一种滚筒安全控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于石油井下作业设备领域，主要是用于通井机作业过程中的一种滚筒安全控制系统。
【背景技术】
[0002]通井机作为井下作业的一种常用动力提升设备，现场操作人员通常是根据经验来判断通井机游车的停车时机和位置，存在因为疏忽、操作不熟悉、操作失误导致通井作业中游车上碰下砸，或者抽汲作业中抽汲工具上顶、钢丝绳的跳槽、打扭等安全事故发生的可會泛。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了解决通井作业中的游车上碰下砸，抽汲作业中的丝绳打扭跳槽、钢丝绳拉断、抽汲工具上顶等安全事故的发生的问题。
[0004]为此，本发明提供了一种滚筒安全控制系统，包括绞车滚筒以及井架上的游动系统，滚筒的动力控制机构有急刹机构、离合机构和减速机构，还包括滚筒安全控制仪，所述的滚筒上设置有转速计量装置，所述的游动系统的钢丝绳的死绳固定处连接着张力计；
所述的滚筒安全控制仪包括PLC控制器以及分别连接PLC控制器的模拟量输入模块、高速计数器、开关量输出模块和模拟量输出模块；
所述的模拟量输入模块电连接着钢丝绳的死绳固定处的张力计；高速计数器电连接着滚筒上设置的转速计量装置；开关量输出模块分别电连接着滚筒的急刹机构和离合机构；模拟量输出模块电连接着滚筒的减速机构。
[0005]所述的转速计量装置包括磁钢、接近开关和光电编码器，所述的磁钢安装在滚筒上，接近开关和光电编码器固定在滚筒外不与滚筒接触，并且接近开关位于磁钢运动轨迹正上方，接近开关电连接光电编码器，光电编码器电连接滚筒安全控制仪的高速计数器。
[0006]所述的滚筒安全控制仪为还包括触摸屏，该触摸屏电连接着PLC控制器用于显示数据和控制PLC控制器操作。
[0007]所述的滚筒安全控制仪连接着一个声光报警器，该声光报警器与滚筒安全控制仪的开关量输出模块电连接。
[0008]所述的滚筒安全控制仪还连接着抽汲记录仪，该抽汲记录仪电连接着滚筒安全控制仪的PLC控制器。
[0009]本发明的有益效果:
本发明应用于井下作业中的通井作业跟抽汲作业，实时监测显示通井作业的游车高度、游车速度、悬重、气压比值；抽汲作业的张力、抽汲深度、抽汲速度、抽汲次数、气压比值等参数。在速度和高度达到设定值时，对超限情况做出报警、减速、刹车等控制动作，能有效防止通井作业中的游车上碰下砸，抽汲作业中的丝绳打扭跳槽、钢丝绳拉断、抽汲工具上顶等安全事故的发生。触摸屏上显示相对应的工程参数，同时可显示各个参数的变化曲线以及动画模拟游车运动情况。控制仪有数据记录功能、报警记录功能。本发明整体结构小巧，智能化程度高，应用到通井机上后，将发挥出其智能化、自动化高的能力，大大提高作业质量，降低操作者的劳动强度；同时，对通井和抽汲作业的安全水平提高也是一个重要保证。
【附图说明】
[0010]以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
[0011]图1是本发明的结构原理图。
[0012]图2是滚筒安全控制仪的原理流程图。
[0013]附图标记:1、滚筒安全控制仪；2、张力计；3、PLC控制器；4、模拟量输入模块；5、高速计数器；6、开关量输出模块；7、模拟量输出模块；8、接近开关；9、光电编码器；10、触摸屏；11、声光报警器。
【具体实施方式】
[0014]实施例1:
