專利名稱：鉆機絞車兩檔自動換檔控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種鉆機絞車兩檔自動換檔控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
絞車作為石油鉆機上重要的提升設(shè)備，既要保證絞車具備很強的提升能力，能夠負擔(dān)得起鉆桿鉆具等重物的負荷，又要能夠盡量的加快絞車的起降速度以便提高作業(yè)效率，在石油鉆機上，多檔絞車被廣泛使用。絞車檔位主要分為高檔位和低檔位兩種；其中，低檔位，其變速箱的變速比低，能夠提升更重的負荷，但速度慢；而高檔位則與低檔位相反。因此，絞車換擋則成為了其工作中的一個重要程序。換檔一般采用液壓換檔機構(gòu)，其由液壓站所屬的電磁閥和液壓管線等部件來切換控制變速箱的檔位。目前，在石油鉆機上，還是采用手動的方式來切換絞車變速箱的高速和低速檔位，完全要依靠操作人員來判斷應(yīng)該選擇哪個檔位比較高效，安全和合理，且要手動操作來轉(zhuǎn)換絞車變速箱的檔位。但是采用手動的方式切換絞車變速箱的檔位，存在以下問題(I)完全要依靠操作人員憑經(jīng)驗和現(xiàn)場實際情況來判斷應(yīng)該選擇哪個檔位，分散了操作人員的精力，增加了操 作人員的負擔(dān)，也會由此帶來一些安全隱患；(2)在絞車負載較重和現(xiàn)場起下鉆工況下，需要頻繁的手動切換會增加操作時間，影響了鉆機作業(yè)的工作效率；(3)無法充分體現(xiàn)鉆機的自動化，智能化和人性化的鉆機設(shè)計發(fā)展理念。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種鉆機絞車兩檔自動換檔控制系統(tǒng)，克服現(xiàn)有技術(shù)中絞車采用手動換檔自動化低、存在安全隱患、影響鉆機作業(yè)工作效率的缺陷。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下鉆機絞車兩檔自動換檔控制系統(tǒng)，包括絞車換檔液壓機構(gòu)，還包括通過控制電纜與絞車換檔液壓機構(gòu)連接的PLC控制系統(tǒng)，均與PLC控制系統(tǒng)連接的傳感器和觸摸控制屏，以及通過液壓管線與絞車換檔液壓機構(gòu)連接的絞車兩檔變速箱。具體的說，所述PLC控制系統(tǒng)包括PLC，與所述傳感器連接的傳感器輸入接口，與所述觸摸控制屏連接的通訊接口，以及用于將控制信號輸送至絞車換檔液壓機構(gòu)的信號輸出模塊；其中，所述傳感器輸入接口、通訊接口和信號輸出模塊均與PLC連接。進一步的，所述傳感器包括大鉤懸重傳感器、鉆壓傳感器以及立管壓力傳感器。再進一步的，所述絞車兩檔變速箱包括高速檔和低速檔。為了更好的實現(xiàn)本實用新型，所述絞車兩檔變速箱內(nèi)還設(shè)有用以采集檔位狀態(tài)的檔位信號傳感器，該檔位信號傳感器與所述傳感器輸入接口連接。為了確保本實用新型在絞車操作上的可靠性，所述絞車換檔液壓機構(gòu)還包括手動控制回路。[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于(I)本實用新型能夠充分體現(xiàn)鉆機的自動化，智能化和人性化的鉆機設(shè)計發(fā)展理念；(2)本實用新型利用PLC控制系統(tǒng)進行智能化條件識別，判斷出鉆機的處于一個什么樣的即時工況，通過觸摸控制屏給操作人員提供了準(zhǔn)確而快速的提示，極大的減輕了操作人員的負擔(dān)；(3)本實用新型避免了操作人員手動操作可能帶來的人為失誤，極大了提高了絞車操作的安全性；(4)本實用新型省去了操作人員頻繁的對絞車檔位的手動切換，極大了提高了操作人員的工作效率和絞車設(shè)備的使用效率。

圖1為本實用新型的系統(tǒng)原理框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。本實用新型的實施方式包括但不限于下列實施例。
實施例如圖1所示，鉆機絞車兩檔自動換檔控制系統(tǒng)，包括絞車換檔液壓機構(gòu)，還包括通過控制電纜與絞車換檔液壓機構(gòu)連接的PLC控制系統(tǒng)，均與PLC控制系統(tǒng)連接的傳感器和觸摸控制屏，以及通過液壓管線與絞車換檔液壓機構(gòu)連接的絞車兩檔變速箱。通過自動變檔，省去了操作人員頻繁的對絞車檔位的手動切換，極大了提高了操作人員的工作效率和絞車設(shè)備的使用效率。要利用PLC控制系統(tǒng)來給出絞車自動換檔的輸出信號，就需要PLC系統(tǒng)能夠滿足如下要求(1)采集信號和輸出信號的實時性；(2)判斷工況和給出絞車檔位選擇的準(zhǔn)確性和合理性；(3) PLC系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和可靠性。