一種液壓伺服控制的帶式剎車自動送鉆裝置制造方法
【專利摘要】涉及到油田鉆機自動送鉆設備的一種液壓伺服控制的帶式剎車自動送鉆裝置；其液壓控制裝置中有PLC可編程控制器和液壓伺服閥，信號采集器有壓力傳感器和編碼器，剎車執(zhí)行裝置有油缸和剎車拉桿；PLC可編程控制器分別與液壓伺服閥、死繩固定器上的壓力傳感器及編碼器連接；死繩固定器與鉆具連接，液壓伺服閥分別與液壓站和油缸連接，油缸與剎車拉桿連接；本實用新型以液壓站提供動力源，由PLC可編程控制器接受監(jiān)測的信號控制液壓伺服閥輸出壓力，從而控制油缸的推力，由剎車執(zhí)行裝置控制實現(xiàn)恒鉆壓控，其裝置不僅能減輕人員的勞動強度，提高鉆井效率，節(jié)約成本，且通用性強。
【專利說明】一種液壓伺服控制的帶式剎車自動送鉆裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及到油田鉆井設備的自動送鉆裝置。

【背景技術】
[0002]油田鉆機實現(xiàn)自動送鉆功能的方式主要有帶式剎車自動送鉆、盤式剎車自動送鉆和能耗制動自動送鉆三種【《甘肅科技》第24卷第19期、2008年10月《國內(nèi)外鉆機自動送鉆技術發(fā)展現(xiàn)狀》】，其中帶式剎車以操作可靠、維修簡便、價格便宜而在車載式鉆機上仍被廣泛使用，且采用該剎車方式的鉆機在油田用戶中的保有量較大，因而帶式剎車自動送鉆裝置具有較好的市場基礎。
[0003]現(xiàn)有帶式剎車自動送鉆主要有機械式、氣控式和伺服電機式[201020675714.X]；機械式因控制精度不足在國內(nèi)比較少見；氣控式精度雖有提高，但由于氣體的可壓縮易影響執(zhí)行機構(氣缸或馬達)控制精度，它主要適用中深井做作業(yè)鉆機而不適用以淺井為主要作業(yè)不同的鉆機剎把具有不同位置的和不同的形式，伺服電機安裝位置和剎緊彈簧拉力大小經(jīng)常變更，故通用性差。且伺服電機控制的主滾筒剎車裝置，需要人工操作剎車剎把實現(xiàn)主滾筒剎車，其操作者勞動強度大、效率低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種液壓伺服閥控制的帶式剎車自動送鉆裝置，它是一種不改變原有帶式剎車結構的情況下，使自動送鉆控制精度大幅度提高的裝置。
[0005]本實用新型的技術方案為:
[0006]本實用新型包括液壓站、液壓控制裝置、剎車執(zhí)行裝置、信號采集器、死繩固定器、油缸，所述的液壓控制裝置包括伺服閥與PLC可編程控制器控制器，其伺服閥與PLC可編程控制器控制器通過電纜相互連接，伺服閥通過液壓管線分別與液壓站和油缸連接，所述的剎車執(zhí)行裝置包括油缸與剎車拉桿、滾筒體，油缸的桿端與剎車拉桿連接，所述的信號采集器包括壓力傳感器與編碼器，PLC可編程控制器控制器與死繩固定器連接，死繩固定器與鉆具連接，壓力傳感器在死繩固定器上，編碼器在剎車執(zhí)行裝置的滾筒體上。
[0007]當自動送鉆未開啟時，液壓伺服閥處于關閉狀態(tài)將液壓源切斷，油缸處于自由狀態(tài)，剎車執(zhí)行裝置不動作。當自動送鉆開啟時，死繩固定器上的壓力傳感器將鉆具懸重信號反饋給PLC可編程控制器，PLC可編程控制器根據(jù)操作者設定的鉆壓與懸重信號反饋值比較后控制液壓伺服閥調(diào)整輸出壓力，從而控制油缸推力，由剎車執(zhí)行裝置實現(xiàn)恒鉆壓控。
[0008]本實用新型的有益效果為:
[0009]1、啟用自動送鉆后，司鉆不必控制帶式剎車剎把，減輕司鉆的勞動強度；
[0010]2、PLC根據(jù)預期設定鉆壓和采集的懸重信號自動控制帶式剎車的剎車力矩的變化，提聞鉆井質(zhì)量；
[0011]3、通過鉆壓的控制延長鉆頭使用壽命，減少了更換鉆頭的次數(shù)，提高了鉆井效率，同時也節(jié)約了成本；
