821的活塞桿伸出；當電磁閥520得電、電磁閥601失電，或當電磁閥520失電、電磁閥601得電，或當電磁閥520失電、電磁閥601失電，氣缸821的活塞桿均縮回。
[0025]同理，當電磁閥520、電磁閥602全部得電時，氣動閥722將壓力氣源4和氣缸822間的氣路導通，氣缸822的活塞桿伸出；當電磁閥520得電、電磁閥602失電，或當電磁閥520失電、電磁閥602得電，或當電磁閥520失電、電磁閥602失電，氣缸822的活塞桿均縮回。
[0026]同理，當電磁閥520、電磁閥603全部得電時，氣動閥723將壓力氣源4和氣缸823間的氣路導通，氣缸823的活塞桿伸出；當電磁閥520得電、電磁閥603失電，或當電磁閥520失電、電磁閥603得電，或當電磁閥520失電、電磁閥603失電，氣缸823的活塞桿均縮回。
[0027]該實施例中，通過在壓力氣源4和每個氣缸間的氣路上增加氣動閥，并將氣動閥進行2X3行列組合，由單列的2行電磁閥和單行的3列電磁閥控制氣動閥對氣路的導通和關(guān)閉，巧妙的將現(xiàn)有技術(shù)中電磁閥和氣缸的 對應控制方式轉(zhuǎn)化為電磁閥和氣動閥共同控制氣缸。當氣缸數(shù)量為2X3=6時，所采用的電磁閥數(shù)量僅為2+3=5、相對現(xiàn)有技術(shù)中的2X3=6，減少了 I個電磁閥及其電控模塊。
[0028]為使附圖能清楚表達本專利的思想，該實施例中的氣缸組8中氣缸僅為6個，而實際應用中，氣缸數(shù)量往往達到上百支，本發(fā)明中的電磁閥及其電控模塊的數(shù)量將遠遠少于現(xiàn)有技術(shù)。例如氣缸數(shù)量為30X10時，本發(fā)明僅需要電磁閥及其電控模塊為30+10=40個，而現(xiàn)有技術(shù)為30X10=300個。因此，相對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，成本更低，調(diào)試、維護工作也更加簡單。
[0029]以上是本發(fā)明的實施方式之一，對于本領域內(nèi)的一般技術(shù)人員，不花費創(chuàng)造性的勞動，在上述實施例的基礎上可以做多種變化，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的。但是，這種變化顯然應該在本發(fā)明的權(quán)利要求書的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，包括壓力氣源、電磁閥組、氣缸組，其特征在于:還包括氣動閥組(7);上述氣缸組(8)中氣缸、氣動閥組(7)中氣動閥均呈現(xiàn)NXM的行列組合，上述電磁閥組由進口(P)并聯(lián)到壓力氣源上的單列的N行電磁閥(5)、單行的M列電磁閥(6)組成；上述單列的N行電磁閥(5)中的第η行電磁閥(510)的出口(A)與上述氣動閥組(7)中的第η行的氣動閥(711、712、713 )的控制口( C)相連通，上述單行的M列電磁閥(6 )中的第m列電磁閥(601)的出口(A)與上述氣動閥組(8)中的第m列的氣動閥(711、721)的進口(P)相連通，上述氣動閥組中第η行、第m列的氣動閥(711)的出口(A)和氣缸組中的第η行、第m列的氣缸(811)的無桿腔相連通； 其中，N表示總行數(shù),η表示具體行數(shù)，n=l,…N ;M表示總列數(shù)表示具體列數(shù)，n=l,…M0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，其特征在于:上述氣動閥組(7)中氣動閥為二位三通、常斷氣動閥；上述電磁閥組(5、6)中電磁閥為二位二通、常閉、直動、氣用電磁閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，其特征在于:上述氣缸組件(8)中氣缸在有桿腔設置有復位彈簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，其特征在于:上述壓力氣源包括空氣過濾器(401)、減壓閥(402)和壓力表(403)。
5.用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，包括壓力液源、電磁閥組、液缸組，其特征在于:還包括液動閥組；上述液缸組中液缸、液動閥組中液動閥均呈現(xiàn)NXM的行列組合，上述電磁閥組由進口并聯(lián)到壓力液源上的單列的N行電磁閥、單行的M列電磁閥組成；上述單列的N行電磁閥中的第η行電磁閥的出口與上述液動閥組中的第η行的液動閥的控制口相連通，上述單行的M列電磁閥中的第m列電磁閥的出口與上述液動閥組中的第m列的液動閥的進液口相連通，上述液動閥組中第η行、第m列的液動閥的排液口和液缸組中的第η行、第m列的液缸的無桿腔相連通； 其中，N表示總行數(shù),η表示具體行數(shù)，η=1, *..Ν ；Μ表示總列數(shù)表示具體列數(shù)，η=1,…M0
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，其特征在于:上述液動閥組中液動閥為二位三通、常斷液動閥；上述電磁閥組中電磁閥為二位二通、常閉、直動、液用電磁閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，其特征在于:上述液缸組件中液缸在有桿腔設置有復位彈簧。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于指梁的自動化控制系統(tǒng)，其特征在于:上述壓力液源包括液體過濾器、減壓閥和壓力表。
【文檔編號】E21B44/02GK103470244SQ201310444521
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】李小易, 陸軍坊, 高杭, 李志剛 申請人:四川宏華石油設備有限公司