本实施例提供一种滚筒安全控制系统，如图1所示，包括绞车滚筒以及井架上的游动系统，滚筒的动力控制机构有急刹机构、离合机构和减速机构(滚筒的动力控制的常规机构，属于现有机构，在此不做详细说明)，还包括滚筒安全控制仪1，所述的滚筒上设置有转速计量装置，所述的游动系统的钢丝绳的死绳固定处连接着张力计2 ;
滚筒安全控制仪1包括PLC控制器3、模拟量输入模块4、高速计数器5、开关量输出模块6和模拟量输出模块7，模拟量输入模块4、高速计数器5、开关量输出模块6和模拟量输出模块7分别以各自端口与PLC控制器3电连接，模拟量输入模块4、高速计数器5、开关量输出模块6和模拟量输出模块7均为现有技术模块设备，在此不做系统详细说明。
[0015]模拟量输入模块4电连接着钢丝绳的死绳固定处的张力计2 ;高速计数器5电连接着滚筒上设置的转速计量装置；开关量输出模块6分别电连接着滚筒的急刹机构和离合机构；模拟量输出模块7电连接着滚筒的减速机构。
[0016]本实施例的这种系统中，张力计2 (通井作业中称通井张力计，抽汲作业中称抽汲张力计)和转速计量装置可以作为滚筒安全控制仪1的传感装置，将绳索的张力以及滚筒的转速进行实时监测，实时监测通井作业的游车高度、游车速度、悬重、气压比值，或者抽汲作业的张力、抽汲深度、抽汲速度、抽汲次数、气压比值等参数，通过控制滚筒的急刹机构、离合机构和减速机构工作，对超限情况做出报警、减速、刹车等控制动作，能有效防止通井作业中的游车上碰下砸，抽汲作业中的丝绳打扭跳槽、钢丝绳拉断、抽汲工具上顶等安全事故的发生。
[0017]实施例2:
本实施例在实施例1的基础上进一步进行说明，在本实施例中，转速计量装置包括磁钢、接近开关8和光电编码器9，所述的磁钢安装在滚筒上，接近开关8和光电编码器9固定在滚筒外不与滚筒接触，并且接近开关8位于磁钢运动轨迹正上方，接近开关8电连接光电编码器9，光电编码器9电连接滚筒安全控制仪1的高速计数器5。
[0018]这种转速计量装置主要是通过光电编码器9的作用来实现数据的计数，磁钢安装在滚筒上，随着滚筒的旋转，磁钢也会跟着旋转，这样，磁钢的运动轨迹为圆形，接近开关8位于磁钢运动轨迹正上方，当磁钢旋转一周的靠近接近开关8的时候，接近开关8的感应面感应到磁钢的接近和原理，完成一次关开动作，然后光电编码器9将其动作转换为脉冲或数字量传递给高速计数器5，高速计数器5进行一次计数，通过两次计数间隔的时间便可计算出滚筒的转速，继而可得知通井作业中的游车速度或抽汲作业中的抽汲速度，通过PLC控制器将该数据与设定数据对比，便可知道此刻的速度值是否准确，继而确定是否要进行调整，而进一步的调整，则靠PLC控制器控制急刹机构、离合机构和减速机构完成。
[0019]实施例3:
在上述两个实施例的基础上，本实施例进一步进行优化，在本实施例中，滚筒安全控制仪1为还包括触摸屏10，该触摸屏10电连接着PLC控制器3用于显示数据和控制PLC控制器3操作，在这里，滚筒安全控制仪1可以是触摸式一体化计算机，通过触摸屏10，可以进行参数设置，在运行的过程中，所有的数据均会在屏幕上显示，显示相对应的工程参数，通过简单的程序设定，也可显示各个参数的变化曲线以及动画模拟游车运动情况。
[0020]进一步优化的，滚筒安全控制仪1连接着一个声光报警器11，该声光报警器11与滚筒安全控制仪1的开关量输出模块6电连接。初始时，需要进行一个警告值的设定，在设备运行超过设定警告值的时候，滚筒安全控制仪1除了调控外，还会通过控制声光报警器11进行警报，提醒操作人员注意。
[0021]更优的，滚筒安全控制仪1还连接着抽汲记录仪，该抽汲记录仪电连接着滚