专利名称：钻机绞车两档自动换档控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油钻井技术领域，具体地说，是涉及一种钻机绞车两档自动换档控制系统。
背景技术：
绞车作为石油钻机上重要的提升设备，既要保证绞车具备很强的提升能力，能够负担得起钻杆钻具等重物的负荷，又要能够尽量的加快绞车的起降速度以便提高作业效率，在石油钻机上，多档绞车被广泛使用。绞车档位主要分为高档位和低档位两种；其中，低档位，其变速箱的变速比低，能够提升更重的负荷，但速度慢；而高档位则与低档位相反。因此，绞车换挡则成为了其工作中的一个重要程序。换档一般采用液压换档机构，其由液压站所属的电磁阀和液压管线等部件来切换控制变速箱的档位。目前，在石油钻机上，还是采用手动的方式来切换绞车变速箱的高速和低速档位，完全要依靠操作人员来判断应该选择哪个档位比较高效，安全和合理，且要手动操作来转换绞车变速箱的档位。但是采用手动的方式切换绞车变速箱的档位，存在以下问题(I)完全要依靠操作人员凭经验和现场实际情况来判断应该选择哪个档位，分散了操作人员的精力，增加了操 作人员的负担，也会由此带来一些安全隐患；(2)在绞车负载较重和现场起下钻工况下，需要频繁的手动切换会增加操作时间，影响了钻机作业的工作效率；(3)无法充分体现钻机的自动化，智能化和人性化的钻机设计发展理念。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种钻机绞车两档自动换档控制系统，克服现有技术中绞车采用手动换档自动化低、存在安全隐患、影响钻机作业工作效率的缺陷。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下钻机绞车两档自动换档控制系统，包括绞车换档液压机构，还包括通过控制电缆与绞车换档液压机构连接的PLC控制系统，均与PLC控制系统连接的传感器和触摸控制屏，以及通过液压管线与绞车换档液压机构连接的绞车两档变速箱。具体的说，所述PLC控制系统包括PLC，与所述传感器连接的传感器输入接口，与所述触摸控制屏连接的通讯接口，以及用于将控制信号输送至绞车换档液压机构的信号输出模块；其中，所述传感器输入接口、通讯接口和信号输出模块均与PLC连接。进一步的，所述传感器包括大钩悬重传感器、钻压传感器以及立管压力传感器。再进一步的，所述绞车两档变速箱包括高速档和低速档。为了更好的实现本实用新型，所述绞车两档变速箱内还设有用以采集档位状态的档位信号传感器，该档位信号传感器与所述传感器输入接口连接。为了确保本实用新型在绞车操作上的可靠性，所述绞车换档液压机构还包括手动控制回路。[0015]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于(I)本实用新型能够充分体现钻机的自动化，智能化和人性化的钻机设计发展理念；(2)本实用新型利用PLC控制系统进行智能化条件识别，判断出钻机的处于一个什么样的即时工况，通过触摸控制屏给操作人员提供了准确而快速的提示，极大的减轻了操作人员的负担；(3)本实用新型避免了操作人员手动操作可能带来的人为失误，极大了提高了绞车操作的安全性；(4)本实用新型省去了操作人员频繁的对绞车档位的手动切换，极大了提高了操作人员的工作效率和绞车设备的使用效率。
图1为本实用新型的系统原理框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例如图1所示，钻机绞车两档自动换档控制系统，包括绞车换档液压机构，还包括通过控制电缆与绞车换档液压机构连接的PLC控制系统，均与PLC控制系统连接的传感器和触摸控制屏，以及通过液压管线与绞车换档液压机构连接的绞车两档变速箱。通过自动变档，省去了操作人员频繁的对绞车档位的手动切换，极大了提高了操作人员的工作效率和绞车设备的使用效率。要利用PLC控制系统来给出绞车自动换档的输出信号，就需要PLC系统能够满足如下要求(1)采集信号和输出信号的实时性；(2)判断工况和给出绞车档位选择的准确性和合理性；(3) PLC系统的工作稳定性和可靠性。具体的说，PLC控制系统包括PLC，与传感器连接的传感器输入接口，与触摸控制屏连接的通讯接口，以及用于将控制信号输送至绞车换档液压机构的信号输出模块；其中，传感器输入接口、通讯接口和信号输出模块均与PLC连接。通过触摸控制屏给操作人员提供了准确而快速的提示，极大的减轻了操作人员的负担。本实施例中，绞车两档变速箱包括高速档和低速档。为了更好的实现本实施例，绞车两档变速箱内还设有用以采集档位状态的档位信号传感器，该档位信号传感器与PLC控制系统中的传感器输入接口连接。这样做使得PLC控制系统更加准确可靠的对绞车加以控制，提升了绞车自动化控制的安全性。本实施例中，传感器包括大钩悬重传感器、钻压传感器以及立管压力传感器。本实用新型的具体实现方法如下将现场采集的钻机大钩悬重，钻压，立管压力等传感器信号接入PLC控制系统，利用PLC控制系统进行智能化条件识别，判断出钻机的处于一个什么样的即时工况，从而给出合理的绞车档位选择。需要保证能够提升更重的负荷并且工况允许时就选择低速档；经过计算确保绞车及其电机能够提供重物负荷提升的扭矩在额定扭矩之内，并且工况允许时则选择高速档。PLC输出信号给液压换档机构，进而实现了绞车自动换档的控制。绞车换档液压机构还包括手动控制回路，以此确保整套钻机在绞车操作上的可靠性。按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。
权利要求1.钻机绞车两档自动换档控制系统，包括绞车换档液压机构，其特征在于还包括通过控制电缆与绞车换档液压机构连接的PLC控制系统，均与PLC控制系统连接的传感器和触摸控制屏，以及通过液压管线与绞车换档液压机构连接的绞车两档变速箱。
2.根据权利要求1所述的钻机绞车两档自动换档控制系统，其特征在于所述PLC控制系统包括PLC，与所述传感器连接的传感器输入接口，与所述触摸控制屏连接的通讯接口，以及用于将控制信号输送至绞车换档液压机构的信号输出模块；其中，所述传感器输入接口、通讯接口和信号输出模块均与PLC连接。
3.根据权利要求2所述的钻机绞车两档自动换档控制系统，其特征在于所述传感器包括大钩悬重传感器、钻压传感器以及立管压力传感器。
4.根据权利要求3所述的钻机绞车两档自动换档控制系统，其特征在于所述绞车两档变速箱包括高速档和低速档。
5.根据权利要求4所述的钻机绞车两档自动换档控制系统，其特征在于所述绞车两档变速箱内还设有用以采集档位状态的档位信号传感器，该档位信号传感器与所述传感器输入接口连接。
6.根据权利要求5所述的钻机绞车两档自动换档控制系统，其特征在于所述绞车换档液压机构还包括手动控制回路。
专利摘要本实用新型公开了一种钻机绞车两档自动换档控制系统，解决了现有技术中绞车采用手动换档自动化低、存在安全隐患、影响钻机作业工作效率的问题。该钻机绞车两档自动换档控制系统，包括绞车换档液压机构，其特征在于还包括通过控制电缆与绞车换档液压机构连接的PLC控制系统，均与PLC控制系统连接的传感器和触摸控制屏，以及通过液压管线与绞车换档液压机构连接的绞车两档变速箱。本实用新型不仅结构简单，而且价格低廉、实现方便。因此，适合推广应用。
文档编号B66D1/24GK202897895SQ201220631060
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者陈克利, 赵军民, 刘永国, 周翼 申请人:四川中曼电气工程技术有限公司