[0012]4、采用液壓油做剎車介質(zhì)避免了氣動介質(zhì)由于可壓縮性對執(zhí)行機構(氣缸或馬達)控制精度的影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型結構示意圖。

【具體實施方式】
[0014]參見附圖1，對本實用新型作進一步說明。
[0015]圖1中:液壓站的液壓油箱23通過液壓管路與氣動增壓泵24、氣動三聯(lián)件25、氣控兩位三通換向閥26、電控兩位三通換向閥27、常開式氣控高壓球閥14、常閉式氣控高壓球閥16、減壓閥17、蓄能器組18、單向閥19、高壓過濾器20、安全閥21連接，壓縮空氣經(jīng)氣源處理三聯(lián)件25過濾減壓后驅(qū)動氣動增壓泵24，氣動增壓泵24從液壓油箱23中吸入液壓油增壓，經(jīng)高壓過濾器20、單向閥19進入蓄能器組18，蓄能器組18輸出口經(jīng)減壓閥17后止于常閉式氣控高壓球閥16備用，通過調(diào)整氣源處理三聯(lián)件25上減壓閥17的輸出氣壓，最終將液壓系統(tǒng)的最高壓力限定在21MPa內(nèi)；液壓控制系統(tǒng)由PLC可編程控制器22、帶伺服放大器的液壓伺服閥15組成，伺服閥15與PLC可編程控制器控制器22相互連接，伺服閥15通過液壓管線分別與液壓站和油缸7連接，PLC可編程控制器22根據(jù)操作者設定的鉆壓與采集的鉆具懸重信號比較后作出判斷并實時輸出控制信號給伺服放大器來驅(qū)動液壓伺服閥15輸出不同的壓力，實現(xiàn)自動送鉆。
[0016]剎車執(zhí)行裝置滾筒體4的外部分別裝有滾筒剎車鼓3、剎車鋼帶1，剎車鋼帶I上裝有剎車片2、剎車軸8通過連桿機構與剎車鋼帶I連接，油缸7與剎車軸8、剎車軸8與剎車拉桿9連接，油缸7的兩端各有一個油口分別與液壓伺服閥15的兩個輸出口連接，常開式氣控高壓球閥14與液壓伺服閥15、油缸7并聯(lián)安裝，當自動送鉆關閉時，液壓站上的常閉式氣控高壓球閥16關閉將液壓源切斷，常開式氣控高壓球閥14將油缸7兩腔導通，油缸7上的活塞桿可自由運動，當自動送鉆開啟時，常閉式氣控高壓球閥16打開向伺服閥15供油，常開式氣控高壓球閥14關閉，將油缸7的兩個油口切斷，油缸7依據(jù)伺服閥15控制執(zhí)行剎車和提供給定的剎車力矩。
[0017]信號采集器包括壓力傳感器11和滾筒體4軸端的編碼器5，死繩固定器10上裝有壓力傳感器11，死繩固定器10通過鋼絲繩I與鉆具連接，壓力傳感器11的一端纏繞在滾筒體4上，一端在死繩固定器10上，死繩固定器10上的鋼絲繩的張力轉(zhuǎn)換為反應鉆具懸垂的電信號反饋給PLC可編程控制器22，編碼器5監(jiān)測滾筒體轉(zhuǎn)速作為鉆進速度參考以便及時調(diào)整鉆壓設定值。
【權利要求】
1.一種液壓伺服控制的帶式剎車自動送鉆裝置，其特征是:包括液壓站、液壓控制裝置、剎車執(zhí)行裝置、信號采集器、死繩固定器(10)、油缸(7)，所述的液壓控制裝置包括伺服閥(15)與PLC可編程控制器(22);其伺服閥(15)與PLC可編程控制器(22)通過電纜相互連接，伺服閥(15)通過液壓管線分別與液壓站和油缸(7)連接，所述的剎車執(zhí)行裝置包括油缸(7)與剎車拉桿(9)、滾筒體(4);油缸(7)的桿端與剎車拉桿(9)連接，所述的信號采集器包括壓力傳感器(11)與編碼器(5) ;PLC可編程控制器(22)與死繩固定器(10)連接，死繩固定器(10)與鉆具連接，壓力傳感(11)在死繩固定器(10)上，編碼器(5)在剎車執(zhí)行裝置的滾筒體(4)上。
【文檔編號】E21B44/02GK204098893SQ201420367810
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月4日 優(yōu)先權日:2014年7月4日
【發(fā)明者】黃家文, 徐軍, 何江海, 李其振, 陳新龍 申請人:中石化石油工程機械有限公司第四機械廠