具體的說，PLC控制系統(tǒng)包括PLC，與傳感器連接的傳感器輸入接口，與觸摸控制屏連接的通訊接口，以及用于將控制信號輸送至絞車換檔液壓機構(gòu)的信號輸出模塊；其中，傳感器輸入接口、通訊接口和信號輸出模塊均與PLC連接。通過觸摸控制屏給操作人員提供了準(zhǔn)確而快速的提示，極大的減輕了操作人員的負擔(dān)。本實施例中，絞車兩檔變速箱包括高速檔和低速檔。為了更好的實現(xiàn)本實施例，絞車兩檔變速箱內(nèi)還設(shè)有用以采集檔位狀態(tài)的檔位信號傳感器，該檔位信號傳感器與PLC控制系統(tǒng)中的傳感器輸入接口連接。這樣做使得PLC控制系統(tǒng)更加準(zhǔn)確可靠的對絞車加以控制，提升了絞車自動化控制的安全性。本實施例中，傳感器包括大鉤懸重傳感器、鉆壓傳感器以及立管壓力傳感器。本實用新型的具體實現(xiàn)方法如下將現(xiàn)場采集的鉆機大鉤懸重，鉆壓，立管壓力等傳感器信號接入PLC控制系統(tǒng)，利用PLC控制系統(tǒng)進行智能化條件識別，判斷出鉆機的處于一個什么樣的即時工況，從而給出合理的絞車檔位選擇。需要保證能夠提升更重的負荷并且工況允許時就選擇低速檔；經(jīng)過計算確保絞車及其電機能夠提供重物負荷提升的扭矩在額定扭矩之內(nèi)，并且工況允許時則選擇高速檔。PLC輸出信號給液壓換檔機構(gòu)，進而實現(xiàn)了絞車自動換檔的控制。絞車換檔液壓機構(gòu)還包括手動控制回路，以此確保整套鉆機在絞車操作上的可靠性。按照上述實施例，便可很好地實現(xiàn)本實用新型。
權(quán)利要求1.鉆機絞車兩檔自動換檔控制系統(tǒng)，包括絞車換檔液壓機構(gòu)，其特征在于還包括通過控制電纜與絞車換檔液壓機構(gòu)連接的PLC控制系統(tǒng)，均與PLC控制系統(tǒng)連接的傳感器和觸摸控制屏，以及通過液壓管線與絞車換檔液壓機構(gòu)連接的絞車兩檔變速箱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆機絞車兩檔自動換檔控制系統(tǒng)，其特征在于所述PLC控制系統(tǒng)包括PLC，與所述傳感器連接的傳感器輸入接口，與所述觸摸控制屏連接的通訊接口，以及用于將控制信號輸送至絞車換檔液壓機構(gòu)的信號輸出模塊；其中，所述傳感器輸入接口、通訊接口和信號輸出模塊均與PLC連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉆機絞車兩檔自動換檔控制系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器包括大鉤懸重傳感器、鉆壓傳感器以及立管壓力傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆機絞車兩檔自動換檔控制系統(tǒng)，其特征在于所述絞車兩檔變速箱包括高速檔和低速檔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆機絞車兩檔自動換檔控制系統(tǒng)，其特征在于所述絞車兩檔變速箱內(nèi)還設(shè)有用以采集檔位狀態(tài)的檔位信號傳感器，該檔位信號傳感器與所述傳感器輸入接口連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆機絞車兩檔自動換檔控制系統(tǒng)，其特征在于所述絞車換檔液壓機構(gòu)還包括手動控制回路。
專利摘要本實用新型公開了一種鉆機絞車兩檔自動換檔控制系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中絞車采用手動換檔自動化低、存在安全隱患、影響鉆機作業(yè)工作效率的問題。該鉆機絞車兩檔自動換檔控制系統(tǒng)，包括絞車換檔液壓機構(gòu)，其特征在于還包括通過控制電纜與絞車換檔液壓機構(gòu)連接的PLC控制系統(tǒng)，均與PLC控制系統(tǒng)連接的傳感器和觸摸控制屏，以及通過液壓管線與絞車換檔液壓機構(gòu)連接的絞車兩檔變速箱。本實用新型不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且價格低廉、實現(xiàn)方便。因此，適合推廣應(yīng)用。
文檔編號B66D1/24GK202897895SQ201220631060
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者陳克利, 趙軍民, 劉永國, 周翼 申請人:四川中曼電氣工程技術(shù)有限公司